Nowoczesne metody projektowo-badawcze w aspekcie hydroenergetycznego wykorzystania rzeki Odry dr inż. Przemysław Szulc, prof. dr inż. Janusz Plutecki przemyslaw.szulc@pwr.edu.pl, janusz.plutecki@pwr.edu.pl Wydział Mechaniczno-Energetyczny Zakład Podstaw Konstrukcji i Maszyn Przepływowych
Czarny scenariusz
Udział żeglugi śródlądowej w transporcie, % Biała Księga Transportu 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Holandia Bułgaria Niemcy Węgry Słowacja Polska Czechy Do 2030 roku 30% drogowego transportu towarów na odległościach większych niż 300 km należy przenieść na inne środki transportu, np. transport wodny lub kolej, zaś do 2050 r. powinno to być ponad 50% tego typu transportu.
Hydropotencjał Polski zasoby teoretyczne Wisła + dorzecze Długość - 5972 km Moc średnia -1969 MW Energia - 17252 GWh Odra + dorzecze Długość - 3577 km Moc średnia - 600 MW Energia - 5226 GWh Pozostałe objęte katastrem i nie Długość - 5643 km Moc średnia -122 MW Energia - 1094 GWh Dla Odry i jej dorzecza uzasadnione technicznie około 45-50%.
Hydropotencjał Polski 7,3% rocznego zużycia energii w Polsce (164 TWh, 2016 r.) wg. J. Strellera
Potencjał hydroenergetyczny Odry Górna Odra Środkowa Odra Dolna Odra 24 (25) stopnie wodne ~19 wykorzystanych na cele hydroenergetyczne P i ~ 70MW A ~ 370 mln kwh/a 22 planowane stopnie wodne 22 wykorzystane na cele hydroenergetyczne P i = 70 MW A = 430kWh/a ~2 planowane stopnie wodne ~ 2 wykorzystane na cele hydroenergetyczne
336,0 352,5 369,0 379,1 393,7 407,8 427,0 437,8 451,6 Chełmn Wietszyce Barycz Głogów Żukowice Bytom Odrzański H br =36 m Malczyce Kaczawa Lubiąż Ścinawa Rajczyn Kaskadyzacja Odry 99,0 94,0 89,5 86,5 83,0 78,0 72,0 69,0 66,5 63,0 115,6 km
451,6 428,0 441,0 456,1 479,0 493,1 518,0 536,0 553,0 Bóbr Klecina Obrzyca Pomorsko Bytom Odrzański Nowa Sól Młynkowo Laski Odrzańskie Krzesin Nysa Łużycka Tawęcin H br =38,8 m Biała Woda Czarna Struga Krosno Odrzańskie Kaskadyzacja Odry 66,5 63,0 59,5 56,0 49,5 45,5 39,0 36,0 30,7 27,7 137,4 km
553,0 561,5 572 586,8 599,8 614,6 637,8 671,0 Muszyna Cedynia Łazy Kostrzyn H br =26,2 m Warta k. Odra-Hawela Słubice k. Odra-Szprewa Uraz Kunice Tawęcin k. Odra-Szprewa Kaskadyzacja Odry 30,7 27,7 24,0 20,0 17,0 14,5 10,5 7,5 4,5 118 km
Korzyści Ochrona przeciw powodziowa Zbiornik retencyjny Transport śródlądowy Stopień wodny Turystyka Produkcja szczytowa energii Przeprawa mostowa A ekw =1,7A przepł
Sposoby realizacji założeo Rewitalizacja istniejących stopni nie wykorzystanych hydroenergetycznie Adaptacja istniejących struktur na cele hydroenergetyczne. Projekty wysokosprawnych maszyn i elementów pomocniczych jak el. zasilania i odprowadzenia ciecz. Rewitalizacja istniejących stopni wykorzystanych hydroenergetycznie Budowa nowych wysokosprawnych obiektów Modernizacja istniejących hydraulik turbin. Zwiększenie sprawności cząstkowych Wymiana szybkobieżnych turbin Francisa. Obniżenie potrzeb własnych. Opracowanie planów pracy, efektywniejsze wykorzystanie wody. Odpowiednie dobranie parametrów instalowanych. Praca w kaskadzie zwartej. Innowacyjne podejście do konstruowania turbin i układów peryferyjnych. Instalacje badawczopilotażowe Budowa w pełni funkcjonalnego obiektu z możliwościami testowania innowacyjnych rozwiązań, szczególnie w obszarze niskich spadów. Potwierdzenie badań i teorii naukowych.
Q, m3/s etat Propozycje działao 25 6 200 20 180 0,9 5 15 160 0,89 0,88 4 10 140 120 0,87 0,86 0,85 0,84 3 2 5 100 0,83 0,82 1 0 0,81 0 80 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 Q1' 1,6 1,8 2 2,2 dni
Modelowanie numeryczne elementy doprowadzenia
Modelowanie VOF, element odprowadzenia
Badania rzeczywiste, weryfikacja
Nowe koncepcje rur ssących
Propozycje działao oferta zakładu
Propozycje działao oferta zakładu Q, kg/s 250 η, % M, Nm 200 150 100 50 0 0-100 100 300 500 700 900 1100 1300 1500 n, rpm Q, kg/s M, Nm efficiency Pr,kW 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Pr, kw
Propozycje działao oferta zakładu
Propozycje działao oferta zakładu
Nowe koncepcje wykorzystania niskich spadów
Nowoczesne metody projektowo-badawcze w aspekcie hydroenergetycznego wykorzystania rzeki Odry dr inż. Przemysław Szulc, prof. dr inż. Janusz Plutecki przemyslaw.szulc@pwr.edu.pl, janusz.plutecki@pwr.edu.pl Wydział Mechaniczno-Energetyczny Zakład Podstaw Konstrukcji i Maszyn Przepływowych