Nowe technologie wykorzystywania niskich spadów rzek oddziaływanie na środowisko

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Nowe technologie wykorzystywania niskich spadów rzek oddziaływanie na środowisko"

Agnieszka Kucharska
7 lat temu
Przeglądów:

1 Nowe technologie wykorzystywania niskich spadów rzek oddziaływanie na środowisko Maciej Drzewiecki Forum Czystej Energii, Poleko 2011, Poznań r.

2 Plan prezentacji - Technologia VLH w praktyce i jej wpływ na środowisko - Rozwój technologii niskospadowych w Polsce - Turbina Archimedesa mikro źródło przyjazne dla środowiska

com Październik 2011 Targi Hydro 2011 Praga MJ2 TECHNOLOGIES ZA Millau

3 Nowa turbina do zastosowania przy niskich spadach (Very Low Head), o małym wpływie na środowisko. Październik 2011 Targi Hydro 2011 Praga MJ2 TECHNOLOGIES ZA Millau Larzac La Cavalerie (France) Tel: vlh-turbine@vlh-turbine.com

4 Wsparcie i finansowanie Francuska Agencja Ochrony Środowiska i Energii - ADEME Francuskie Ministerstwo Rozwoju i Edukacji Zasoby Naturalne Kanada

5 Nikt do tej pory nie oferował turbin tak efektywnych przy spadach poniżej 2 m W krajach rozwiniętych najbardziej zyskowne lokalizacje są już wykorzystywane lub zajęte W Polsce ogromny i niewykorzystany potencjał znajduje się w spadach poniżej 2 m

6 Turbina Kaplana układ pionowy z pojedynczą regulacją Pozioma turbina rurowa typu bulb Turbina VLH

8 Najnowsze badanie migracji zstępującej węgorza Podejmowanie na platformie Platforma na brzegu Rura podająca ryby Rozmiary węgorzy 0,6 do 1 m Podawanie ryb Podejmowanie ryb dolna woda

Wyniki najnowszych testów migracji zstępującej Podawanie w 3 punktach Współczynnik przeżyć na próbce ponad 200 osobników: Wnętrze 100% Pośrodku 1&2 100% Krawędź 100% Miejsca podania

9 Wyniki najnowszych testów migracji zstępującej Podawanie w 3 punktach Współczynnik przeżyć na próbce ponad 200 osobników: Wnętrze 100% Pośrodku 1&2 100% Krawędź 100% Miejsca podania ryb Pośrodku 1&2 Średni współczynnik przeżyć równy 100%. 4 osobniki doznały lekkich obrażeń zewnętrznych. Wnętrze Badanie przeprowadzone z udziałem ekspertów z Polski. Krawędź

11 Unoszenie zespołu dla celów konserwacyjnych lub w celu zabezpieczenia przed zbyt wysoką wodą i innymi niebezpieczeństwami Turbina w pozycji roboczej Turbina w pozycji uniesionej

12 Dostępne turbiny: 5 średnic (3150, 3550, 4000, 4500, 5000, mm) Rozpiętość spadów brutto: Od 1,4 do 3,4 m (do 4,2m z opcjonalnym wzmocnieniem tylko w modelach DN 3150, 3550 i 4000) Zakres przepływów wody: Od 10 do 30 m 3 /s Rozpiętość mocy wyjściowej: Od 100 do 500 kw mocy elektrycznej

13 Cechy potwierdzone po 50 miesiącach pracy na pierwszym obiekcie z VLH: Nieodczuwalny poziom hałasu i wibracji Pełna moc turbozespołu potwierdzona Precyzyjna regulacja od poziomu górnej wody oraz parametrów elektrycznych Zmienna prędkość obrotowa pozwala pracować przy 40% nominalnego spadu i 30% przepływu Płynne przechodzenie z mocą nominalną do 30 kw Osiągnięto cel wyprodukowania 2000 MWh

14 50 miesięcy działania w warunkach przemysłowych ze znakomitymi efektami: Potwierdzenie wyników badań nominalnej i średniej efektywności w skali modelowej i rzeczywistej Water Regulacja Level od poziomu regulation górnej wody Przepływ Nominal nominalny Flow % 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% Spad Gross brutto Head m m 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 2,50 Spad Net netto head m m 2,38 2,40 2,42 2,44 2,46 2,47 2,48 2,49 2,50 Przepływ Turbined przez Flow turbinę m3/s m3/s 21,8 19,7 17,5 15,3 13,1 10,9 8,7 6,6 4,4 Moc Turbine turbiny Output kw kw Moc Output elektryczna on the na zaciskach Grid kw kw Speed Regulacja regulation prędkości with obrotowej head reduction przy redukcji spadu Spad Gross nominalny Head %% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% Spad Gross brutto Head m 2,50 2,25 2,00 1,75 1,50 1,25 1,00 0,75 Spad Net netto Head m m 2,38 2,13 1,88 1,63 1,38 1,13 0,88 0,63 Przepływ Turbined przez Flow turbinę m3/s m3/s 21,8 20,7 19,4 18,1 16,6 15,0 13,3 11,2 Moc Output elektryczna on the na zaciskach Grid kw kw

15 Procedura montażu VLH w miejscu docelowym Całkowity czas trwania 3 dni

16 Pierwsza lokalizacja demonstracyjna VLH DN kw - 20 m3/s - 2,5 m spadu Millau (Francja) «Usine élévatoire du Troussy» (Przepompownia na rzece Troussy)

17 Ustawianie pozycji wyjściowej Dźwig montuje 26 tonowy element w miejscu docelowym

18 Wejście i wyjście na okablowanie VLH (prąd, hydraulika, powietrze)

19 Kraty ochronne przed dużymi elementami Krata Ø 100 mm, odstęp między kratami 300 mm 2 Zasuwy pionowe

20 Widok z górnej wody przy pustym kanale derywacyjnym VLH podczas pracy

21 Transport VLH 3550 do La Roche na rzece Mayenne

22 Miejsce na VLH EW La Roche widok od dolnej wody. Ładowanie VLH na barkę transportową.

23 Ładowanie VLH na barkę transportową. Transport VLH barką do miejsca docelowego

24 Kanał d Huningue Kanał przed montażem VLH VLH i stacja kontrolna w pozycji roboczej

25 Kanał d Huningue Kontener z osprzętem elektrycznym i dodatkowym Widok z zewnątrz od górnej wody Wewnątrz kabiny kontrolnej

26 Aulx les Cromary Pierwszy projekt z zainstalowanymi 2 VLH równolegle

27 Marcinelle (Belgia) Podwójny podnośnik

28 Marcinelle konstrukcja unosząca 2 VLH jednocześnie

31 Instalacje

32 Rozwój technologii w Polsce Rozwój technologii niskospadowych w Polsce: - Uzgodnienia i decyzje środowiskowe dla VLH (Natura 2000, rezerwat ichtiologiczny, obszar krajobrazu chronionego) - VLH projektowane przy zabytkowych urządzeniach piętrzących - Pierwsze instalacje turbin Archimedesa polskiej i czeskiej produkcji

33 Ślimak Archimedesa Już w starożytności (III w. p.n.e.) Archimedes wymyślił urządzenie do przenoszenia wody w górę tzw. spiralę Archimedesa. Wynalezienie tego urządzenia ułatwiło w starożytności nawadnianie kanałów irygacyjnych.

inżynier Claude Louis Marie Henri Navier (1785-1836)

34 Ślimak Archimedesa Przez wieki zapomniano o tym wynalazku, aż do początku XIX wieku, gdy francuski inżynier Claude Louis Marie Henri Navier ( ) zaproponował, aby rozwiązanie Archimedesa wykorzystać jako rodzaj koła wodnego.

35 Ślimak Archimedesa Dopiero w latach 90 ubiegłego stulecia niemiecki inżynier Radlik wraz z czeskim profesorem Bradą skonstruowali pierwszą działającą elektrownię wodną wykorzystującą spiralę Archimedesa. Eksperymentowali prawie przez rok z tzw. urządzeniem kompaktowym, które miało regulowany kąt nachylenia.

36 Ślimak Archimedesa Poprzez odwrócenie pierwotnej funkcji spirali Archimedesa uzyskano efektywną metodę na produkcję energii z wody. W odróżnieniu od klasycznych turbin napędzanych ciśnieniem, ślimaki Archimedesa działają dzięki sile grawitacji i ciężarowi wody.

37 Ślimak Archimedesa Typowa elektrownia z turbiną Archimedesa składa się z: - Spirali ze zintegrowanym korytem lub bez koryta - Łożysk - Sprzęgła - Przekładni - Generatora - Hamulca awaryjnego - Układu sterowania z falownikiem lub bez falownika - Kraty ochronnej - Zasuwy awaryjnej - Konstrukcji budowlanej

38 1. Spirala 2. Łożysko 3. Przeniesienie napędu 4. Generator 5. Koryto 6. Zasuwa 7. Kraty zgrubne 8. Sterowanie i przyłącze 9. Kanał derywacyjny 10. Odpływ wody

39 Ślimak Archimedesa Parametry techniczne: - Spad nominalny już od 1 m - Przepływ wody od 0,1 m3/s do 15 m3/s - Moc wyjściowa od 1 kw do 250 kw - Prędkość obrotowa <35 obr/min - Średnica od 0,4 do 4 m - Ilość łopat od 3 do 5 - Sprawność hydrauliczna 87%, elektryczna 77% Podstawowe rodzaje zabudowy: - Betonowa - Stalowa - Kompaktowa

Ślimak Archimedesa Zabudowa betonowa: Koryto betonowe ma uzasadnienie tylko tam, gdzie problemem jest dojazd w miejsce ustawienia urządzenia (np.

40 Ślimak Archimedesa Zabudowa betonowa: Koryto betonowe ma uzasadnienie tylko tam, gdzie problemem jest dojazd w miejsce ustawienia urządzenia (np. z powodu ograniczeń ciężaru). To rozwiązanie wiąże się jednak z podniesionymi kosztami zabudowania urządzenia duże ilości betonu i nakłady na prace inżynieryjne.

41 Ślimak Archimedesa Zabudowa stalowa: Koryto stalowe to najczęściej spotykana wersja ślimaków Archimedesa. Gotowe urządzenie waży więcej, ale dzięki integracji z korytem stalowym zapewnione są optymalne odległości pomiędzy elementami urządzenia (co nie udaje się do końca w przypadku koryta betonowego). Stalową rynnę wraz ze ślimakiem osadza się na stałe w betonowej konstrukcji.

Ta konstrukcja sprawia, że do minimum ograniczone są prace inżynieryjne związane z

42 Ślimak Archimedesa Zabudowa kompaktowa: Zabudowa kompaktowa to najciekawsze rozwiązanie na sprawną budowę elektrowni wodnych. Ta konstrukcja sprawia, że do minimum ograniczone są prace inżynieryjne związane z posadowieniem elektrowni. Zintegrowane są tu ślimak, koryto stalowe, konstrukcja nośna, generator, przekładnia, osprzęt sterujący oraz wszelkie osłony

43 Ślimak Archimedesa Główne zalety: - Niskie oddziaływanie na środowisko - Długa żywotność pracy zestawu - Transport i montaż - Koszty prac budowlanych - Nie wymagają budynku elektrowni - Zabezpieczenie urządzeń - Nie wymagają gęstych krat, zmniejszone straty efektywności - Efektywność hydrauliczna 87%, nawet przy 1/3 przepływu nominalnego - Niski spad przy dużym przepływie

44 Ślimak Archimedesa

45 Ślimak Archimedesa

46 Ślimak Archimedesa Technologia przyjazna środowisku

47 Ślimak Archimedesa Technologia przyjazna środowisku Testy na rybach przeprowadzane w Niemczech, Wielkiej Brytanii, Holandii i Czechach wykazały, że przez ślimaki Archimedesa bez żadnych uszkodzeń przechodzą najpopularniejsze gatunki ryb migrujących. Oddziaływanie na środowisko to także transport i montaż urządzenia większość gotowych zestawów mieści się na zestawie platforma i ciągnik siodłowy, a na miejscu instaluje się je przy pomocy jednego dźwigu.

48 Ślimak Archimedesa

49 Ślimak Archimedesa

50 Ślimak Archimedesa

51 Ślimak Archimedesa

52 Podsumowanie Fakty: - Solidna, trwała i bezproblemowa MEW - Mniej nakładów na utrzymanie - Efektywność lepsza niż koła wodne i małe turbiny - Zmienność spadu i przepływu ma niewielki wpływ na efektywność MEW - Fish friendly - Automatyczne dostosowanie do parametrów wody - Brak konieczności stosowania falownika - Brak problemów z migracją zstępującą ryb oraz z materiałami niesionym przez rzekę

Podobne dokumenty

Możliwości wykorzystania potencjału bardzo niskich spadów - turbiny VLH. Maciej Drzewiecki

Możliwości wykorzystania potencjału bardzo niskich spadów - turbiny VLH Maciej Drzewiecki Dziś i jutro energetyki wodnej w Polsce i w Unii Europejskiej, Renexpo Warszawa, 27.10.2011 Nowa turbina do zastosowania