1
ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Ο κύκλος του νερού: Εξάτμιση-Μεταφορά-Υετός-Ποτάμι-Λίμνη-Υδροφόρος Ορίζοντας ΧΙΟΝΙ ΒΡΟΧΗ ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ ΕΞΑΤΜΙΣΟΔΙΑΠΝΟΗ ΕΞΑΤΜΙΣΗ ΕΞΑΤΜΙΣΗ ΥΔΡΟΦΟΡΟΣ ΟΡΙΖΟΝΤΑΣ 3
ΙΣΟΖΥΓΙΟ ΝΕΡΟΥ: εισροές-εκροές ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΒΡΟΧΗ ΕΙΣΡΟΕΣ ΕΙΣΡΟΕΣ ΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑΣ ΕΚΡΟΕΣ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 4
Μικρό υδροηλεκτρικό ΗΠΑ 5
ΥΔΡΟ-ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΡΑΓΜΑ 6
ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΡΑΓΜΑ-ΣΤΑΘΜΟΣ 7
Υδροηλεκτρικός σταθμός με αντλησιοταμιευτήρα Παραγωγή ηλεκτρισμού - υδροστρόβιλος Κατανάλωση ηλεκτρισμού αντλία/μοτέρ 8
Λειτουργία ημέρας - νύχτας 9
Υδροηλεκτρικός σταθμός με αντλησιοταμιευτήρα 10
Υδροηλεκτρικός σταθμός με αντλησιοταμιευτήρα 11
ΝΕΣΤΟΣ ΦΡΑΓΜΑ ΘΗΣΑΥΡΟΥ 12
ΝΕΣΤΟΣ ΦΡΑΓΜΑ ΘΗΣΑΥΡΟΥ 13
ΤΟ ΦΡΑΓΜΑ ΤΩΝ 3 ΦΑΡΑΓΓΙΩΝ ΚΑΝΑΛΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΔΙΕΛΕΥΣΗ ΤΩΝ ΠΛΟΙΩΝ 14
ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ: 1. FRANCIS 2. CAPLAN 3. PELTON
ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ 16
ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΙ ΔΡΑΣΕΩΣ/ΩΣΤΙΚΟΣ (IMPULSE) ΤΟ ΝΕΡΟ ΔΡΑ ΕΠΙ ΤΟΥ ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΥ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΑΛΛΕΤΑΙ Η ΠΙΕΣΗ ΤΟΥ ΚΑΘΩΣ ΑΠΟΔΙΔΕΙ ΤΗΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΣΤΟΝ ΑΞΟΝΑ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗΣ ΤΗΣ ΠΤΕΡΩΤΗΣ. ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΣ (REACTION) ΜΕΤΑΒΑΛΛΕΙ ΤΗΝ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΤΟΥ ΡΕΥΣΤΟΥ. Η ΠΙΕΣΗ ΠΑΡΑΜΕΝΕΙ ΣΤΑΘΕΡΗ ΚΑΙ ΟΛΟ ΤΟ ΠΑΡΑΓΟΜΕΝΟ ΕΡΓΟ ΟΦΕΙΛΕΤΑΙ ΣΤΗΝ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΤΗΣ ΚΙΝΗΤΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΤΟΥ ΡΕΥΣΤΟΥ. 17
ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ ΔΡΑΣΕΩΣ ή ΩΣΤΙΚΟΣ (IMPULSE) ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΣ (REACTION) PELTON ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΣ ΓΙΑ ΜΕΓΑΛΑ ΜΑΝΟΜΕΤΡΙΚΑ (300-1800 m ΣΥ) ΙΣΧΥΣ ΩΣ 400 MW ΕΛΕΥΘΕΡΟΣ ΠΙΔΑΚΑΣ ( JET ) ΠΡΟΣΠΙΠΤΕΙ ΕΠΑΝΩ ΣΤΟ ΠΕΡΙΣΤΡΕΦΟΜΕΝΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΤΗΣ ΠΤΕΡΩΤΗΣ, ΤΟ ΟΠΟΙΟ ΕΊΝΑΙ ΣΕ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΙΚΗ ΠΙΕΣΗ Σ.Υ. : ΣΤΗΛΗ ΥΔΑΤΟΣ 1 Atm ισούται με την πίεση 760 Χ 13,6 = 10333 mm = 1033,3 cm = 10,33 m Στήλης Υδατος. FRANCIS ΑΡΓΟΣΤΡΟΦΟΣ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΣ ΓΙΑ ΑΡΚΕΤΑ ΜΕΓΑΛΑ ΜΑΝΟΜΕΤΡΙΚΑ (150-750 m ΣΥ), ΙΣΧΥΣ ΩΣ 400 MW (καλή προσαρμογή για λειτουργία με μεταβλητή παροχή, μέτρια προσαρμογή για λειτουργία με μεταβαλλόμενο μανομετρικό) FRANCIS ΤΑΧΥΣΤΡΟΦΟΣ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΣ ΓΙΑ ΜΕΣΑ ΜΑΝΟΜΕΤΡΙΚΑ (150-200 m ΣΥ), ΙΣΧΥΣ ΩΣ 800 MW (μέτρια προσαρμογή για λειτουργία με μεταβαλλόμενο μανομετρικό) KAPLAN ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΣ ΓΙΑ ΜΙΚΡΑ ΜΑΝΟΜΕΤΡΙΚΑ (10-80 m ΣΥ, ΙΣΧΥΣ ΩΣ 200 MW (καλή προσαρμογή για λειτουργία με μεταβλητή παροχή και μεταβαλλόμενο μανομετρικό) 18
ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ FRANCIS Μεγάλη ροή Μεγάλο/μεσαίο ύψος 19
ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ CAPLAN Ρύθμιση πτερύγων ανάλογα με την ροή Μικρό ύψος 20
ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ PELTON με «κύπελλα» στην περιφέρεια του άξονα και αριθμό ακροφυσίων Μικρή ροή Μεγάλο ύψος 21
1. Υδροστρόβιλος Francis ισχύος 10 6 HP 22
Στρόβιλος Francis και γεννήτρια 23
Υδροστρόβιλος Francis Α. ΠΤΕΡΥΓΙΑ ΣΤΡΑΜΜΕΝΑ ΓΙΑ ΧΑΜΗΛΗ ΡΟΗ Β. ΠΤΕΡΥΓΙΑ ΣΤΡΑΜΜΕΝΑ ΓΙΑ ΥΨΗΛΗ ΡΟΗ Γιά υδραυλικό ύψος από 10 μέτρα μέχρι μερικές εκατοντάδες μέτρα Είναι Υδροστρόβιλοι Αντίδρασης, δηλ το νερό αλλάζει πίεση στο εσωτερικό του ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ στροβίλου και έτσι «δίνει» την ενέργεια του στον άξονα περιστροφής. 24
Στρόβιλος Francis 25
2. Στρόβιλος Kaplan γιά μικρά υδραυλικά ύψη Ο Kaplan είναι μιά εξέλιξη του Francis 26
Στρόβιλος Kaplan μετά από 61 χρόνια λειτουργίας 27
3. ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ PELTON ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΕΤΑΙ ΤΗΝ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΓΙΑ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΤΗΣ ΟΡΜΗΣ ΣΕ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΙΚΗ ΚΙΝΗΣΗ ΤΟΥ ΑΞΟΝΑ ΙΔΑΝΙΚΟΣ ΓΙΑ ΜΕΓΑΛΑ ΥΨΗ, ΜΙΚΡΗ ΠΑΡΟΧΗ, ΑΛΛΑ ΚΑΙ ΓΙΑ ΥΔΡΑΥΛΙΚΑ ΥΨΗ ΑΠΟ 15 m MΕΧΡΙ 1800 m. 28
ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ 29
ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣ - ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ 30
ΣΥΣΤΗΜΑ ΥΔΡΟΣΤΡΟΒΙΛΟΥ-ΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΓΙΑ ΜΙΚΡΟ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΣΤΑΘΜΟ (ΜΙΚΡΟ ΥΨΟΣ) 31
ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΣ ΣΤΑΘΜΟΣ 32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
Φράγμα με πλευρικά υποστηρίγματα Τα πλευρικά στοιχεία (από οπλισμένο σκυρόδεμα) αντισταθμίζουν την πίεση του νερού, ενώ το βάρος του φράγματος πιέζει προς τα κάτω 53
Φράγμα βαρύτητας Το βάρος του φράγματος συγκρατεί την πίεση του νερού. Υψηλό κόστος λόγω της κατασκευής από οπλισμένο σκυρόδεμα. 54
Φράγματα από χώμα και αδρανή υλικά. Διαθέτουν αδιάβροχο πυρήνα γιά να μην επιτρέπει την διείσδυση του νερού. Το βάρος του φράγματος το συγκρατεί στην θέση του. 55
Φράγμα σχήματος τόξου Κατάλληλα γιά στενά, βραχώδη περάσματα. Η καμπυλότητα του τόξου επιτρέπει ένα στενότερο σχήμα και απαιτούν λιγότερα υλικά από τους άλλους τύπους. Οι δυνάμεις που αναπτύσσονται φαίνονται στο σχήμα. Το βάρος του φράγματος πιέζει προς τα κάτω. 56
57
58
59
60
Η ΠΑΡΟΧΗ ΝΕΡΟΥ 61
ΥΔΡΟΓΡΑΦΗΜΑ ΠΟΤΑΜΟΥ 62
Καμπύλη διαρκείας γιά την ροή ΡΟΗ ΝΕΡΟΥ (m 3 /sec) ΠΟΣΟΣΤΙΑΙΑ ΧΡΟΝΙΚΗ ΥΠΕΡΒΑΣΗ ΡΟΗΣ ΝΕΡΟΥ (%) 63
(1) ΗΜΕΡΗΣΙΑ ΡΟΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ ΥΔΡΟΓΡΑΦΗΜΑ ΠΟΤΑΜΟΥ ΡΟΗ ΝΕΡΟΥ (m 3 /sec) (2) ΜΗΝΙΑΙΕΣ ΜΕΣΕΣ ΡΟΕΣ ΦΥΣΙΚΗ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΑ (3) ΠΛΗΡΩΣ ΡΥΘΜΙΣΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΟΣΟΣΤΙΑΙΑ ΧΡΟΝΙΚΗ ΥΠΕΡΒΑΣΗ ΡΟΗΣ ΝΕΡΟΥ (%) 64
Άσκηση Με βάση τον πίνακα που ακολουθεί να κατασκευαστεί: 1. Υδατογράφημα του ποταμού (χρονοσειρά). 2. Ραβδόγραμμα παροχής. 3. Πίνακας ποσόστωσης υπέρβασης παροχής. 4. Καμπύλη διάρκειας παροχής. 5. Καμπύλη διάρκειας μέσης ημερήσιας παροχής. 6. Να προσδιοριστούν οι ποσότητες Q 0, Q 1, Q 10, Q 30, Q 90, Q 95. 65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100