Ποταμός - Μικρό Υδροηλεκτρικό έργο, Καναδάς Μικρά Υδροηλεκτρικά Ανάλυση Έργων Μάθημα Ανάλυσης Έργων Καθαρής Ενέργειας Ποταμός - Μικρό Υδροηλεκτρικό έργο, Καναδάς Αναφορά Φωτογραφίας: SNC-Lavalin © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Στόχοι Επανάληψη βασικών αρχών για Μικρά Υδροηλεκτρικά Συστήματα (Μ-ΥΗ-Σ) Επεξήγηση βασικών θεωρήσεων ανάλυσης έργων ΜΥΗ Παρουσίαση μοντέλου RETScreen® για ΜΥΗ έργα © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Τι προσφέρουν τα ΜΥΗΣ? Ηλεκτρισμό για Κεντρικά Δίκτυα Απομονωμένα δίκτυα Απομακρυσμένη παροχή ενέργειας …καθώς επίσης… Αξιοπιστία Πολύ χαμηλό κόστος λειτουργίας Χαμηλή έκθεση σε μεταβολές τιμών ενέργειας Αναφορά Φωτογραφίας: Robin Hughes/ PNS © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Φράγμα & Υπερχειλιστής Ισχύς σε kW ≈ 7 x Υψομετρικό x Ροή Περιγραφή ΜΥΗΣ Υψομετρική διαφορά (μ) Κορυφή στάθμης Φράγμα & Υπερχειλιστής Σταθμός Ισχύος Σχάρα Έλεγχος Ηλεκτ. Αγωγός πτώσης Σύνδεση με δίκτυο Μετα-σχηματιστής Ροή (m3/s) Γεννήτρια Αγωγός απαγωγής Στρόβιλος Ισχύς σε kW ≈ 7 x Υψομετρικό x Ροή Αυλάκι απαγωγής

RETScreen® Διάμετρος Αγωγού “Μικρά” ΥΗ Έργα “Μικρό” δεν είναι παγκόσμια ορισμένο Το μέγεθος του έργου έχει σχέση όχι μόνο με την ηλεκτρική ισχύ αλλά και τη μικρή ή μεγάλη υψομετρική διαφορά Τυπκή Ισχύς RETScreen® Ροή RETScreen® Διάμετρος Αγωγού Micro < 100 kW < 0,4 m3/s < 0,3 m Μίνι 100 ως 1.000 kW 0,4 ως 12,8 m3/s 0,3 ως 0,8 m Μικρό 1 ως 50 MW > 12,8 m3/s > 0,8 m © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Τύποι ΜΥΗ έργων Τύπος δικτύου Τύπος έργων Πολ. Μηχ/κου Κεντρικό δίκτυο Απομονωμένο ή εκτός δικτύου Τύπος έργων Πολ. Μηχ/κου Σε ροή ποταμού Χωρίς αποθήκευση νερού Ισχύς μεταβάλλεται με τη διαθέσιμη ροή από τον ποταμό: χαμηλότερη ικανότητα Δεξαμενή Υψηλότερη ετήσια ικανότητα Συνήθως απαιτείται σημαντικό φράγμα 17,6-MW ΥΗ έργο σε ποταμό, Μασαχουσέτη, ΗΠΑ Αναφορά Φωτο: PG&E National Energy Group/ Low Impact Hydropower Institute 4,3-MW ΥΗ έργο σε ποταμό, Όρεγκον, ΗΠΑ Αναφορά Φωτο: Frontier Technology/ Low Impact Hydropower Institute © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Συστατικά Μέρη: Δομικά έργα Συνήθως το 60% του αρχικού κόστους της εγκατάστασης Υδροφράκτης ή Φράγμα εκτροπής Χαμηλό φράγμα απλής κατασκευής σε ποταμό Μπετόν, ξύλο ή Concrete, wood, τοιχοποιία Μόνο το κόστος φράγματος μπορεί να χαρακτηρίσει το έργο μη βιώσιμο Πέρασμα νερού Είσοδος με σχάρα & κλείστρο έξοδος σε αγ. απαγωγής Σκαμμένο κανάλι, υπόγειο τούνελ η/και αγωγός πτώσης Βάνες/κλείστρα γύρω στην τουρμπίνα για συντήρηση Σταθμός Παραγωγής Περικλείει τον στρόβιλο και Ηλεκτρομηχανολογικό εξοπλισμό Αναφορά φωτογραφίας: Ottawa Engineering © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Συστατικά Μέρη: Στρόβιλος Μικρές εκδόσεις μεγάλων ΥΗ στροβίλων Αποδοτικότητα μέχρι 90% Σε ποταμό η ροή είναι αρκετά μεταβλητή Ο στρόβιλος πρέπει να λειτουργεί σε διαφορετικές ροές ή θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί αριθμός στροβίλων Αντίδρασης: Francis, έλικα σταθερού βήματος, Kaplan Για εφαρμογές με χαμηλό-μέσο μανομετρικό Εμβαπτιζόμενος στρόβιλος χρησιμοποιεί την πίεση και κινητική ενέργεια του νερού Ωθησης: Pelton, Turgo, αντιρροής Για εφαρμογές μεγάλου μανομετρικού Χρήση της κινητικής ενέργειας νερού υψηλής ταχύτητας Στρόβιλος Pelton Αναφορά Φωτο: PO Sjöman Hydrotech Consulting Στρόβιλος Francis Αναφορά Φωτο: PO Sjöman Hydrotech Consulting © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Συστατικά μέρη: Ηλεκτρικά και άλλος εξοπλισμός Γεννήτρια Επαγωγική Πρέπει να είναι συνδεμένη με άλλες γεννήτριες Χρησιμοποιείται για να τροφοδοτεί μεγάλα δίκτυα Σύγχρονη Μπορεί να λειτουργήσει απομονωμένη από άλλες γεννήτριες Για αυτόνομες και απομακρυσμένες εφαρμογές Άλλος εξοπλισμός Αυξητής ταχύτητας για συγχρονισμό στροβίλου-γεννήτριας Βάνες, ηλεκτρονικός έλεγχος, προστατευτικός εξοπλισμός Μετασχηματιστές © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Τεχνικό δυναμικό (TWh/year) Παγκόσμιο δυναμικό ΥΗ Περισσότερη βροχή πέφτει στις ηπείρους παρά εξατμίζεται Για ισορροπία, η βροχή πρέπει να ρέει στους ωκεανούς μέσω ποταμών Τεχνικό δυναμικό (TWh/year) % Αναπτυγμένο Αφρική 1.150 3 Νότια Ασία και Μέση Ανατολή 2.280 8 Κίνα 1.920 6 Τέως Σοβιετική Ένωση 3.830 6 Βόρεια Αμερική 970 55 Νότια Αμερική 3.190 11 Κεντρική Αμερική 350 9 Ευρώπη 1.070 45 Αυστραλασία 200 19 Πηγή: Renewable Energy: Sources for Fuels and Electricity, 1993, Island Press. © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Τοπικό δυναμικό ΥΗ Εξαρτάται από περιοχή: Χρειάζεται εκμεταλλεύσιμος ποταμός! Υψομετρική αλλαγή σε σχετικά μικρή απόσταση (μανομετρικό) Αποδεκτή μεταβολή ροής στο χρόνο: καμπύλη ροής-διάρκειας Ροή ιζημάτων μειώνει τη χρήσιμη ροή για ηλεκτροπαραγωγή Εκτίμηση της καμπύλης ροής-διάρκειας βασίζεται σε Μετρήσεις ροής στο χρόνο Μέγεθος απορροής, ειδική ροή και σχήμα της καμπύλης ροής διάρκειας Καμπύλη Ροής-Διάρκειας Ροή (m3/s) Ποσοστό χρόνου Ροή Ίση ή Μεγαλύτερη (%) © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Αναφορά Φωτο: Ottawa Engineering Κόστος ΜΥΗΣ 75% του κόστους εξαρτάται από την συγκεκρ. τοποθεσία Υψηλό αρχικό κόστος Αλλά οι εγκαταστάσεις και ο εξοπλισμός έχουν ζωή >50 έτη Πολύ χαμηλό κόστος λειτουργίας και εγκατάστασης Ένας συντηρητής μερικής απασχόλησης είναι συνήθως αρκετός Περιοδική συντήρηση κύριου εξοπλισμού γίνεται από εξωτερικό εργολάβο Έργα μεγάλου υψομετρικού τείνουν να είναι φθηνότερα Τυπικό κόστος: 1.200 $ ως 6.000 $ ανά εγκατεστημένο kW Αναφορά Φωτο: Ottawa Engineering © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Παράγοντες έργου ΜΥΗ Συμπίεση κόστους με απλή σχεδίαση και πρακτικές, εύκολες κατασκευές Χρήση υπαρχόντων φραγμάτων και κατασκευών Διάρκεια κατασκευής 2 ως 5 χρόνια Μελέτες δυναμικού και περιβαλλοντικές: εγκρίσεις Τέσσερις φάσεις μηχανολογικών εργασιών: Αναγνώριση, επισκόπηση, υδραυλικές μελέτες Προμελέτη (σκοπιμότητας) Μελέτη σκοπιμότητας Σχεδίαση έργου Αναφορά φωτογραφίας: Ottawa Engineering © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

ΜΥΗ Περιβαλλοντικοί παράγοντες Η ανάπτυξη ΜΥΗ μπορεί να αλλάξει Το περιβάλλον των ψαριών Αισθητική της περιοχής Χρήσεις ψυχαγωγίας / πλοήγησης Επιπτώσεις και προϋποθέσεις περιβαλλοντικής έργου Ποταμός σε υπάρχον φράγμα: σχεδόν αμελητέο Ποταμός σε μη ανεπτυγμένη περιοχή: κατασκευή φράγματος- υδροφράκτη -εκτροπής Εγκαταστάσεις αποθήκευσης νερού: σημαντικότερες επιπτώσεις οι οποίες αλλάζουν μέγεθος του έργου © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Παραδείγματα: Σλοβακία, Καναδάς και ΗΠΑ ΜΥΗΣ σε κεντρικά δίκτυα Έργα σε ροή ποταμών τροφοδοτούν τα δίκτυα όταν υπάρχει ροή Ιδιοκτησίες κοινωφελών οργανισμών ή αυτόνομων παραγωγών με μακροπρόθεσμες συμφωνίες Εγκατάσταση ΜΥΗΣ, Νοτιοανατολικές, ΗΠΑ Αναφορά Φωτο: CHI Energy 2,3-MW, 2 Στρόβιλοι, Jasenie, Σλοβακία Εγκατάσταση ΜΥΗΣ, Newfoundland, Καναδάς Αναφορά Φωτογραφίας: Emil Bedi (Foundation for Alternative Energy)/ Inforse Αναφορά Φωτογραφίας: CHI Energy © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Παραδείγματα: ΗΠΑ και Κίνα ΜΥΗΣ απομονωμένων δικτύων Παραδείγματα: ΗΠΑ και Κίνα ΜΥΗΣ απομονωμένων δικτύων ΜΥΗ Γεννήτριες, Κίνα Απομακρυσμένες κοινωνίες Απομονωμένες κατοικίες και βιομηχανία Αναφορά Φωτο: International Network on Small Hydro Power Υψηλότερη τιμή ηλεκτρισμού Έργα σε ποταμούς συνήθως χρειάζονται επιπρόσθετη ικανότητα και μπορεί να υπάρχει ροή μεγαλύτερη από την απαιτούμενη King Cove 800 kW ΜΥΗΣ, Πόλη 700 Κατοίκων Αναφορά Φωτογραφίας: Duane Hippe/ NREL Pix © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

RETScreen® Μοντέλο έργου ΜΥΗ Παγκόσμια ανάλυση παραγωγής ενέργειας, κόστους κύκλου ζωής και μείωσης εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου Κεντρικά, απομονωμένα και εκτός δικτύου Μονός στρόβιλος, micro ΥΗ μέχρι μικρό ΥΗ πολλαπλών στροβίλων Μέθοδος κόστους “Εξίσωσης” Προς το παρόν δεν καλύπτονται: Εποχικές μεταβολές σε φορτίο απομονωμένων δικτύων Μεταβολές σε υψομετρικό σε έργα με αποθήκευση (ζητείται μέση τιμή) © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

RETScreen® Ενεργειακός Υπολογισμός ΜΥΗ Καμπύλη Ροής-διάρκειας Καμπύλη Ροής-Διάρκειας Υπολογισμός καμπύλης αποδοτικότητας στροβίλου Διαστασιολόγηση εγκατάστασης Υπολογισμός καμπύλης ισχύος-διάρκειας Υπολογισμός Δυναμικού ΑΠΕ Δείτε Ηλεκτρονικό. Εγχειρίδιο Ανάλυση Έργων Καθαρής Ενέργειας : RETScreen® Μηχανική και Περιπτώσεις Κεφάλαιο Ανάλυσης Έργων ΜΥΗΣ Υπολογισμός παράδοσης ΑΠΕ σε απομονωμ. & εκτός δικτύου Υπολογισμός πώλησης ΑΠΕ στο δίκτυο

Παράδειγμα Τεκμηρίωσης του Μοντέλου RETScreen® ΜΥΗ Αποδοτικ. Στροβίλου Σύγκριση με δεδομένα κατασκευαστή για εγκατεστ. στρόβιλο 7 MW GEC Alsthom Francis Δυναμικότητα και παραγωγή σταθμού Σύγκριση με HydrA για τοποθεσία στη Σκωτία Αποτελέσματα εντός 6,5% Κατασκευαστής Αποδοτικότητα (%) Καμπύλες Αποδοτικ. Στροβίλου RETScreen – Κατασκευαστής Ποσοστό Ροής Σχεδιασμού Μέθοδος κόστους “Εξίσωσης“ Σύγκριση με RETScreen®, εντός 11% από αναλυτική εκτίμηση κόστους για έργο 6 MW στη Newfoundland © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Συμπεράσματα Έργα ΜΥΗ (μέχρι 50 MW) μπορούν να παράσχουν ηλεκτρισμό για κεντρικά, απομονωμένα δίκτυα και απομακρυσμένες περιοχές Έργα σε ποταμούς: Χαμηλότερο κόστος και λιγότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις Αλλά χρειάζεται εφεδρική ισχύς σε απομονωμένο δίκτυο Υψηλό αρχικό κόστος – το 75% εξαρτάται από τοποθεσία Το RETScreen® εκτιμά την δυναμικότητα, παραγωγή και κόστος βασισμένα στα χαρακτηριστικά της τοποθεσίας όπως την καμπύλη ροής-διάρκειας και το υψομετρικό Το RETScreen® προσφέρει σημαντική οικονομία στο κόστος προμελέτης © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.

Ερωτήσεις ; www.retscreen.net Ενότητα Ανάλυσης Έργου Μικρών Υδροηλεκτρικών RETScreen® International Μάθημα Ανάλυσης Έργων Καθαρής Ενέργειας Για περισσότερες πληροφορίες επισκεφθείτε την ιστοσελίδα RETScreen www.retscreen.net © Υπουργός Φυσικών Πόρων Καναδά 2001 – 2006.