energie malými vodními stroji srpen 2011

Transkript

1 Energetické využit ití vodní energie malými vodními stroji srpen

2 Hlavní znaky vodní energie 2

3 Hydroenergetický potenciál 3

4 Grafické znázorn zornění hrubého ho potenciálu 4

5 Hrubý potenciál l mezi body

6 Rozdělen lení světov tového potenciálu P A (TW) 6

7 Technicky využitelný potenciál l P T (kw) Vodní elektrárny rny na vhodných místechm Nevylučuje uje odběr r vody pro další účely Zvažuje ztráty ty při p i transformaci energie Vyhodnocuje se podle elektráren ren v provozu, ve výstavbě,, v projektu, v plánech Upřes esňuje se s růstem r účinnosti strojů 7

8 Poměr r potenciálů P A P T Bývá 0.01 aža 0.61, podle terénu (nížiny nebo hory) V ČR R je 0.256, velká část vodní energie je v malých tocích ch P T = 385 MW a P A = 1500 MW Celoroční využit ití je cca na 50% to je 190 MW Budoucnost, mikrozdroje a malé vodní elektrárny rny nemají však zásadnz sadní význam 8

9 Vodní elektrárny rny Průto točné Špičkové Přečerpávací 9

10 Nízkotlaký stroj na vodním m toku 10

11 Vysokotlaký stroj 11

12 Kaplanova turbína pro malé spády do 25m 12

13 Francisova turbína pro spády od 25 do 400m 13

14 Peltonova turbína pro velké spády nad 400m 14

15 Rozdělen lení podle výkonu 15

16 Derivační průto točná elektrárna rna (bez akumulace) 16

17 Derivační průto točná elektrárna rna (bez akumulace) 17

18 Derivační průto točná elektrárna rna (bez akumulace) 18

19 Jezová elektrárna rna 19

20 Jezová elektrárna rna 20

21 Přehradní elektrárna rna 21

22 Neznámější VE v ČR 22

23 Kaskáda na Vltavě 23

24 Výškový profil elektrárny rny Dlouhé Stráně 24

25 Dlouhé Stráně Instalovaný výkon 650 MW Výškový spád 547 m Průměr r oběž ěžného kola 4540 mm Průtok 68.1 m 3 s -1 25

26 Dlouhé Stráně 26

27 LIPNO 27

28 ORLÍK K

29 ORLÍK K

30 VE ve světě 30

31 VE ve světě - Čína 31

32 VE ve světě - Čína Tři i soutěsky sky Výška hráze m Délka hráze v koruně m Délka včetnv etně bočních hrází m Rozdíl l výšek hladin m Objem zadržen ené vody - 40 miliard m3 Délka jezera km Plocha jezera km2 Počet turbín - 26 Výkon MW 32

33 33

34 ITAIPU Brazílie lie-paraguay 34

35 ITAIPU Brazílie lie-paraguay 35

36 ITAIPU 36

37 Radiáln lně axiáln lní (Francisova)) turbína montáž 37

38 38

39 Katastrofy - St. Francis v provozu asi 2 roky 39

40 Hráz z se protrhla o půlnoci... p Povodňová vlna 56 mil až do moře Počet mrtvých asi 500 Rychlost 12 mil za hodinu 40

41 Bílá Desná 1916 objem nádrn drže: m³ m výška hráze: 13,16 m šířka paty hráze: 54 m šířka koruny hráze: 5,2 m délka hráze v koruně: : 172,80 m kóta koruny hráze: 820 m kubatura hrázov zového tělesa: t m³ m délka kaskády od bočního přelivu: p 40,00 m kóta dna nádrn drže e v nejnižší ším m místm stě údolí: : 806,34 m kóta nejvyšší hladiny vody v nádrn drži: 818,90 m 41

42 Projektování - okamžitý průtok 42

43 Závislost průtoku na výkonu 43

44 Měrná energie 44

45 Čistý spád d H (m) a hydraulický výkon 45

46 Celková účinnost P c je celkový výkon dodávaný do elektrické sítě 46

47 Rozdělen lení turbín 47

48 Malé stroje Radiáln lní turbína 48

49 Radiáln lní turbína 49

50 Radiáln lní turbína 50

51 Radiáln lně axiáln lní (Francisova)) turbína 51

52 Oběž ěžné kolo Francisova turbína 52

53 Diagonáln lní (Dériazova)) turbína 53

54 Axiáln lní (Kaplanovy) turbíny 54

55 Axiáln lní (Kaplanovy) turbíny 55

56 Tangenciáln lní ( Peltonova) ) turbína Peltonův nákres 56

57 Tangenciáln lní ( Peltonova) ) turbína 57

58 Tangenciáln lní ( Peltonova) ) turbína 58

59 Hlavní parametry turbín 59

60 Vodní kola 60

61 Vodní kolo na spodní vodu 61

62 Vodní kolo na spodní vodu 62

63 Vodní kolo na spodní vodu 63

64 Vodní kolo na spodní vodu 64

65 Vodní kolo na spodní vodu- vodní pila 65

66 Vodní kolo na středn ední vodu 66

67 Vodní kolo na horní vodu 67

68 Vodní kolo na horní vodu 68

69 Bánkiho turbína 69

70 Bánkiho turbína 70

71 Bánkiho turbína 71

72 Velmi malá mikroturbína Měří pouze 4 mm v průměru, ru, radiáln lní vtok turbínov nového kola bylo vyrobené ze silikonu za použit ití hluboce reaktivního iontového leptání 72

73 Velmi malá mikroturbína - výroba Prototyp silikonové mikroturbíny bude vyroben použit itím m polovodičových ových typů mikrovýroby na konci století. Když bude tento pokus úspěšný vývojáři i plánuj nují použít t podobnou litografickou techniku k výrobě další ších radiáln lních přítokových p turbín n ze silikonových tvrdých kovů (ohnivzdorných látekl tek). Výroba použit itím m hluboce reaktivního iontového leptání,, relativně nová metoda S minimáln lními změnami tvaru nosné plochy, bude sloužit jako odstředivý kompresor kola. 73

74 Vrtulová turbína 74

75 Peltonova turbína 75

76 Peltonova turbína - geometrie lopatky 76

77 Peltonova turbína Velké stroje mají až 6 dýz Regulace výkonu posunem jehly a deflektorem 77

78 Kaplanova turbína s diagonáln lními rozvaděč ěčem 78

79 Kaplanova turbína Rozvaděč má 24 aža 36 otočně uložených rozváděcích ch lopat Oběž ěžná kola mají 3 aža 10 lopat, nepřekrývaj ekrývají se Úhel náběhu n oběž ěžných lopat se volí od 10 až 6 do 2 aža 0 stupňů po délce d lopaty 79

80 Účinnost vodních turbín v závislosti z na měrných m otáčkách 80

81 Hydrodynamická čerpadla jako vodní turbíny Nevýhoda v turbínov novém m provozu jsou pevné statorové mříže Výhoda je nízkn zká cena Souhlasí li průtok se štítkovým tkovým údajem čerpadla bude dosaženo shodného výkonu a účinnosti Asynchronní motor jako generátor 81

82 Hydrodynamická čerpadla jako vodní turbíny, parametry pro dosažen ení maximáln lní účinnosti 82

83 Závěr Malé vodní elektrárny rny nemohou zásadnz sadně podpořit potřeby energie v ČR Velké vodní zdroje jsou vyčerp erpány Zbývají jen přečerpp erpávací elektrárny rny 83

84 děkujeme za pozornost 84