Obnovljivi izvori energije

Transcript

1 Obnovljivi izvori energije i odrziv razvoj Energija vodenih tokova (hidroenergija) Energija plime i oseke Energija morskih struja Energija valova Obnovljivi izvori energije 1

2 EJ/god TWh/god Solarno zracenje na Zemlju: 5,4 milijuna 1,5 miljardi Hidroloski ciklus (evaporacija): 1,26 milijuna 350 milijuna Precipitacija: Hidropotencijal Tehnicki hidro potencijal: Godisnja proizvodnja elektricne energije iz hidro-elektrana: 9, Hidropotencijal u svijetu Tehnicki Godisnja Postotak potencijal proizvodnja iskoristenja TWh/god TWh/god Azija % J. Amerika % Europa % Afrika ,2% S. Amerika % Oceanija % Svijet % 2

3 Proizvodnja hidro-elektricne energije u Svijetu Proizvodnja hidro-električne energije u Svijetu TWh/god Kanada 345 Brazil 288 USA 264 Kina 231 Rusija 167 Norveska 129 Japan 91 Indija 76 Svedska 74 Francuska 74 Venezuela 61 Italija 51 Austrija 42 Svicarska 40 Spanjolska 35 Hrvatska 6,2 Ostatak svijeta 620 Svijet ukupno 2593 Cetverogodisnji prosjek:

4 Potencijalna energija vode: Snaga vode: Snaga elektrane: M x g x H Q x ρ x g x H η x Q x ρ x g x H eff Primjer: planinski potok 600 litara u minuti (0,01 m 3 /s) efektivna visina 25 m snaga: 2 kw velika rijeka, protok 6000 m 3 /s; efektivna visina 100 m snaga: kw ili 5 GW Povijest iskoristavanja hidroenergije 4

5 Povijest iskoristavanja hidroenergije Povijest iskoristavanja hidroenergije 5

6 Tipovi vodenih kola Povijest iskorištavanja hidroenergije 6

7 Povijest iskorištavanja hidroenergije 7

8 Brana Hoover Visina 220 m Elektrana zavrsena 1936 Sada ima 17 turbogeneratora Ukupne snage 2,1 GW Itaipu (Brazil/Paragvaj) Protok 9000 m 3 /s (max m 3 /s) Visina: m Instalirana snaga: 14 GW 20 turbogeneratora snage 700 MW Proizvodnja: >100 miljardi kwh/god (100 TWh/god) Faktor iskoristenja kapaciteta: 85% 8

9 Tri kanjona (Three Gorges) na Yangce rijeci u Kini Kapacitet: 18.2 GW ( MW turbina) 9

10 Vrste/kategorizacija hidroelektrana Po visini Po kapacitetu/instaliranoj snazi (od par stotina Watta do desetak GW) Po vrsti turbine (Francis, Kaplan, Pelton, itd. Po lokacoji i vrsti brane, spremnika, itd. (akumulacijska-protocna) 10

11 Vrste hidroelektrana Vrste turbina 11

12 Francis turbina Francis turbina 12

13 Propelerna (Kaplan) turbina (za male visine) Pelton turbina (za velike visine >250 m) 13

14 Potencijalna energija: MgH Kinetička energija: Mv 2 /2 Mv 2 /2 = MgH v 2 = 2gH Brzina v = (2gH) 0,5 Protok: Q = Av = A (2gH) 0,5 Snaga P = ρqgh P = ρag(2h 3 ) 0,5 Turgo turbina 14

15 Područja primjene različitih turbina Reverzibilne hidroelektrane (spremanje energije) 15

16 Što se mora uzeti u obzir pri planiranju hidroelektrana Utjecaj na okoliš Utjecaj na floru i faunu Hidroloski efekti (protok vode, podzemne vode, navodnjavanje, prepreka protoku hranjivih tvari) Metan (?) Mogucnost kastastrofe Socijalni efekti Male hidroelektrane Prednosti MHE su ekološki vrlo prihvatljive, proizvodnjom električne energije nema emisije ugljičnog-dioksida u okoliš što je izrazito važno. Smanjuje se potrošnja fosilnih goriva. Pomažu u zaštiti od poplava, ne zahtjevaju korištenje velikih površina. Sigurnija i pouzdanija opskrba električnom energijom, stupanj djelovanja do 90%, mali pogonski troškovi. Pozitivan društveni utjecaj na regiju (zapošljavanje i sl.) Jedan GWh električne energije proizvedene u MHE znači: izbjegavanje emisije od 480 tona ugljičnog-dioksida (CO2), opskrbu električnom energijom kroz jednu godinu za 250 kućanstava u razvijenim zemljama, a za 450 kućanstava u zemljama u razvoju, uštedu 220 tona goriva ili uštedu 335 tona ugljena 16

17 Male hidroelektrane Procjena investicijskih troškova u Hrvatskoj 1. kategorija vodotokova (108 poteza, srednje vrijednosti H = 16,62 m, Q = 8,04 m3/s, P = 791,3 kw) : do 2500 /kw 2. kategorija vodotokova (244 poteza, srednje vrijednosti H = 5,33 m, Q = 9,81 m3/s, P = 247,35 kw) : /kw 3. kategorija vodotokova (231 potez, srednje vrijednosti H = 3,11 m, Q = 6,69 m3/s, P = 95,47 kw) : /kw 4. kategorija vodotokova (111 potez, srednje vrijednosti H = 0,99 m, Q = 13,08 m3/s, P = 73,53 kw) : preko 6000 /kw Procjena pogonskih troškova Za neke MHE u pogonu u Hrvatskoj troškovi pogona iznose od 1.3 do 2.5 /MWh. Tako su pogonski troškovi prema iskustvenim podatcima iz prakse za malu hidroelektranu Roški slap (1.4 MW) oko kn/mwh (oko 2.48 /MWh), a za malu hidroelektranu Varaždin (585 kw) oko 10 kn/mwh (oko 1.35 /MWh). Male hidroelektrane u Hrvatskoj U Hrvatskoj od 77 lokacija isključeno je 52: 33 (prostorno planska ograničenja), 18 (zaštita okoliša i kulturna baština), dvije lokacije su spojene u jednu novim rješenjem. Preostalo 25 lokacija (77 -> 32 MW; 25 -> 7,8 MW). 17