ENERGETYKA WODNA (HYDROENERGETYKA) wykorzystuje energię wód płynących i stojących. Energia czysta ekologicznie, tania, odnawialna.

Podobne dokumenty
Elektrownie wodne (J. Paska)

HYDROENERGETYKA. Ryszard Myhan WYKŁAD 3

HYDROTECHNICZNE ROZWIĄZANIA MEW

Czyste energie. Energetyka wodna. wykład 9. dr inż. Janusz Teneta. Wydział EAIiIB Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej

Czyste energie. Energetyka wodna. wykład 8. dr inż. Janusz Teneta. Wydział EAIiIB Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej

Zielony Telefon Alarmowy OZE.

Wielkość energii (E) wód płynących lub zgromadzonych w zbiornikach (V) zależy od wielkości przepływu (Q) i spadu lub różnicy wysokości (H): E = V H

Energia z wody i przykłady jej wykorzystania w Wielkopolsce

Cykl krążenia wody w przyrodzie

HYDROENERGETYKA. Gospodarka Wodna. Wykład nr 7 Kierunek: IS + UCZ

*Woda biały węgiel. Kazimierz Herlender, Politechnika Wrocławska

TRENDY MODERNIZACYJNE W KRAJOWYCH ELEKTROWNIACH WODNYCH ŚREDNIO- I NISKOSPADOWYCH CZĘŚĆ I

silniku parowym turbinie parowej dwuetapowa

Nowoczesne technologie energooszczędne. Energia wody

Małe Elektrownie Wodne

OBIEKTY ELEKTROWNI WODNEJ

Energia wody

ENERGIA CIEKU I MOC ELEKTROWNI WODNEJ - 1

Rys historyczny. W 1954r było czynnych 6330 elektrowni W 1980r istniejących elektrowni wodnych i spiętrzeń pozostało 650 obiektów.

Przybywa MEW. Przyszłość w wodzie?

BADANIA SYMULACYJNE WPŁYWU NA WARUNKI HYDRODYNAMICZNE W ZBIORNIKU RETENCYJNYM PORĄBKA

Hydroenergetyka. liwości intensyfikacji wykorzystania potencjału hydroenergetycznego w ramach gospodarki wodnej kraju.

Energetyka Wodna. Z uwagi na brak naturalnej koncentracji spadu, stwarza się sztuczne spady poprzez:

J. Szantyr Wykład 26bis Podstawy działania pomp wirnikowych. a) Układ ssący b) Układ tłoczący c) Układ ssąco-tłoczący

Temat nr 8: Energetyka wodna. Energia wody. Rodzaje elektrowni wodnych. Małe elektrownie wodne. Magazynowanie energii wody

PODSTAWOWE PODZESPOŁY ELEKTROWNI WODNYCH

ELEKTROWNIE WODNE. Wykonały: Patrycja Musioł Ewelina Kriener

HYDROENERGETYKA. Gospodarka Wodna. Wykład nr 17. Wydział Inżynierii Środowiska Instytut Inżynierii i Gospodarki Wodnej Zakład Gospodarki Wodnej

Zajęcia technologiczne: Elektrownia szczytowo-pompowa Porąbka Żar

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

Wydajne wentylatory promieniowe Fulltech o wysokim ciśnieniu statycznym

Małe elektrownie wodne w Małopolsce

Zasada działania maszyny przepływowej.

Planowanie Projektów Odnawialnych Źródeł Energii Energia wody

PL B1. POLITECHNIKA ŚLĄSKA, Gliwice, PL FUNDACJA ROZWOJU KARDIOCHIRURGII IM. PROF. ZBIGNIEWA RELIGI, Zabrze, PL

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 7 BADANIE POMPY II

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH Uniwersytet Warmińsko-Mazurski.

Zajęcia technologiczne: Elektrownia szczytowo-pompowa Porąbka Żar

MODUŁOWE ELEKTROWNIE WODNE DLA RZEK NIZINNYCH

STOPIEŃ WODNY.

J. Szantyr Wykład 2 - Podstawy teorii wirnikowych maszyn przepływowych

Wprowadzenie Techniczne zasady działania elektrowni wodnych (MEW)

WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH Uniwersytet Warmińsko-Mazurski.

T. 32 KLASYFIKACJA I OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA BUDOWLI HYDROTECHNICZNYCH ŚRÓDLĄDOWYCH I MORSKICH

Wykorzystanie potencjału hydroenergetycznego Dolnej Wisły w świetle doświadczeń Hydroprojektu

MYLOF Zobacz film Stopień Mylof z lotu. Hilbrycht

I N S T Y T U T M A S Z Y N P R Z E P Ł Y W O W Y C H i m. R o b e r t a S z e w a l s k i e g o P O L S K I E J A K A D E M I N A U K

PL B1. Politechnika Łódzka,Łódź,PL BUP 12/06

DETEKCJA FAL UDERZENIOWYCH W UKŁADACH ŁOPATKOWYCH CZĘŚCI NISKOPRĘŻNYCH TURBIN PAROWYCH

WYDZIAŁ NAUK TECHNICZNYCH Uniwersytet Warmińsko-Mazurski.

Elektrownia wodna - charakterystyka

HYDROENERGETYKA EW ZŁOTNIKI

Energia wód. Oceany i morza: Rzeki: Pływy Fale Prądy. Przepływ Różnice poziomów. Duże elektrownie wodne Małe elektrownie wodne

Charakterystyka inwestycji

Elektrownie możemy podzielić na: Odnawialne

PROGRAM REURIS PODSUMOWANIE

1. Klasyfi kacja i zasady działania pomp i innych przenośników cieczy 2. Parametry pracy pompy i układu pompowego

TECHNOLOGIE WSPÓŁCZEŚNIE STOSOWANE - TURBINY. Podstawowymi parametrami, które warunkują wybór turbiny dla elektrowni wodnej

SYSTEMY ENERGETYKI ODNAWIALNEJ B.22 Energetyka wodna

Jeleniogórskie Elektrownie Wodne Sp. z o.o. powstała

Odnawialne Źródła Energii I stopień (I stopień/ II stopień) ogólnoakademicki (ogólnoakademicki/praktyczny) stacjonarne (stacjonarne/ niestacjonarne)

Turbiny z napływem promieniowym stosowane są wówczas kiedy niezbędne jest małe (zwarte) źródło mocy

INSTRUKCJA LABORATORYJNA NR 4-EW ELEKTROWNIA WIATROWA

PROCEDURA DOBORU POMP DLA PRZEMYSŁU CUKROWNICZEGO

KFBiEO Mgr inż. Mariola Starzomska prof. dr hab. inż. Jerzy Piotrowski

Pompy w górnictwie Grzegorz Pakuła, Marian Strączyński SPIS TREŚCI

SCENARIUSZ: Energia wody

Zasada działania oraz wpływ na środowisko elektrowni szczytowopompowej

PL B1. SZKODA ZBIGNIEW, Tomaszowice, PL BUP 03/16

4. Wytwarzanie energii elektrycznej i cieplnej 4.1. Uwagi ogólne

Energetyka odnawialna i nieodnawialna. prof. Andrzej Gardzilewicz

1. Pojęcie wiatru, cyrkulacja powietrza w atmosferze. Historia wykorzystania energii wiatru, typy wiatraków występujących na ziemiach polskich

Laboratorium z Konwersji Energii. Silnik Wiatrowy

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

Awarie. 4 awarie do wyboru objawy, możliwe przyczyny, sposoby usunięcia. (źle dobrana pompa nie jest awarią)

(13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1 F03D 3/02

Analiza wpływu sterowania retencją korytową małego cieku na redukcję fal wezbraniowych przy wykorzystaniu modeli Hec Ras i Hec ResSim

Opracowanie koncepcji budowy suchego zbiornika

PL B1 (13) B1 F04D 17/12 F04D 29/18 F04D 1/06. (5 7) 1. Pompa wirowa odśrodkowa wielostopniowa

Opis przedmiotu zamówienia. Aktualizacja Instrukcji gospodarki wodą w Kaskadzie Nogatu

Małe elektrownie wodne. Small hydropower plants

LABORATORIUM Z PROEKOLOGICZNYCH ŹRÓDEŁ ENERGII ODNAWIALNEJ

Charakterystyka budowli hydrotechnicznych r.

WYKŁAD 11 POMPY I UKŁADY POMPOWE

Energetyka konwencjonalna

I. Wyznaczenie prędkości rozruchowej trójpłatowej turbiny wiatrowej

Podręcznik eksploatacji pomp w górnictwie

MECHANIKA PŁYNÓW LABORATORIUM

PL B1. Politechnika Warszawska,Warszawa,PL BUP 25/03. Mateusz Turkowski,Warszawa,PL Tadeusz Strzałkowski,Warszawa,PL

Perspektywa nawigacyjna na rzece Odrze w 2019 r. na odcinku administracji PGW WP RZGW we Wrocławiu

W zależności od kierunku przepływu cieczy przez wirnik dzielimy pompy na:

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

Wykorzystanie energii naturalnej.

Energia słoneczna docierająca do ziemi ma postać fali elektromagnetycznej o różnej długości. W zależności od długości fali wyróżniamy: Promieniowanie

AC / DC. Kurs SEP Pojęcia podstawowe. PRĄD. Politechnika Wrocławska Wydział Elektroniki W-4, Katedra K-4. Wrocław 2014

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

WLOTY I SPRĘŻARKI SILNIKÓW TURBINOWYCH. Dr inż. Robert Jakubowski

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

Produkcja energii elektrycznej. Dział: Przemysł Poziom rozszerzony NPP NE

Transkrypt:

ENERGETYKA WODNA (HYDROENERGETYKA) wykorzystuje energię wód płynących i stojących. Energia czysta ekologicznie, tania, odnawialna. Elektrownia wodna jako obiekt towarzyszący podstawowej budowli piętrzącej powstaje niewielkim kosztem. Nie wymaga licznego personelu jest łatwa w obsłudze. Możność łatwego i szybkiego włączenia i wyłączenia (wykorzystanie w szczycie). Bogactwo rzek i jezior = mała energetyka wodna (znaczenie miejscowe lub współpraca z państwowym systemem energetycznym). Również energia z pływów morskich na brzegach mórz oraz fal i prądów morskich. Wielkość energii (E) wód płynących lub zgromadzonych w zbiornikach (V) zależy od wielkości przepływu (Q) i spadu lub różnicy wysokości (H) na określonym odcinku rzeki: E = γ V H γ -ciężar właściwy wody Moc (P) teoretyczna, surowa (brutto): P = E/T = γ V H/T P = γ Q H T-czas, moc użyteczna uwzględnia straty 30 50% na opory ruchu, zmianę energii mechanicznej na elektryczną, przekazywanie energii na odległość (sprawność η - turbin, generatorów, systemu przesyłu energii) Elektrownia to kompleks budowli hydrotechnicznych i urządzeń przeznaczonych do przekształcania energii wodnej w elektryczną. Składa się z: -budowli wywołującej spiętrzenie i ujęcia wody, -przewodów doprowadzających wodę do turbin (kierownica, spirala), -przewodów odprowadzających wodę (rura ssąca), -budynku siłowni (turbiny, generatory...) Podział elektrowni ze względu na sposób eksploatacji: podstawowe (przepływowe) - pracują w podstawach wykresów dobowego zapotrzebowania mocy. Pracują w sposób ciągły. Zbiorniki przepływowe bez możliwości magazynowania wody. Ze względu na ciągły charakter pracy zaliczamy tu również EW przy zbiornikach wyrównawczych dla elektrowni 1 materiały dla studentów - wyłącznie do celów edukacyjnych

szczytowych oraz elektrownie przy zbiornikach retencyjnych pracujące ciągle ze względu na przepływy gwarantowane rzek; podszczytowe elektrownie te częścią mocy pracują w systemie ciągłym jak podstawowe. Jednak zbiorniki mają możliwość dodatkowego wykorzystania spiętrzonej wody w okresach zwiększonego zapotrzebowania (możliwość obniżenia piętrzenia). W ich pracy należy brać pod uwagę, że nie mają zbiorników wyrównawczych; szczytowe (zbiornikowe) - pracują w szczytach zapotrzebowania. Taka praca możliwa dzięki zbiornikom retencyjnym. Ponieważ pracują krótkookresowo, ale pełną mocą muszą mieć zbiorniki wyrównawcze; szczytowo - pompowe w szczytach pracują jak elektrownie, w dolinach jak pompownie. Dzięki temu nie trzeba włączać elektrowni cieplnych, elektrownie te magazynują nadmiar energii. Muszą mieć dwa zbiorniki: dolny i górny. Klasyczne elektrownie szczytowo pompowe mają zespoły turbinowo pompowe pracujące raz jak generatory raz jak pompy. Mogą być też elektrownie szczytowe z członami pompowymi. inne np. wykorzystujące energię pływów (różnicę poziomów morza, w ujściach rzek np we Francji), energię falowania lub prądów morskich Elektrownie mogą być niezależne (samodzielne pojedyncze zbiorniki) lub pracować w kaskadzie: szereg elektrowni związanych ze sobą gospodarką wodną (górny zbiornik retencyjny z elektrownią szczytową pracującą 3 5 godzin na dobę, dolny wyrównawczy z elektrownią podstawową, która pracuje całą dobę zapewniając równomierny przepływ w rzece). Podział elektrowni ze względu na spad: o niskim spadzie do 15m, o średnim spadzie 15m H<50m o wysokim 50m (w Polsce 4: Porąbka Żar 432m, Żarnowiec 125m, Żydowo 81m, Solina 60m) Elektrownie: przyjazowe (przystopniowe), przyzaporowe, kanałowe (lub derywacyjne ciśnieniowe) 2 materiały dla studentów - wyłącznie do celów edukacyjnych

Rys. Usytuowanie elektrowni przystopniowych: a) w korycie rzeki, b, c) w zatoce brzegowej, d) w jednym z ramion rozdwojonego koryta, e) na dwóch brzegach rzeki, 1 woda górna, 2 śluza żeglugowa, 3 jaz, 4 filar działowy, 5 elektrownia, 6, 7 awanporty, 8 pierwotny brzeg rzeki, 9 zatoka brzegowa, 10 prowadnica, 11 zapora czołowa na wyspie 3 materiały dla studentów - wyłącznie do celów edukacyjnych

Usytuowanie elektrowni przy zaporach betonowych, 1 zbiornik, 2 ujęcie wody, 3 rurociągi doprowadzające, 4 - elektrownia, 5 przelewy, 6 zapora Usytuowanie elektrowni przy zaporach ziemnych a) elektrownia poniżej zapory, b) elektrownia poniżej zapory z doprowadzeniem wody sztolnią, c) elektrownia wbudowana w zaporę, d)elektrownia przed zaporą,, 1 zbiornik, 2 - ujęcie wody, 3 elektrownia, 4 doprowadzenie wody, 5 odprowadzenie wody, 6 przelewy, 7 - zapora Elektrownia przystopniowa odsunięta od jazu a) przesunięta w dół rzeki, b) wykorzystanie zakola rzeki, 1 woda górna, 2 wyspa, 3 - jaz, 4, 6 śluza żeglugowa z prowadnicami, 5 elektrownia, 7 pierwotny brzeg rzeki 4 materiały dla studentów - wyłącznie do celów edukacyjnych

Elektrownia wodna z derywacją kanałową; 1 - wlot do kanału. 2 -jaz piętrzący, 3 - kraty rzadzkie, 4 -kanał płuczący, 5 - zasuwa na wlocie do kanału. 6 - upust płuczący. 7 - kanał derywacyjny. 8 - budynek elektrowni, 9 - kraty gęste. 10 - zasuwy na wlocie do turbin, 11 - zasuwa na upuście ulgi, 12 - kanały odpływowe, 13 - wylot kanału do rzeki, vt,vo - prędkości w kanale dopływowym i odpływowym. H - spad statyczny, delta h - straty hydrauliczne w kanale Podział elektrowni ze względu na moc: EW MEW do 5 MW w Polsce (np we Francji do 10 MW), większość to elektrownie przepływowe (podstawowe) zależne od chwilowego przepływu w rzece, ze względu na małą retencję zbiorników (tylko część to podszczytowe przy odpowiednich zbiornikach). 5 materiały dla studentów - wyłącznie do celów edukacyjnych

Rodzaje turbin: odrzutowe (reakcyjne, naporowe) pracują wskutek działania reakcji wody: śmigłowe, Kaplana, Francisa, Deriaza strumieniowe (akcyjne, natryskowe): Peltona, Banki Wirnik turbiny Francisa zbudowany jest z dwóch wieńców połączonych za pomocą łopatek. Częściami przepływowymi turbiny Francisa są: kierownica, wirnik, rura ssąca a także często występująca specjalnie ukształtowana obudowa w postaci kotła, leja lub spirali, której zadaniem jest doprowadzenie strumienia wody do kierownicy. Regulacja turbiny Francisa tylko przez ruchomy aparat wlotowy. Turbina Kaplana posiada nastawiane łopatki obracające się wokół czopów łopatek w łożyskach wbudowanych w piastę wirnika. Osie czopów łopatek są w położeniu prostopadłym do osi wirnika. Turbina Kaplana posiada dwa regulowane zespoły, czyli kierownicę oraz wirnik. Regulacja obrotów odbywa się przez zmianę kąta ustawienia łopatek ruchomych aparatu wlotowego i przez zmianę kąta ustawienia łopatek turbiny. Aby uzyskać wysoką sprawność turbiny w dużym zakresie jej obciążeń stosuje się ściśle zachowaną zależność pomiędzy ustawieniami kierownicy i wirnika. Prostszą budową turbiny Kaplana jest odmiana turbiny śmigłowej posiadająca regulację łopatek wirnika lub też regulację kierownicy. Oba rodzaje turbin stosuje się na spadach do 75 m. 6 materiały dla studentów - wyłącznie do celów edukacyjnych

Turbiny Deriaza stosuje się na spady od 13 do około 300 m. Przy spadach powyżej powyż 36 m stosowanie turbin Deriaza jest bardziej korzystne niżż stosowania turbin Kaplana ze względów wzgl dów ekonomicznych. Ze względu wzgl na dobre rezultaty osiągane gane w pracach pompowych turbiny te są s stosowane w siłowniach wodnych pompowych. Wirnik turbiny Deriaza wyposażony ony jest łopatki obracane dookoła koła zamocowanych w piaście pia czopów, których osie ustawione są ukośnie nie do osi wirnika. Turbiny Peltona stosowane są do dużych spadów sięgających gających nawet 2000 m. m Całkowity spad statyczny pomniejszony o straty przepływu zostaje zamieniony w dyszy na energię prędkoś ędkości strumienia wody, która jest przekazywana wirnikowi składającemu składaj się z łopatek w postaci czarek oraz tarczy kołowej z piastą. Turbina Banki-Michella jest akcyjną turbiną przepływową z szerokim strumieniem wody o przekroju prostokątnym, tnym, który przepływa dwukrotnie przez palisadę łopatkową wirnika. Wirnik zasilany jest poprzez odpowiednio wyprofilowaną wyprofilowan 1-łopatkową kierownicę. Turbiny są turbinami stosowanymi na spady od 2 do 50 m i używa sięę ich w małych elektrowniach wodnych. Wyróżnik szybkobieżności n danej turbiny określa okre prędkość obrotową turbiny geometrycznie podobnej, która przy spadzie H=1 m osiąga moc 1KM i obliczamy go ze wzoru: wz Wyróżnik szybkości ci charakteryzuje kształt wirnika, ustala proporcje podstawowych wymiarów, wskazuje właściwości turbiny oraz określa la warunki pracy zapewniające zapewniaj ce podobny przepływ w turbinach podobnych geometrycznie. Praktyczne zastosowanie turbin o podwyższonym podwy szonym współczynniku szybkobieżności szybkobie umożliwia uzyskanie dla określonego lonego spadu takiej samej mocy przy zastosowaniu wirnika o mniejszej średnicy 7 materiały dla studentów - wyłącznie do celów edukacyjnych

Podział turbin w zależności od szybkobieżności Typ turbiny Zakres wyróżników szybkobieżności Zakres spadków H [m] Kaplan (śmigłowa) wolnobieżna 350 500 70 30 Kaplan (śmigłowa) średniobieżna 501-750 30-10 Kaplan (śmigłowa) szybkobieżna Francis wolnobieżny Francis średniobieżny Francis szybkobieżny Pelton wolnobieżny Pelton średniobieżny Pelton szybkobieżny Banki-Michaella 751 1100 50 150 151 250 251 450 2 15 16 25 26 50 30-200 10 i poniżej 500 110 110 50 50 i poniżej 18000 1000 10000-700 700 100 100 5 Turbiny ślimakowe niższe koszty budowy w porównaniu z tradycyjnymi turbinami wodnymi, działanie przy bardzo małych przepływach (przy 20% przepływu sprawnośćć już 74%), możliwość zastosowanie na małych spadach, długa żywotność, wysoka sprawność, prosta obsługa, nie występuje zjawisko kawitacji, łatwość montażu w jazach, bez gęstych krat i czyszczarek, przyjazne dla ryb i środowiska naturalnego Opracowano na podstawie: Aleksander Łaski: Elektrownie wodne rozwiązania i dobór parametrów, Wydawnictwa Naukowo Techniczne, Warszawa 1971 Wiesław Depczyński, Andrzej Szamowski: Budowle i zbiorniki wodne, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999, Walenty Jarocki: Budownictwo wodne cz. II Budowle wodne, Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa 1963 http://www.uwm.edu.pl www.dobraenergia 8 materiały dla studentów - wyłącznie do celów edukacyjnych