Home - Rasfoiesc.com
Educatie Sanatate Inginerie Business Familie Hobby Legal
Meseria se fura, ingineria se invata. Telecomunicatii, comunicatiile la distanta, Retele de, telefonie, VOIP, TV, satelit


Aeronautica Comunicatii Constructii Electronica Navigatie Pompieri
Tehnica mecanica

Electronica


Index » inginerie » Electronica
» PRODUCEREA ENERGIEI ELECTRICE - PROIECT DE AN


PRODUCEREA ENERGIEI ELECTRICE - PROIECT DE AN




UNIVERSITATEA TEHNICA CLUJ-NAPOCA

FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICA

SECTIA ENERGETICA INDUSTRIALA



PROIECT DE AN

PRODUCEREA ENERGIEI ELECTRICE

CUPRINSUL PROIECTULUI

1. MEMORIU DE PREZENTARE (MP)

1.1. Energia si resursele energetice

1.2. Potentialul hidroenergetic

1.3. Amenajari CHE

1.4. Instalatiile CHE.

1.5 Turbinele hidraulice

1.6 Obiectul proiectului.

1.7 Solutia adoptata.

2. BREVIAR DE CALCUL (BC)

2.1 Prezentare amenajare CHE

2.2 Date de proiectare CHE

2.3 Dimensionarea amenajarii CHE

2.3.1 Lacul de acumulare

2.3.2 Barajul

2.3.3 Aductiunea

2.4 Turbina

2.5 Generatorul

2.6 Instalatia electrica a CHE

3. CAIET DE SARCINI (CS)

3.1 Descrierea CHE

3.2 Caracteristici tehnice

3.3 Conditii tehnice

3.4 Norme de protectia muncii la montaj

4. NOTITA TEHNICA (NT)

4.1 Descrierea CHE

4.2 Caracteristici tehnice

4.3 Reguli de exploatare

4.4 Instructiuni de intretinere

4.5 Avarii si modul de inlaturare a lor

5. DOCUMENTATIE ECONOMICA (DE)

5.1. Extras de materiale

5.2. Fisa de manopera directa

5.3. Deviz estimativ

5.4 Costul estimativ al energiei livrate

6. BIBLIOGRAFIE

ANEXE

          Profilul longitudinal al amenajarii

          Schema electrica monofilara


 

Cap. 1  MEMORIU DE PREZENTARE (MP)

1.1 Energia si resursele energetice

Legea conservarii energiei este cea mai universala lege a naturii careia i se supun toate procesele din natura. Interpretarea acesteia este ca indiferent de modificarile din natura exista o anumita cantitate de energie care nu se schimba, ci doar se transforma sub diferitele sale forme: mecanica, nucleara, electrica, chimica, etc. Energia este definita ca fiind capacitatea unui sistem de a produce lucru mecanic.

Evolutia omului a fost insotita inca de la inceputurile lui de energie, epocile istorice fiind dublate fiecare de o epoca energetica. Prin activitatea sa, omul a incercat sa supuna fortele naturii, in scopul propriului beneficiu.

Descoperirea focului si a rotii au fost adevarate revolutii in domeniul energiei, lucru care a dus la realizarea uneltelor din bronz si fier. Utilizarea focului si a mancarii gatite au dus la dezvoltarea agriculturii. Agricultura incepe sa impuna si unele forme de energie, spre exemplu munca sclavilor si a animalelor domestice. Desi istoria umana cunoaste mai multe epoci, din punct de vedere energetic se poate spune ca prima a fost epoca focului. Inca din antichitate, pe langa caldura focului, incep sa fie utilizate si alte forme de energie, energia vantului (nava cu vele fiind regina marilor pana la inceputul secolului XVIII) si energia hidraulica a apei (roata Noria cu cupe, folosita de persi) la irigat moara Vitrius  si morile de vant din evul mediu).

Desi erau folositi din timpuri vechi pentru incalzire, carbunii de pamant devin principalul agent energetic al omenirii doar dupa 1750, odata cu inventarea masinii cu aburi a lui James Watt. De atunci navele cu abur detin suprematia  asupra celor cu panze, transportul pe cale ferata cu ajutorul locomotivelor cu abur ia amploare, iar locomobil va asigura  actionarea manufacturilor, minelor si dezvoltare de noi industrii. Din acest moment se poate vorbi de epoca carbunelui.

Abia dupa 1900 carbunii vor fi depasiti ca pondere in lista surselor de energie de catre petrol, ceea ce va duce la epoca petrolului. Aceasta va deveni sursa energetica de baza pentru marea industrie a automobilului, automobilele dotate cu motoare Otto sau Diesel, inventate cu putin timp inainte de secolul XX. Petrolul va asigura nu numai combustibilul pentru automobile, dar si caiciucurile pe care circulau acestea si asfaltul de sub aceste cauciucuri. Trecerea la epoca petrolului a fost o adevarata revolutie conducand  la explozia industriei automobilului.

Ultimii ani ai secolului XIX-lea au fost martorii aparitiei unor noi forme de energie care a marcat decisiv omenirea, energia electrica. Energia electrica a primit o asa larga utilizare datorita calitatilor ei:

-toate formele de energie primara pot fi usor convertite in energie electrica;

-este o forma de energie usor de convertite in energie electrica;

-este usor de convertit in orice alta forma de energie dorita de utilizator.

Dupa descoperirea teoriei relativitatii de catre Albert Einstein in 1905, au loc o serie de descoperiri epocale in fizica care duc la utilizarea in scopuri pasnice a unei noi surse de energie: energia nucleara. Dar pana in prezent ponderea ei in lista surselor de energie este inca redusa. Daca epoca lemnului a durat mai multe mii de ani, epoca carbunelui a durat aproape 200 de ani, epoca petrolului se va termina in mai putin de 150 de ani, inca nu se stie secolul XXI carei epoci energetice ii va apartine.

Energia se gaseste in natura de forma de energie primara: energia combustibililor fosili, energia hidraulica, energia eoliana, energia geotermica, energia solara, energia nucleara.     

Energia Hidraulicǎ este una dintre energiile primare care a fost folosita de om inca din cele mai indepartate timpuri. Cu ajutorul rotilor antrenate de apa, omul a reusit sa transforme energia hidraulica in energia mecanica inca din secolul al 3-lea s-a  reusit sa se sfarme si sa se macine cereale, sa irige gradini sau sa se prelucreze lemnul.

De la transformarea energiei hidraulice in energie mecanica si pina la transformarea ei in energie electrica a fost necesar un mare progres al stiintei si tehnicii. Astfel, prima hidrocentrala din lume isi incepe activitatea pe 30 septembrie 1882 in Wiscounsin SUA.

In Romania prima hidrocentrala a fost pusa in functiune in anul 1896 in Sadu langa Sibiu. In decursul celor peste 100 de ani care au trecut de atunci, consumul de energie la nivel mondial a crescut foarte mult.

In centralele Hidroelectrica erau in exploatare, la 31 decembrie 2004, capacitati cu o putere de 6.334 MW , instalati in 334 centrale si statii de pompare energetice. Numarul de grupuri in exploatare este de 700, din care 410 cu puteri sub 4 MW, iar 11 sunt grupuri de pompaj.

1.2 Potentialul hidroenergetic

Potentialul hidroenergetic teoretic, reprezinta resursele de energie hidraulica fara a tine seama de posibilitatile tehnice si economice de amenajare.

Potentialul hidroenergetic amenajabil, corespunde productiei de energie real posibila a tuturor amenajarilor hidroelectrice realizabile pe un anumit curs de apa. El poate fi la randul lui tehnic-amenajabil sau economic amenajabil.

Potentialul hidroenergetic tehnic amenajabil reprezinta energia sau puterea ce pot fi obtinute prin amenajarea unui curs de apa, el se calculeaza pe baza unei scheme de amenajare.

Potentialul hidroenergetic economic amenajabil reprezinta energia sau puterea tuturor amenajarilor care se pot realiza in conditii economice. Acest potential este cel mai susceptibil de modificari, fiind influentat de progresul tehnologic in constructia CHE, costul altor categorii de centrale, amplasarea teritoriala a surselor de energie primara etc.

Potentialul tehnic efectiv amenajabil pe glob este de 15000 TWh/an cu o medie mondiala de 105000 kWh/km2. Romania dispune de un potential hidroenergetic specific de 170000 kWh/km2, depasind deci media mondiala cu mai mult de 60%.

CHE au unele particularitati fata de alte tipuri de centrale electrice:

·    sunt dependente de debitul de apa al raului, variabil in timp;

·    sunt dependente de inaltimea de cadere a apei;

·    sunt dependente de configuratia geografica a zonei si de geologia ei, practic fiecare centrala hidroelectrica este diferita de celelalte, nu exista posibilitati de tipizare.

Debitul instalat in CHE este intotdeauna superior debitului mediu anual, deoarece ele sunt in general proiectate ca centrale de varf, datorita posibilitatilor de pornire si oprire usoara.

1.3 Amenajari CHE.

O amenajare hidroelectrica cuprinde mai multe constructii speciale pentru captarea, colectarea si acumularea apei, pentru aducerea apei la turbina si pentru evacuarea acesteia dupa utilizare. Constructia lor necesita investitii foarte mari, cel putin dublu ca la o CTE, si poate afecta de asemenea interesele agricole, piscicole etc.

Debitul instalat in centralele hidroelectrice Di este intotdeauna superior debitului mediu anual. Raportul  se numeste coeficient de suprainstalare. Acesta depinde de:

·    rolul care se atribuie CHE in sistemul energetic;

·    marimea compensarii prin acumulare.

Pentru determinarea coeficientului de suprainstalare optim si alegerea lui sunt necesare calcule tehnico – economice.

Scopul unei amenajari hidroelectrice este:

·    de a asigura o cadere de apa cat mai mare;

·    de a asigura un debit de apa cat mai mare;

·    de a asigura conducerea apei spre turbine;

·    de a uniformiza debitul de apa prin compensarea variatiilor acestuia.

Din punct de vedere al caderii de apa centralele hidroelectrice pot fi:

·    cu cadere de apa mica, h<20m;

·    cu cadere de apa medie 20m<h<100m;

·    cu cadere de apa mare  100m<h<2000m.

Sub raportul felului in care asigura regularizarea debitului natural al cursului de apa, CHE pot fi:

·    fara acumulare;

·    cu acumulare mica, cu rol de compensare zilnica, saptamanala sau lunara;

·    cu acumulare medie, cu rol de compensare sezoniera;

·    cu acumulare mare cu rol de compensare anuala sau multianuala.

Acumularea apei raului poate fi legata exclusiv de un scop energetic sau poate avea scopuri multiple precum aparare impotriva viiturilor, irigatii, regularizari de rauri, navigatie, alimentari cu apa etc.

Dupa modul de amplasare al centralei avem:

·    Che pe firul apei;

·    CHE in derivatie cu cursul natural al apei.

1.4 Instalatiile CHE.

Principalele elemente componente ale centralelor hidroelectrice sunt: lacul de acumulare, barajul, priza de apa, aductiunea, castelul de echilibru, conducta fortata, distribuitorul, turbinele hidraulice, hidrogeneratoarele, canalul de fuga si captari si acumulari secundare, statia electrica de evacuare. La unele CHE pot lipsi unele elemente componente din lista prezentata mai sus.

In continuare vor fi prezentate pe scurt aceste elemente componente, analiza mai detaliata si proiectarea lor facand obiectul altor discipline de specialitate.

 Lacul de acumulare

Acestea indeplinesc urmatoarele functii:

·    acumuleaza apa in perioadele cu precipitatii, pentru a putea fi folosita in perioadele lipsite de precipitatii;

·    asigura caderea de apa sau cresterea ei;

·    regularizeaza cursul raurilor in aval.

unde Wan este stocul mediu anual in m3, Qm este debitul mediu multianual.

Barajul este o constructie hidrotehnica, amplasata transversal pe valea unui curs de apa, care obliga apa, posedand energie hidraulica, sa treaca spre hidroagregate. Barajul indeplineste unul sau mai multe din urmatoarele roluri:

-ridicarea inaltimii apei in amonte de baraj si realizarea sau marirea caderii de apa;

-devierea unui curs de apa sau a unei parti din debitul acesteia, atunci cand aceasta nu se utilizeaza integral;

-realizarea unei acumulari pentru regularizarea debitului;

Barajele sunt prevazute cu o serie de instalatii anexe ca: instalatii de deversare; vane de evacuare; deschideri la baza pentru spalarea aluviunilor; ecluze pentru navigatie; scari pentru trecerea pestilor.

Pentru a evita coroziunea barajului in aval se prevede, in dreptul deversorului, un disipator hidraulic, realizat de cele mai multe ori sub forma unei saltele de apa.

In raport cu modul de a asigura stabilitatea barajului fata de presiunea hidrostatica a apei din amonte se deosebesc baraje de greutate si baraje in arc.

Barajele sunt foarte diferite, atat ca inaltime, materiale folosite si mod de executie, elemente care in mare masura sunte determinate de natura terenului de fundatie.

Aductiunea

Aductiunea asigura circulatia apei intre captare (priza de apa) si centrala hidroelectrica propriuzisa.

Pentru amenajarile pe firul apei, aductiunea este foarte scurta si este formata numai dintr-o conducta fortata, care face legatura intre priza de apa si centrala hidroelectrica propriuzisa

Pentru amenajarile CHE in derivatie, aductiunea cuprinde urmatoarele elemente:

·    priza de apa;

·    canalul de aductiune;

·    castelul de echilibru;

·    conducta fortata.

Priza de apa serveste la trecerea apei din rau sau lac in canalul sau conducta de aductiune. In acelasi timp aceasta mai trebuie sa realizeze inchiderea si deschiderea accesului la aductiune, limitarea patrunderii aluviunilor si oprirea corpurilor plutitoare, pentru care se prevede cu urmatoarele accesorii:

·    dispozitiv de inchidere;

·    gratare pentru oprirea corpurilor plutitore;

·    praguri pentru oprirea aluviunilor

In functie de modul de asezare a prizei de apa, canalul de aductiune poate fi:

·               fara presiune, caz in care priza este asezata la aceeasi cota cu bieful amonte si pot fi realizate sub forma unor canale deschise sau tunele cu curgere libera;

·               cu curgere sub presiune, caz in care priza este amplasata mult sub cota biefului amonte si pot fi realizate sub forma unor tunele (galerii), conducte din metal sau beton.

Castelul de echilibru:

 Aceasta constructie este amplasata pe traiectul galeriilor sau conductelor de apa, are rolul de a reduce efectele loviturilor de berbec asupra acestora. Forma castelului de echilibru poate fi de cilindru vertical, trunchi de con sau de piramida, care comunica la partea inferioara cu galeria de apa iar in partea superioara este deschis. La pornirea turbinelor, castelul de echilibru, dispus in amonte de acestea, asigura continuitatea de apa necesara pe perioada tranzitorie de accelerare a masei de apa din conducta, reducand valoarea presiunilor negative.

           

La oprire, cand vanele turbinelor se inchid, energia cinetica a maselor de apa in miscare se transforma in energie potentiala, ceea ce ar determina cresterea brusca a presiunilor pozitive in partea finala a traseului, in special pe conducta fortata, punand in pericol rezistenta acesteia; existenta castelului de echilibru, in care la partea superioara presiunea este cea atmosferica, ofera posibilitatea ridicarii apei pana la un nivel pentru care se obtine un echilibru intre forta hidrostatica si cea de inertie.

In cazul cand nu ar exista castelul de echilibru, la oprirea brusca a turbinei, intreaga masa de apa in miscare, transformandu-si energia cinetica in energie potentiala ar determina o crestere puternica a nivelului presiunii in partea finala a conductei fortate; unda de suprapresiune astfel formata se reflecta propagandu-se invers pe aductiune, determinand eforturi deosebit de mari in conducta fortata si in tunel, punand in pericol integritatea acestora. Daca castelul de echilibru protejeaza canalul de aductiune impotriva loviturilor de berbec la oprirea turbinei, el nu poate proteja conducta fortata, aceasta fiind amplasata in aval de acesta.

Protejarea conductei fortate impotriva loviturilor de berbec se asigura pe o alta cale: reducerea progresiva a sectiunii de scurgere la oprire, care se realizeaza cu ajutorul unei vane de constructie speciala, ce oscileaza in jurul unei axe mediane, numita vana fluture.

Conducta fortata face legatura, pe linia de cea mai mare panta si pe traseul cel mai scurt, intre aductiune (respectiv castelul de echilibru) si turbinele hidraulice. In interiorul lor energia hidraulica potentiala se transforma in energie hidraulica cinetica.

1.5 Turbinele hidraulice

Tipuri de turbine hidraulice, schema functionala si caracteristici

Tubine hidraulice

Schema functionala

Caracteristici

De implus

Pelton

1. Turbina Pelton cu 1 jet de apa

- unul sau mai multe jeturi de apa antreneaza axul rotoric prevatut la un capat cu un numar mare de ”galeti”;

- jetul/urile de apa sunt prevazute cu duze cu valva de tip ac, pentru reglajul de debit si deflectoare pentru reglajul directiei jetului;

- utilizata pentru caderi intre 60 si 100 m

- functionare buna si pentru variatii de debit intre 30 si 100 % din debitul de proiectare ;

- randament mare de pana la 90%.

Turgo

2. Turbina  Turgo

- jetul de apa intra pe o parte a turbinei si iese pe partea opusa, evitand pierderile datorate evacuarii apei ( ca la Pelton);

- ”galeti” asemanatoare cu cele ale turbinei Pelton insa taiate diferit, a.i jetul de apa trebuie sa intre in turbina cu un unghi de 20 s;

- utilizata pentru caderi intre 50 si 250 m;

- functionare buna si pentru variatii de debit intre 20 si 100 % din debitul de proiectare.

Cross - flow

3. Turbina cross – flow (Banki – Michell)

- turbina este traversata de apa de 2 ori inainte ca aceasta sa fie evacuata;

- eficienta redusa, comparativ cu restul turbinelor hidraulice;

- fiabilitate redusa datorita solicitarilor mecanice mari;

- datorita constructiei, este o turbina ieftina si usor de reparat ceea ce o face fiabila pentru proiecte in care costurile de investitii sunt reduse;

- turbina folosita pentru o gama larga de caderi – intre 5 si 200 m.

De reactiune

Francis

4. Spirala Francis

- palete fixe si vane de ghidare ajustabile;

- admisia este intotdeauna radiala, iar iesirea axiala;

- se poate instala atat pe canal deschis cat si pe conducte;

- apa intra in turbina prin spirala, care este asfel proiectata incat sa pastreze viteza tangentiala constanta de-a lungul de-a lungul sectiunilor consecutive;

- tubul are rolul de recupera din energia cinetica a apei si de a reduce viteza acesteia la iesirea din turbina;

- utilizata pentru caderi intre 25 si 350 m;

- randament mare de peste 90%.

Kaplan

5. Turbina Kaplan

- turbina de tip elicoidal cu pas variabil;

- utlizata pentru caderi mici intre 2 si 4 m;

- admisie si iesire axiala;

- constructia permite ca aceste modele sa fie simplu regulate (vanele de ghidare sunt fixe, reglajul se face palele rotorice) sau dublu regulate ( cand reglajul se face atat din palele rotorice cat si din vanele de ghidare);

- functionare buna si pentru variatii de debit intre 15 si 100 % din debitul de proiectare;

- turbina cu cele mai variate posibilitati de amplasare.

- unele configuratii cu turbine Kaplan nu necesita constructia unei centrale (anexa 1).

Propeller/ turbine bulb

6. Turbina Propeller

- propeller sunt turbine Kaplan cu paletele rotorice fixe iar turbinele bulb sunt turbine Kaplan cu constructie monobloc, submersibile;

- permit instalarea atunci cand atat caderera cat si debitul raman practic constante, ceea ce le face nepotrivite pentru MHC pe firul apei;

- sunt echipamente ce pot fi montate in interiorul conductei de aductiune.

Relatii de calcul a vitezei specifice pentru diferite tipuri de turbine

Tip turbina

Relatie de calcul

Nume sub care este cunoscuta

Pelton

(cu 1 duza)

Siervo – Lugaresi

Francis

Lugaresi – Massa

Kaplan

Schweiger – Gregory

Propeller

USBR

Bulb

Kpordze – Warnick

Unde:  nQE – viteza specifica a unei turbine, marime adimensionala;

 Q – debitul masurat in ;

            E – energia specifica a unei turbine calculata cu relatia 2.1, in ;

            n – viteza rotationala a turbinei, in  sau ;

                    []     

Unde: px – presiunea in sectiunea x, masurata in Pa;

            cx – viteza apei in sectiunea x, masurata in ;

            zx – altitudinea sectiunii x, in m;

ρ – densitatea apei masurata in ;

g – acceleratia gravitationala, masurata in ;

* in situatiile in care se cere calculul imediat al caderii nete, aceasta se poate face prin formula:

                                [m ]              

Relatii de calcul pentru dimensiunile fizice ale turbinei

Tip

Schema

Relatii

Observatii

Pelton

- n – viteza rotationala a turbinei in ;

- njet – numarul de duze.

- ca regula generala, , altfel se reiau calculele pentru o viteza rotationala mai mica sau mai multe duze.

Francis

- pentru nQE <0.164 se pot considera egale diametrele D1 = D2

Kaplan

- nu sunt

Matematic, eficienta unei turbine hidraulice se exprima cu relatia:

                                                    [-]                                                          

unde: Pmec , Ph – puterea mecanica, respectiv hidraulica a turbinei, asa cum au fost ele definite anterior.

Controlul turbinelor

Turbinele sunt dimensionate in functie de caderea neta si debitul apei. Orice deviatie a acestor parametrii de la cei luati in calcul pentru proiectare trebuie compensata prin deschiderea sau inchiderea unor dispozitive de control precum valve, duze de rezerva, vane, pentru mentinerea puterii generate, a nivelului apei intr-un bazin sau a descarcarii de apa constante.

In sisteme insularizate, parametrul care trebuie controlat este viteza turbinei, deoarece aceasta impune frecventa sistemului.

In aceste cazuri, daca generatorul devine supraincarcat, turbina isi reduce din viteza, ca atare fluxul de apa trebuie marit pentru a nu pierde din viteza turbinei.

Daca nu este suficienta apa pentru cresterea fluxului, sau se sacrifica unii consumatori, sau este necesar ca turbina sa fie oprita. Invers, cazul unui generator subincarcat se limiteaza fluxul de apa.

La o prima abordare, reglarea vitezei (frecventei) este normal realizata prin reglarea debitului de apa. Odata calculata deschiderea portii de acces, sistemul de actionare da instructiunile necesare servomotorului, care rezulta in extensia sau retractia unei tije a acestuia din urma. Aceste dispozitive se numesc regulatoare automate de viteza.

Pe de alta parte, se considera ca la sarcina maxima, debit si cadere constanta, turbina va functiona la parametrii proiectati si la viteza constanta, asadar mentinerea sarcinii constante la generator va mentine implicit si viteza turbinei constanta.

Scaderea sarcinii la generator va afecta si viteza de functionare a turbinei, ca atare, un senzor electronic implementat care masoara turatia detecteaza modificari ale acesteia si comanda conectarea la un sistem de sarcini pre-setate, economice, care sa intre in actiune, mentinand constanta sarcina la generator.

Un „guvernator” (regulator de viteza) este un ansamblu de mecanisme si dispozitive de actionari electrice care detecteaza modificari ale vitezei si le convertesc intr-o schimbare de pozitie a servomotorului.

Un element de masurare a vitezei, urmareste mentinerea acesteia in limitele prestabilite, semnalul deviat aparut, va fi convertit si amplificat pentru a actiona un sistem de reglare, hidraulic sau electric, care sa controleze debitul de apa in turbina.

Pentru aceasta, un sistem puternic de reglare este necesar sa depaseasca fotele hidraulice si frecarile si sa mentina valvele, sau portile de acces partial deschise sau inchise.

O serie de regulatoare de viteza sunt disponibile, incepand cu cele pur mecanice, mecanice – hidraulice, electrice – hidraulice sau electro – mecanice.

Sistemele de reglare a vitezei pur mecanice sunt des intalnite in schemele de actionare a centralelor hidroelectrice mici, unde controlul valvelor se realizeaza relativ usor.

Generatoarele asincrone conectate la o retea stabila, nu necesita nici un fel de controler deoarece frecventa sa este impusa de sistem.

La deconectarea generatorului de la sistem, viteza de rotatie a turbinei creste, pana la viteza ei de fuga. Generatorul si acceleratorul de viteza trebuie sa fie astfel dimensionate incat sa reziste la  aceasta viteza un interval de timp suficient de mare pana la inchiderea completa a portii de acces de catre sistemul de control (vane de ghidare sau valve).

1.6 Obiectul proiectului.*

Se va proiecta o centrala hidroelectrica pe cursul unui rau din zona muntoasa, avand urmatoarele caracteristici:

                                                                                           Tabelul 1.1 Date de proiectare

Caracteristica

Formula

.UM

Numarul de ordine

n = 8

Debitul mediu anual  

=0,08

[m3/s]

Lungimea amenajabila

=1

[km]

Panta raului 

Functionare racordata la SEE

(n < 50).

Se vor determina caracteristicile principale ale turbinei cel mai bine adaptata la locatia studiata.

Probleme de urmarit :

                                    -.care este productia anuala de electricitate cu aproximatie, daca randamentul generatorului electric este de 95%, si randamentul turbinei de 80% ;

                                    - care este pretul unui KWh de energie electrica produsa, daca durata de viata estimata este de 50 de ani ;

                                    - se va determina caderea neta ;

1.7 Solutia adoptata

Tip turbina CROSS-FLOW                             Generator  Sincron

                                                                                            - tensiune 10 kV

                                                                                                     - putere 750 kW

                                                                                                     - turatie 750 rot/min

                         






Cap. 2  BREVIAR DE CALCUL (BC)

2.1 Prezentare amenajare

Se va executa o microhidrocentrala pe albia acestui rau cu o amenajare in derivatie conform planului de situatie prezentat in figura .

Fig. 2.1.  MHC pe firul apei si principalele sale parti componente

Fig. 2.2’ Amenajare posibila la baza unui rezervor de alimentare cu apa potabila a unui oras

Aceste scheme au ca principale avantaje:

·       Costuri initiale reduse, datorita constructiilor civile existente;

·       Disponibilitatea la cerere a energiei electrice;

·       Caracterul previzibil al puterii livrate;

·       Inlocuiesc dispozitivele de reducere a presiunii apei si a efectului de ciocan al acesteia si utlilizeaza pentru producere de electricitate o energie altfel disipata;

·       Nu exista restrictii in ceea ce priveste debitul utilizabil;

·       Nu necestia sisteme complexe de supraveghere, in apropierea barajelor existente fiind de regula personal angajat de paza, s.a.

Situatia MHC in Romania

Conform studiului efectuat de ESHA in 2004 [16], Romania are un numa de 236 centrale hidro-electrice mici (CHEM), cu o putere totala instalata de 278 MW si energie generata anual de in aceste unitati de 430 GWh/an. Constructia de MHC a luat amploare in ultimii 10 ani. Romania poseda alaturi de Turcia, cele mai noi hidrocentrale mici, vechimea maxima a acestora fiind de pana in 20 ani. CHEM contribuie la 0.79% din mixul pietei de energie electrica din tara noastra.

Suntem clasati pe locul al 2-lea in ceea ce priveste contributia resurselor renerabile la productia nationala de electricitate. Potentialul neexploatat in domeniul

hidrocentralelor mici este considerabil, doar un procent de 12% din potentialul tehnico-economic existent fiind pana in prezent exploatat. Potentialul tehnico – economic ramas se situeaza in jurul valorii de 3 TWh/an (figura  2.5).

Aspectele privind mediul sunt stringente cu privire la implementarea de CHEM, cu exectia celor privind protectia vietuitoarelor din rauri (nu exista reglementari in ceea ce priveste protectia pestilor).

Industria producatoare de echipamente nu este bine dezvoltata, in Romania existand o sigura companie furnizoare de astfel de produse : UCM Resita.

Costul mediu de generare a energiei electrice din CHEM se situeaza in jurul valorii de 2.8 €centi/kWh pentru configuratii cu cadere mare. Pretul de livrare la retea este de aproximativ 3.4 €centi/kWh, ceea ce inseamna putin pentru a justifica o eventuala invesitie.

Lipsa fondurilor pentru implementarea de centrale hidroelectrice mici este principala problema care impiedica dezvoltarea lor. Exista de asemenea si un numar mare de constructii civile pentru amenajari hidroelectrice mici care insa nu au fost finalizate.

Conform aceleiasi surse bibliografice [16], situatia medie a anilor 1999 – 2000 privind productia de energie electrica din surse regenerabile (PEESR) se prezinta ca in tabelul 2.1*

Tabelul 2.1*  PEESR medie in Romania in perioada 1999 – 2000

Tara

PEESR, TWh

PEESR, %

Romania

18.3

36,1

Statistic, situatia Romaniei, comparativ cu cea a tarilor nou aderate Uniunii Europene (UE) se prezinta ca in figura 2.3.:

Fig. 2.3. Potentialul hidro-energetic net probabil/tehnic fiabil/economic fiabil al Romaniei

           

Dupa Turcia, Romania este tara cu cel mai mare potential hidro – energetic neamenajat din cadrul memberlor noi aderate la UE. Clasificarea  comparativa este redata in figura 2.4.

Fig. 2.4. Potentialul hidroenergetic tehnico-economic amenajabil al Romaniei, comparativ cu celelalte state europene noi aderate la UE

Tabelul 2.2* Evolutia CHEM si prognoze viitoare

1996

1998

1999

2000

2001

2002

2003

Prognoze

2010

2015

Numar total de CHEM

225

226

227

230

233

236

236

245

257

Capacitate MW

260

265.4

266.7

269.2

274.2

275

278

305

340

Generare GWh

385

401

402

403

405

415.5

430

450

467

2.2 Date de proiectare

2.3.1.Calculul lacului de acumulare : 

Vedere de sus a locatiei de amenajat:

       

Sectiunea ariei amenajabile:



Calculul lacului de acumulare :

Lungime lac de acumulare :

Inaltimea barajului :

Latimea barajului :

Calculul dimensiunilor barajului :

Barajele arcuite (in arc) sunt barajele la care presiunea hidrostatica a apei (principala incarcare) este preluata de catre o membrana din beton, de grosime variabila, curbata atat in plan orizontal, cat si in plan vertical, si care lucreaza ca o structura complexa in spatiu. Transmiterea eforturilor catre versanti si terenului  de fundatie se face in plan orizontal prin intermediul arcelor, iar in plan vertical prin cel al consolelor.

Barajele in arc sunt din ce in ce mai raspandite datorita avantajelor pe care le prezinta, dintre care amintim: volume de beton mult mai reduse decat la barajele de greutate, o  utilizare mai eficienta a proprietatilor de rezistenta a betonului, o durata mai mica  de executie, o degajare mai buna a caldurii etc.

          Astazi  in lume sunt peste 300 de baraje in arc, dintre care peste 150 cu inaltimi mai mari de 75 m .La noi in tara exista in functiune mai multe asemenea baraje, altele fiind in constructie sau in faza de proiectare. Cel  mai important este barajul Vidraru  de pe Arges, inalt de 167 m, care este in acelasi timp unul din cele mai mari si mai bine realizat baraj de acest fel din lume.

Alte baraje in functiune sunt : Negovanu - Sadu (H = 62 m), Teliuc - Cerna (H

= 48 m), Baciu - Doamnei (H = 34 m), Valsan (H = 24 m), Cumpanita (H =33 m), Paltinul - Doftana (H = 108 m), Tarnita - Somes (H = 97 m), Galbenu -Lotru (H = 60 m), Tau Sebes (H = 78 m), pe Raul Mare, Dimbovita, Dragan, Cerna, Bradisor, etc.

Barajele in arc se pot clasifica din mai multe puncte de vedere. Dupa modul de transmitere a eforturilor, provenite din diverse incarcari, catre terenul de fundatie, exista:

- baraje de greutate in arc, construite in vai mai deschise, la care sarcinile sunt preluate in cea mai mare parte de console (care sunt elemente mai rigide); la aceste tipuri  de baraje, raportul dintre deschiderea vaii la cota coronamentului L si inaltimea barajului H, este cuprinsa intre L/H = 1,53,5;

- barajele in arc pur  (L/H < 2), realizate de obicei in vai inguste  si adanci

(chei), la care sarcinile sunt preluate in cea mai mare parte de catre arce (elemente mai rigide decat consolele).

                                                                                       

Fig 1. Reteaua de arce si console la un baraj arcuit

Conditii geologice

Deoarece  barajele  arcuite  transmit  terenului  eforturi  mai  mari,  calitatile geologice necesare fundatiei sunt mult mai pretentioase. Rocile din amplasamentul barajului trebuie sa fie rezistente, monolite, nedeformabile, etanse   si nedegradabile in contact cu apa. Astfel de calitati au rocile de natura eruptiva si metamorfica, precum si cele sedimentare de buna calitate. Proprietatile fizico - mecanice ale rocilor pot fi imbunatatite  prin lucrari de consolidare (injectii, voaluri de etansare). Calitatile de rezistenta mecanica, impermeabilitate, omogenitate  a  rocii  de  fundatie,  se  determina  prin  studii  foarte  amanuntite  in  zona amplasamentului barajului, zona cuvetei lacului si a zonelor adiacente.

Insuficienta studiilor geologice si geotehnice poate duce la accidente grave.

In mod uzual valorile eforturilor admisibile ale rocii de fundatie trebuie sa

depaseasca   40 - 50 daN/cm2,  iar modulul de elasticitate sa depaseasca 100.000 daN/cm2.

  Profile caracteristice

Pentru  un baraj arcuit este caracteristica sectiunea  transversala obtinuta prin planul vertical in care inaltimea barajului este maxima. Aceasta sectiune, care  serveste la trasarea in plan  si la definirea formei geometrice a barajului, poarta denumirea  de  sectiune maestra.

Fig 2. Sectiunea maestra si caracteristicile ei

Fig 3,Sectiuni ale unor baraje din Romania

La proiectarea unui baraj in arc este util sa se cunoasca sectiunile maestre ale unor baraje deja executate in conditii geologice  si morfologice similare. Prin analogie cu acestea se poate admite  o sectiune maestra cu ajutorul careia se efectueaza o prima trasare a noului baraj. Prin incercari de inscriere in teren si verificari statice succesive se ajunge apoi la o forma optima. Pentru usurinta trasarii si a calculelor statice este recomandabil ca sectiunea aleasa sa aiba  o forma continua, cu grosimea variind,   functie de inaltime,  dupa o lege analitica.

Orice sectiune maestra are urmatoarele elemente caracteristice:

                        - inaltimea Hc, care este inaltimea constructiva a barajului;

                        - latimea sectiunii la coronament b;

                        - latimea sectiunii la talpa de fundatie B;

                        - razele rj ale fiecarui arc si linia centrelor acestora;

- grosimea arcelor ej;

- unghiul la centru 2j al fiecarui arc.

La un arc zonele incastrarii in cei doi versanti se numesc “nasteri”, iar zona mediana a arcului se numeste “cheie”. Fiecare sectiune maestra poate fi caracterizata prin raportul intre latimea la baza B si inaltimea Hc, numit “coeficient de zvelteta”. Progresele inregistrate in domeniul constructiei barajelor arcuite au permis construirea unor baraje din ce in ce mai zvelte. Recordul il detine barajul Tolla din Corsica, inalt de  88 m, avand B = 2,43 m si b = 1,50 m, cu un volum de beton de numai 12.500 m3.

In figura 3.26.sunt prezentate sectiunile  maestre ale unor baraje in arc din tara noastra, iar in figura 3.27. este prezentata vederea in plan si o sectiune transversala a barajului Vidraru de pe raul Arges.

Pentru  determinarea preliminara  a dimensiunilor unei sectiuni maestre se pot folosi  si  multe  formule  rezultate  din  prelucrarea  statistica  a  datelor  privind  baraje  deja executate. De exemplu:  grosimea  la  coronament  se  poate  estima cu una din relatiile:

 b = 0,02 Ld;     b = 0,012 (Ld + Lc);    b  = 0,03 R;    b = 0,01 (2 R + Hc),

in care Ld este lungimea desfasurata a coronamentului, iar R raza medie a coronamentului.

 Pentru grosimea B la baza  se pot folosi formulele :

 B = 0,1 L;  B = (0,075.0,100) Ld

Amenajarea fundatiilor

                    

           La  executarea  excavatiilor  unui  baraj  arcuit  se  urmareste  realizarea  unei continuitati in profil longitudinal  si o eventuala simetrizare a vaii. In constructia barajelor moderne s-a renuntat la realizarea fundatiilor in trepte, care fac ca barajul sa fie expus fisurarii provocate de proeminentele de pe contur. Cand forma vaii prezinta neregularitati sau o usoara asimetrie este avantajos ca, prin excavatii suplimentare rationale, acestea sa fie inlaturate.




In cazul in care versantii fac unghiuri mai mari decat 300 - 400 cu orizontala si deci ploturile componente au tendinta sa alunece, fundatia se pastreaza continua. Stabilitatea se asigura  fie incepand constructia  din vale spre versanti  si sprijinind ploturile unele pe altele (cand rosturile sunt joantive), fie prevazand  butoni de rezemare intre ploturi (cand rosturile sunt duble), asa cum se vede din figura 3.29 a. La versanti foarte abrupti pentru a evita intersectarea suprafetelor rosturilor sub un unghi foarte ascutit cu fundatia, se obisnuieste ca rosturile sa fie orientate in partea lor inferioara normal pe fundatie.

            In  sectiune  transversala,  suprafata  de  fundatie  a  ploturilor  poate  fi  usor inclinata spre amonte si prevazuta eventual cu o adancitura pentru pintenul barajului. Cand exista galerii de injectii de consolidare si impermeabilizare, talpa de fundatie este orizontala.

1.soclu;  2. rostul perimetral;  3. plombe;  4. contrasoclu;   5. ancore;

6. galerie de injectie

Pe versanti fundatiile nasterilor se orienteaza radial, astfel incat arcele sa atace terenul la 900  (figura 3.29 c).  Se admite ca unghiul de atac cu versantul sa se reduca, dar fundatia trebuie sa ramana radiala. O regula empirica cere ca rezultanta fortelor sa faca un unghi mai mare de 300 cu linia terenului din aval.  Pentru a evita  volume mari de excavatii se pot adopta fundatii in trepte ale nasterilor.

 b :=0.021b =4.5

  Grosimea b la  coronament   

 B :=0.0751b=16.875

  Grosimea B la baza 

Aductiunea :

Sectiunea :

Diametrul :

pt conducte de otel

Lungimea aductiunii :

Alegerea turbinei :

Caderea bruta :

Caderea neta :

H  :=94

Puterea disponibila :

Puterea turbinei :

Cap. 3  CAIET DE SARCINI (CS)

  

  

  3.1 Descrierea CHE

Puterea apei e cea mai importanta sursa energetica care nu are in compozitia sa dioxid de carbon, dioxid de sulf, protoxizi de azot sau orice alt tip de emisie poluanta si nu produce nici un fel de reziduuri solide sau lichide. Centrain hidroelectrica se foloseste de o cadere naturals sau artificiala a unui rau si inglobeaza principalele avantaje in comparatie cu altc surse de energie, economisind la capitolul consum de carbunc, combustibil sau iemn de foe, fund de sine statatoare.

In contextul actual, pot fi sublimate urmatoarele avantaje principale ale micro-hid rocentralelor:

  Sunt potrivite pentru cerinte mici de putere, descentralizate (industria usoara,
ferme private si intreprinderi, comunitati rurale) si pentru operatii externe retelei
principale;

  Necesita retele de distributie de joasa tensiune si, eventual, micro-retele
subregionale;

  Pot fi utilizate in proprietate privata, in coproprietate sau proprietate comuna, cu
un necesar de forta de munca semi-calificat si cu o administrare in coproprietate,
sau individuala;

  Perioada scurta de constructie cu matcriale locale si utilizarca abilitatilor
populatiei din zona, pot avea un impact considerabil asupra calitatii vietii rurale;

  Flexibilitatea lor, in special in ceea ce priveste adaptarea la incarcari variabile in
functie de debitul afluent, le face un component privilegiat in orice sistem energetic
integrat;

  Centralele pot rezista o perioada indelungata. Uncle au peste 70 de ani si sunt inca
in stare de functionare. Centralele pregatite de a intra in functiune in viitorul
apropiat pot prezenta o durata de viata chiar mai lunga si pot servi consumatori
timp de mai multe generatii fara a polua atmosfera;

  Investitiile in hidrocentralele mici s-au dovedit a fi sigure si de nadejde de mai
multe zeci de ani.

Productia de energie electrica utilizand ca resursa primara apa, este un proces de conversie energetic in care apa este un mijloc eficient de transmitere si transformare a potentialului gravitational al curgerii in energie mecanica si electrica. Principalele componente ale unei hidrocentrale de mica putere sunt urmatoarele:

  Acumularea: constitute o forma de stocare a energiei potentiate disponibile;

  Sistemul de transfer, care include dispozitivul de captare (priza de apa echipata cu
gratar) si circuitul de transfer (canalul, vana, stavilarul, galeriile, canalul de fuga
sau evacuarea) unde o parte din energia disponibila este convertita in energie
cinetica;

  Turbina hidraulica: este o parte a centralei unde energia apei este convertita in
energie mecanica;

  Genera tor ul: energia mecanica transmisa la turbina mentine viteza rotorului
generatorului producand energie electrica in concordanta cu legile
electromagnetice;

  Statia de transformare si linia de transport: energia electrica este condusa si transformata pentru a putea fi conectaia la retea pentru a pufea furoiza energie electrica consumatorilor.


3.2-3.3 Caracteristici si conditii tehnice

Cantitatea de energie produsa depinde de doi factori:

1.    Inaltimea de cadere a apei pe verticala: cu cat este mai mare, cu atat este mai
mare puterea generata.

2.    Debitul de apa ce trece prin turbina: puterea produsa este proportionala cu
volumul de apa ce trece prin turbina in unitatea de timp (secunda, minut).
Sistemele de microhidrocentrale se impart in doua categorii importante de turbine:
Turbine pentru inaltimi mari de apa si debite mici, turbinele de impuls.
Turbinele pentru inaltimi mici de apa si debite mari, turbinele de reactiune.

Turbine pentru inaltimi mari de apa si debite mici, turbinele de impuls: Puterea produsa intr-o turbina de impuls este data integral de momentul de lovire a apei in paletele turbine. Aceasta apa creeaza o impingere directa sau de impuls a paletelor, de aici si denumirea.


Constructia unei microhidroeentrale poate cuprinde doua categorii de lucrari: lucrarile civile si lucrarile privind echipamentele mecanice si electrice.

Lucrari civile

Frincipalele lucrari civile la microhidrocentrala sunt barajul de derivatie sau stavilarul, conductele pentru transportul apei ai centra I a electrica. Traseul apei antr-o micro-hidrocentrala cuprinde:

-  O priza de apa care include gratarul pentru plutitori, o poarta si o intrare intr-un
canal, intr-o conducta fortata sau direct in turbina, in functie de tipul amcnajarii.
Priza de apa este in general, construita din beton arm at, gratarul din otel, iar poarta
din lemn sau otel.

-  Un canal si/sau conducta de aductiune si/sau conducta fortata care conduc apa la
centrala electrica la amenajarile la care aceasta este situata la o distanta oarecare in
aval de priza de apa. Canalele sunt, in general, excavate si urmaresc conturul
terenului. Conductele de aductiune si conductele fortate care transporta apa sub
presiune pot fi din otel, Her, fibra de sticla, polimer, beton sau lemn.

-  Intrarea si iesirea din turbina includ vanele si portile necesare opririi accesul apei
catre turbina pentru oprirea centralei si revizii tehnice. Aceste component? sunt, in
general, fabricate din otel sau fier. Portile din aval de turbina pot fi fabricate din
lemn, daca intretinerea si reviziile necesita asa ceva.

-  Canalul de fuga care transporta apa evacuata de la turbina inapoi in rau. A testa,
asemenea canalului de aductiune, e realizat prin excavare.

Echipamente mecanice si electrice

Principalele componente mecanice si electrice ale unei microhidrocentrale sunt turbina  turbinele) si generatorul (generatoarele).

O turbina transforma energia hidraulica in energie mecanica. Exista diferite tipuri de turbine care pot fi clasificate in mai multe feluri. Alegerea turbinei va depinde in principal de caderea disponibila si debitul instalat in microhidrocentrala.

Turbinele sunt in general impartite in trei categorii: de inalta, medie si de cadere mica.

Turbinele folosite pentru caderi mici sau medii sunt eel mai des cu reactiune si includ turbine Francis si Kaplan cu pale fixe sau variabile.Turbinele folosite pentru instalatii mari sunt cele cu actiune. Acestea includ turbinele Pelton, Turgo si Banki (curgere trans versala). Turbina care are curgere transversala, e numita uneori Banki. E folosita pentru o gama larga de caderi, acoperind domeniile turbinelor Kaplan, Francis si Pelton. E potrivita pentru curgeri cu debite man si caderi mici.

Tipul selectiei, geometria si dimensiunile turbinei depind in principal de cadere, de debit si de viteza rotorului.

Cu privire la generatoare, exista doua tipuri de baza folosite in general in microhidrocentrale si anume cele sincrone si cele de inductie (asincrone). Un generator sincron poate fi folosit izolat in timp ce unul de inductie trebuie folosit legat cu alte generatoare.

3.4 Norme de protectia muncii la executie

Personalul de competenta:

1. Aplica normele de protectic a muncii

1.1.   Normele de protecfie a munci i sunt insusite si aplicate conform specificului locului de munca.

1.2.   Echipamentul si instrumentarul de protecjie din dotare sunt utilizate corect, in conformitate cu reglementarile locale.

1.3. Opera|iile de intre|inere, reparare sau schimbare de piese se realizeaza dupa luarea tuturor masurilor de precaujie

1.4. Prevederile legislative in domeniul protectiei muncii sunt insusite prin participarea la instructaje periodice.

2. Aplica normele de prevenire si stingere a incendiilor

2.1.  Normele PSI sunt insusite si aplicate conform specificului locului de munca.

2.2.  Echipamentele de stingere a incendiilor din dotare sunt utilizate corect si adecvat, in fiincjie de natura incendiului.

2.3. Pericolul de incendiu este sesizat cu promptitudine si raportat de urgenta persoanelor cu atribujii in domeniul PSI.

2.4. Prevederile legislative in domeniul PSI sunt insusite prin participarea la instructajele periodice.

3. Aplica proceduri de interventie in situatii de urgenta

3.1. Primul ajutor este acordat rapid si adecvat, in functie de tipul accidentului, cu utilizarea unor materiale sanitare specifice.

3.2. Masurile de interventie in situatii de urgenta sunt aplicate cu rapiditate, corectitudine si luciditate respectand prevederile legislative in vigoare si regulamentul de ordine interioara al locului de munca.

3.3. Evacuarea in caz de incendiu se realizeaza conform planurilor afisate la loc vizibil.

Cap. 4  NOTITA TEHNICA (NT)

        4.1 Descrierea CHE



Energia electrica obtinuta de la microhidro turbine se bazeaza pe un concept foarte simplu. Apa curgatoare invarte o turbina care fa randul ei actioneaza un generator care produce energie electrica. Simplu si efficient! Evident sistemul este un pic mai complex si confine mai multe componente, insa acesta este principiul de baza.

'Forta' apei este de fapt o combinatie intre CAP (head) si DEBIT (flow). Ambele trebuie sa fie prezente pentru a produce energie.

CAP(head) - este presiunea creata de distanta verticala intre locul in care apa patrunde in conducta de aductie (pipeline) si Iocatia turbinei si e masurata in picioare (sau metri), sau ca presiune in pounds (sau livre) pe inch patrat (psi).

DEBIT (flow) - este o cantitate de apa (exprimata in volum per timp) care curge prin conducta de aductie intr-o anumita perioada de timp si e masurata in metri cubi /secunda, galoane pe minut (gpm) sau litri pe minut.

Apa este colectata intr-un micro-bazin si apoi canalizata prin conducta de aductie direct in turbina. Caderea pe verticala (cap), creaza presiunea necesara ia capatul inferior al conductei de aductie, pentru a pune in miscare turbina. Cu cat va fi mai mare debitul sau capul, cu atat vom obrtine mai multa energie electrica.

Dupa cum se observa, valorile acestor doua criterii, sunt foarte importante pentru determinarea valorii de energie electrica (potentialul) unei iocatii pentru implementarea unui microhidro system bazat pe microhidroturbine.


Cateva din relatile de conversie:

              1 picior cub = 7.481 gaioane

1 metru cub = 35.31 picior cub

1 metru cub = 1,000 litrii

1 cubical feet /min = 0.47195 litri/ sec = 28.31685 litri / min

1 psi = 0.06895 bar =0.06805 atm

1psi = 0.0007 Kgf/mm patrat

1 galon = 3,78541 litri

1 vertical foot = 0.433 pounds per inch patrat (psi)

1 psi = 2.31 picior vertical

Masurarerea debitului se face eel mai usor prin masurarea timpului de umplere a unui container.


Container = 5 galoane (18.93 Litri)

Timp de umplere = 8 secunde

5 galoane / 8 secunde = 0.625 galoane/ secunda (gps) sau 37,5 galoane /min

sau 2.36588 litri /sec sau 141.95294 litri/min

Convertim in Picior-cubic / Secunda (cfs):

7.481 galoane / sec = 1 cubic foot per secunda, deci

0.625 gps / 7.481 = 0.0835 cubic feet per secunda (cfs).

Acuratetea e critica cand se masoara capul, pentru ca va afecta nu numai puterea produsa, dar va determina si tipul turbinei foiosite ca de exemplu Francis sau Pelton, dar evident si forma palelor.

Utilizarea GPS este utila numai daca dispunem de un aparat de mare acuratete, dar in lipsa lui, folosirea unei metode simple si precise este necesara.

Folosind o simpla rigia verticala gradata in miiimetri si o rigia orizontala ghidata de un 'nivel' se poate masura cu destula precizie capul. Simpla insumare a cotelor A, B, C si D din exemplul din figura de mai sus va conduce spre rezultatul exact,

Folosirea celei mai bune turbine depinde de CAP si DEBIT. De exemplu Turbina Pelton este mai eficienta in locatile cu CAP inalt, in contrast cu o turbina Crossflow care e folosita numai in locatile cu CAP scurt dat DEBIT mare.

Conducta de aductie (pipeline) nu este numai 'gidajul' pentru apa, in drumui ei spre turbina, dar si cea care creaza presiunea necesara. Ca efect, conducat ade aductie concentreaza toata presiunea creata de diferenta de nivel, la baza conductei, la intrarea in turbina. Diametru! conductei , lungimea, marerialul din care e confectionata si 'drumui parcurs' , toate afecteaza eficienta turbinei. O conducta mica in diametru poate reduce considerabii energia obtinuta , chiar daca se foioseste toata apa de care se dispune.

Indiferent daca vor fi folosite turbine eofiene, panouri solare sau microhidro turbine, la generarea energiei alternative pentru aplicatii de mica capacitate, schema sistemului este similara. Ca si componente de baza , avem nevoie de baterii, invertoare si regulatoare de incarcare.

        4.2 Caracteristici tehnice

- se executa o hidrocentrala pe albia unui rail cu amenajare in derivatie

-  CHE are o putere nominaia de 0.3 MW si este racordata la reteaua de
joasa tcnsiune a Sistemului Energetic National din zona.

Productia de energie electrica in hidrocentrale, denumita generic energie hidro, are

numeroase particularitati care influenteaza functionarea intregului Sistem Electroenergetic National.

Timpul scurt de pomire si viteza mare de incarcare/descarcare a hidroagregatelor confera flexibilitate in exploatare centralelor hidroeiectrice. Acest lucru este determinant pentru furnizarea urmatoarelor servicii tehnologice de sistem:

- reglajul secundar free vent a-putere

- rezerva turnanta

- rezerva tertiara rapida

- reglajul tensiunii

In prezent, centralele hidro sunt principalele furnizoare de servicii tehsologice de sistem acoperind aprox. 80% din rezerva minut a SEN.

Alt aspect legat de marea flexibilitate in exploatare a centralelor hidroelectrice este rolul centralelor hidro in profilarea curbei zilnice de sarcina (consuni). Curba zilnica de consum prezinta trei zone distincte astfel:

          4.3Reguli de exploatare

Atributiile sefului de sectie exploatare:

· Urmareste realizarea documentatiilor de reabilitare-retehnologizare-dezvoltare si
protectia mediului;

· Urmareste executia lucrariior de rcabilitare-retehnologizare-dezvoltare si
protectia mediului conform graficelor si in conditiile de calitate cerute;

· Coordoneaza intocmirea graficelor pentru intretinerea si repararea
echipamentelor;

· Urmareste intocmirea si aproba instructiunile de exploatare, intretinere si
reparatii;

· Urmareste intocmirea si aproba instructiunile de urmarirea comportarii
constructiilor si echipamentelor;

· Organizeaza activitatea atelierelor de exploatare din subordine;

· la masuri pentru prevenirea accidentelor de munca si a imbolnavirilor
profesionale;

· la masuri pentru realizarea lucrariior de protectie a munch* prevazute in planurile
de masuri, in contractul colectiv de munca si in procesele verbale de control
incheiate de inspectorii de protectia muncii, protectia mediului sau alte organe de
indrumare si control;

· Informeaza organele ierarhice ale societatii si cele imputernicite de stat asupra accidentelor produse ;

·  Coordoneaza si coreleaza consumul de energie, lubrifianti, piese de schimb si alte
resurse, organizand sistemul de urmarire si evidenta;

·  Organizeaza sistemul de evidenta-operare-raportare, sistemul informational privind activitatea atelierelor din subordine;

·  Se preocupa dc perfectionarea profesionala propric si a subordonatilor;

·  Intocmeste referate de necesitate pentru justificarea lucrarilor de reparatii.

        4.4 Instructiuni de intretinere

Colectivul Studii hidroenergetice asigura elaborarea studiilor de hidroenergetica, hidrologie, calcule hidraulice, sinteze tehnico-economice.

Colectivul Studii hidroenergetice are atributii in urmatoarcle specialitati:

A. Hidroenergetica

· Inventarierea potentialului teoretic liniar, tehnic si economic amenajabil al
cursurilor de apa;

· Optimizarea diferitelor obiecte din schemele de amenajare hidroenergetica pe
baza paramctrilor encrgetici, folosind criteriile de eficicnta ceo no mica care sc
utilizeaza la data elaborarii proiectului.

Pentru fiecare CHE cuprinsa in schemele de amenajare se determina: caderea neta, debitul mediu disponibil si uzinat, puterea instalata, productia medie anuala de energie electrica, cu si fara luarea in considerare a celorialte folosinte ale apei (acolo unde este cazul); impartirea energiei pe zone tarifare si functional; folosinte ale apei deservite de schema si debite asigurate in sectiuni ale schemei respective sau aval de sectorul analizat; determinarea parametrilor energetici ai MHC amplasate pe debitele de servitute sau pe debitele prelevate pentru alte folosinte;

· Analiza economica a unei/unor objective hidroenergetice

· Determinarea in urma analizei energo-economice a variantei de reabilitare,
retehnologizare a CHE analizate;

· Analiza financiara care prezinta sursele de finantare, conditiile de finantare si
pretul de cost al energiei rezultat in urma finantarii obiectivului analizat;

· Determinarea tarifelor pentru servicii de sistem;

· Determinarea tarifelor pentru energia fizica si a energiei impartita pe zone tarifare
si functionale;

· Diferite studii de sinteza privind sectorul hidroenergetic.

B. Hidrologie si Calcule Hidraulice

· Masuratori de debite pe albii naturale, canale si conducte;

· Prelucrare de date primare culese din reteaua hidrometrica;

· Determinare debite medii zilnice, lunare, anuale si multianuale in sectiunile
statiunilor hidrometrice, precum si in sectiunile ce intereseaza din punct de vedere
energetic;

  Determinare debite miniine de diverse asigurari in sectiunile statiunilor
hidrometrice si in sectiunile ce intereseaza din punct de vedere energetic;

  Determinare debite maxime de diverse asigurari in sectiunile statiunilor
hidrometrice si in sectiunile ce intereseaza din punct de vedere energetic;

  Determinare debite solide;

  Reaiizarca dc bilanturi hidrologicc;

  Determinarea curbelor de durata pentru sectiunile statiunilor hidrometrice si in
sectiunile ce intereseaza din punct de vedere energetic;

  Determinarea curbelor de utilizare pentru sectiunile statiunilor hidrometrice si in
sectiunile ce intereseaza din punct de vedere energetic;

  Determinare curbelor de asigurare a debitelor si nivelurilor minime, medii si maxime;

  Determinare relatii de generalizare pentru bazinele hidrografice amenajate si in
curs de amenajare;

  Prelucrarea profilelor topoba time trice in vederea realizarii calculului de remuu;

  Calcule de remuu pe albii naturale, canale, lacuri de acumulare etc.;

  Calcule de a ten u arc;

  Calculul transportului solid in albii naturale, canale si lacuri de acumulare;

  Calcule de eroziune;

  Dimensionare diguri pe baza calculului de niveluri maxime;

  Determinarea undei de inundabilitate in aval de obiective hidroenergetice;

  Tranzitare de viituri prin cascade de lacuri de acumulare.

Colectivul Baraje executa documentatii de proiectare pentru lucrari de constructii la baraje si structuri anexe acestora.

Atributiile colectivului Baraje sunt urmatoarele:

  executa documentatii la investitii noi, reabilitare, reparatii, in toate fazele de
proiectare tehnico-economice pentru partea de constructii la baraje;

  cercetare stiintifica, consultants, verificare, expertize, asistenta tehnica,
supravegherea executarii lucrarilor pe teren, supervizarea si coordonarea executarii
proiectelor pe teren;

  elaborarea de studii de investitii, optimizare, expertize tehnice, tehnologii de
executie, studiul materialelor de constructii;

  intocmire documentatii de modificari rezultate din acorduri;

  controlul executiei lucrarilor in concordanta cu proiectul, asigurarea respectarii
criteriilor de calitate si a termenelor de executie;

  intocmeste documentele necesare ofertelor pentru licitatiile la care participa
institutul

Colectivul Derivatii Alimentari cu apa este subdiviziune administrativa a societatii care executa documentatii de proiectare si inginerie pentru lucrari de derivatii, alimentari cu apa si lucrari de organizare de santier, organizare tehnologica, cai rutiere, poduri si este subordonat Directorului tehnic.

Atributiile Colectivului Derivatii si Alimentari cu apa sunt urmatoarele:

•executa documentatii la investitii noi, reabilitare, reparatii, in toate fazele de proiectare tehnico-economice pentru partea de construct!! la derivatiile amenajarilor hidroenergetice sau hidrotehnice etc (ex.: galerii de aductiune, galerii fortate, case de vane, castele de echilibru, lucrari de acces la mine si saline etc.), pentru lucrari de dcrivatii de suprafata (ecluze, canale, regularizari de rauri si amenajari de torenti, alimentari cu apa si canalizare);

•cercetare stiintifica, consultanta, verificare, expertize, asistenta tehnica,

supravegherea executani lucrarilor pe teren, supervizarea si coordonarea executani proiectelor pe teren;

•elaborarea de studii de investitii, optimizare, expertize tehnice, tehnologii de executie, studiul materialelor de constructii;

•intocmire documentatii de modificari rezultate din acorduri;

•controlul executiei lucrarilor in concordanta cu proieetul, asigurarea criteriilor de calitate si a termenelor de executie;

•executa tehnologii de executie pentru lucrarile hidrotehnice si hidroenergetice;

•executa documentatii pentru incintele de executie;

•intocmcsc documentatii pentru cai rutiere dnimuri, poduri, viaducte;

•elaboreaza proiecte pentru regularizarea cursurilor de apa;

•elaboreaza proiecte pentru retele de alimentare cu apa si canalizare;

•intocmeste documentatii de modificari rezultate din acorduri;

•controlul executiei lucrarilor an concordanta cu proiectul,asigurarea criteriilor de calitate si a termenelor de executie.

Colectivul Centrale este subdiviziunea administrativa a societatii care executa lucrari de constructii si arhitectura.

Atributiile colectivului Centrale sunt urmatoarele:

  executa documentatii la toate fazele de proiectare tehnico-economice pentru partea
de constructii, pentru centrale hidroelectrice, statii de pompare, prize de apa, bazine
de linistire, case de vane, sedii, dispecere, blocuri de interventie, baze de agrement,
ateliere reparatii, investitii noi, reabilitare, reparatii;

  cercetare stiintifica, consultanta, verificare, expertize, asistenta tehnica,
supravegherea executarii lucrarilor pe teren, supervizarea si coordonarea executarii
proiectelor pe teren;

  elaborarea de studii de investitii, optimizare, expertize tehnice, tehnologii de
executie, studiul materialelor de constructii;

  intocmire documentatii de modificari rezultate din acorduri;

  controlul executiei lucrarilor in concordanta cu proieetul, asigurarea criteriilor de
calitate si a termenelor de executie.

        ANEXE


ANEXE

TH  – traductor inaltime

MV – motor vana fluture

MHA – micro-hidro agregat

GA – generator sincron

MAD – motor aparat director

DFC – dulap de forta si comanda

BAT – baterie de acumulator

5. Documentatia economica

            5.1 Lista de materiale

Cost

Pret total

Nr.crt.

Denumire material

[RON/buc]

Cantitate [buc]

[RON]

1

Turbina Hidro

809.200

2

1.618.400

2

Baraj

126.000.000

1

126.000.000

3

Conducta

45.192

1

45.192

Cost total materiale

127.663.592

5.2Fisa de manopere

Nr.crt

Denumire operatii

Tarif [RON/ora]

Nr. Ore

Total RON

1

Manopera

70

4.800

336.000

Cost total manopera directa

336.000

5.3 Deviz estimativ

Materiale: 14.263.592   Manopera:  336.000         

C.A.S.:   19.75% din manopera 66.360 RON

Somaj:     2.5 % din manopera..  84.00 RON

Sanatate:     7 % din manopera.. 23.520 RON

Se indexeaza manopera:                                             98.280 RON

Total general deviz: materiale + manopera:          128.097.872 RON

Total general + TVA:                                             152.436.467,68 RON

5.4 Costul estimativ al energiei livrate

Pretul de vanzare a energiei electrice  156,648 Ron/MWh     

Presupunem ca instalatia se amortizeaza in 80 de ani.

In fiecare an se produce: Wan = 5040 MWh

In 50 ani: W50ani = 80*5040  = 403.200 MWh

Pretul unui kWh va fi : p = P/W80ani =17.490.467,68/403.200.000=0.38  RON/ kWh

 

    Toate preturile produselor au fost luate direct de pe internet si nu s-a adaugat nici o taxa vamala.






Politica de confidentialitate


Copyright © 2019 - Toate drepturile rezervate

Electronica




ATENUATORUL OSCILOSCOPULUI
Metodele folosite pentru masurarea nivelului intr-un rezervor
Structura de baza a majorita_ii circuitelor integrate care se folosesc in surse in comuta_ie
MODELUL MATEMATIC AL TRADUCTORULUI DE CURENT
Resurse hardware si software
Legile lui Maxwell
PROTECTIA DE SUPRATENSIUNE HIDROGENERATOR
Traductoare mecanice cu plutitor
Redresoare de mica putere si filtre
MODELUL DINAMIC AL MOTORULUI DE CURENT CONTINUU FARA PERII