Εισαγωγή στην Ενεργειακή Τεχνολογία Υδροηλεκτρική ενέργεια Νίκος Μαµάσης και Ιωάννης Στεφανάκος Τοµέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Αθήνα 2013
ιάρθρωση παρουσίασης: Υδροηλεκτρική ενέργεια Εισαγωγή Χαρακτηριστικά υδροηλεκτρικών έργων Υδροστρόβιλοι Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Μικρά Υδροηλεκτρικά έργα Συστήµατα άντλησης-ταµίευσης Υβριδικά συστήµατα
Εισαγωγή Υδροηλεκτρική ενέργεια ονοµάζεται η ενέργεια του νερού το οποίο, µέσω υδατοπτώσεων κινεί υδροστροβίλους για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Η αξιοποίηση της υδραυλικής ενέργειας πραγµατοποιούταν από την αρχαιότητα µέσω των υδρόµυλων για το άλεσµα τωνδηµητριακών και την κοπή ξυλείας (υδροπρίονα)
Οριζόντιος Εισαγωγή Υδροτροχοί Κατακόρυφος
Στάθµη Χαρακτηριστικά υδροηλεκτρικών έργων Συνιστώσες υδροηλεκτρικού σταθµού (ΥΗΣ) Φράγµα ίκτυο υψηλής τάσης Υψοµετρική διαφορά ΥΗΣ Υδροληψία Γεννήτρια Μετασχηµατιστής Αγωγός πτώσης I = ρ * g * Q * H * n I: ισχύς (W) ρ: πυκνότητα νερού 1000 kg/m 3 g: επιτάχυνση βαρύτητας 9.81 m/s 2 Q: παροχή m 3 /s H: υψοµετρική διαφορά m n: συνολικός βαθµός απόδοσης 85 % Στρόβιλος Παροχή Αγωγός φυγής I (kw) = 9.81 * Q (m 3 /s) * H (m) * n
Χαρακτηριστικά υδροηλεκτρικών έργων Σχηµατική ιάταξη Συστήµατος Παραγωγής
Χαρακτηριστικά υδροηλεκτρικών έργων Γενική διάταξη µεγάλου υδροηλεκτρικού έργου (Κρεµαστά στον Αχελώο) Πηγή: ΕΗ Α.Ε., ΙΕΥΘΥΝΣΗ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΣΗΣ Υ ΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΣΤΑΘΜΩΝ
Χαρακτηριστικά υδροηλεκτρικών έργων Κυριότερα πλεονεκτήµατα των µεγάλων ΥΗΕ Γρήγορη παραλαβή και απόρριψη φορτίου, και κάλυψη των αιχµών της ζήτησης Μεγάλη διάρκεια ζωής εν υπάρχει υποβάθµιση του φυσικού πόρου Πολύ χαµηλό κόστος λειτουργίας και συντήρησης Βελτίωση του φυσικού περιβάλλοντος (δηµιουργία λίµνης και υδροβιότοπου) Μηδενικές εκποµπές ρύπων Χρήση του νερού και για άλλες ανάγκες (άρδευση, ύδρευση, περιβαλλοντική) Έργα υποδοµής που συµβάλλουν στην ανάπτυξη της περιοχής Παρουσιάζουν µεγάλο βαθµό ενεργειακής απόδοσης για ΑΠΕ Μεγάλη αξιοπιστία των υδροστροβίλων Παραγωγή ενέργειας χωρίς διακυµάνσεις Θέσεις εργασίας Χαµηλήέκθεσησεµεταβολές τιµών ενέργειας
Ταµιευτήρες πολλαπλού σκοπού µεγάλων ΥΗΕ Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, κάλυψη ενεργειακών αιχµών Αρδεύσεις καλλιεργειών (σήµερα διατίθεται το 35% του ωφέλιµου όγκου των υπαρχόντων ταµιευτήρων) Ύδρευση πόλεων Χαρακτηριστικά υδροηλεκτρικών έργων Αντιπληµµυρική προστασία Ψύξη µονάδων Θερµοηλεκτρικών Σταθµών Βιοµηχανικές χρήσεις ραστηριότητες στους ταµιευτήρες (αλιεία, αναψυχή, περιβαλλοντική εκπαίδευση, εναλλακτικός τουρισµός) Κατασκευή δρόµων και δηµιουργία υποδοµών Αναβάθµιση τοπίου, δηµιουργία υδροβιότοπου
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Επιπτώσεις µεγάλων ΥΗΕ στο περιβάλλον Οπτική όχληση: απόταέργαοδοποιίας, µεγάλα πρανή, κατολισθήσεις σε ασταθή εδάφη, αλόγιστη διάθεση των µπαζών σε κοντινά ρέµατα ή χαράδρες, αλλαγή της εµφάνισης κάποιου καταρράκτη στο εκτρεπόµενο τµήµα των νερών, επιπτώσεις από την κατάκλιση της γης, επίδραση στη γεωργία. Επιπτώσεις στη χλωρίδα πανίδα: ηπαροχήστηφυσικήκοίτητου ποταµού µπορεί να µηδενιστεί (επιβάλλεται η εξασφάλιση οικολογικής παροχής), αποψίλωση της βλάστησης κατά τη φάση της κατασκευής και από την κατάληψη του δηµιουργουµένου ταµιευτήρα, εµπόδια στην ελεύθερη κίνηση της ιχθυοπανίδας (ειδική τεχνική κατασκευή ιχθυοδρόµου, όµως µόνο για τα µικρού ύψους φράγµατα). Έδαφος, επιφανειακά και υπόγεια νερά: ηδιακοπήτηςροήςτωνφερτών από την υδροληψία-φράγµα δηµιουργεί µακροπρόθεσµα µεταβολή στην κοίτη και την εκβολή του ποταµού, ανύψωση του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα, αλλαγή στις χρήσεις του νερού κατάντη του έργου υδροληψίας.
Υδροστρόβιλοι Η κύρια συνιστώσα ενός υδροηλεκτρικού έργου είναι ο υδροστρόβιλος. Η επιλογή του γίνεται µε βάση το ύψος και την παροχή της υδατόπτωσης και τον υπολογιζόµενο αριθµό στροφών Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι υδροστροβίλων: ράσης. Το υδατόρευµα προσπίπτει µέσω ακροφυσίου µε µορφή τζετ στην εσωτερική στεφάνη. Επιλέγεται όταν υπάρχει µεγάλο ύψος υδατόπτωσης (Pelton) Ανάδρασης (Francis και Kaplan). Όλος ο δροµέας είναι βυθισµένος στο νερό και υπάρχει εισροή από όλη την περιφέρεια. Ο Francis χρησιµοποιείται για µεσαίες τιµές υδραυλικού φορτίου (10-150 m) και αποδίδει καλύτερα όταν η ταχύτητα του νερού είναι παραπλήσια µε αυτήντωνπτερυγίωντου. O Kaplan χρησιµοποιείται όταν το ύψος της υδατόπτωσης είναι χαµηλό αλλά η παροχή µεγάλη.
Τµήµα εισόδου: Αρχίζει από τη σφαιρική βάνα στο άκρο του αγωγού προσαγωγής και καταλήγει στο ή στα ακροφύσια τροφοδοσίας. Η ρύθµιση της παροχής επιτυγχάνεται µέσω βελόνης, η οποία µετακινείται κατά τον άξονα του ακροφυσίου µέσω υδραυλικού, συνήθως, συστήµατος. Πτερωτή: Φέρει κατά την περιφέρεια σκαφίδια (συνήθως µεταξύ 20 και 22), κατασκευάζεται από ανοξείδωτο χάλυβα και είτε ολόσωµη, είτε τα σκαφίδια είναι ανεξάρτητα και προσαρµόζονται στην πτερωτή µέσω κοχλίωσης και κωνικής ασφάλειας. Τµήµα εξόδου: Οδηγεί το νερό που πέφτει από την πτερωτή στη διώρυγα απαγωγής Υδροστρόβιλοι Pelton (για ύψη πτώσης > 150 m)
Υδροστρόβιλοι Pelton (για ύψη πτώσης > 150 m) Jostedal, Sogn og Fjordane (GE Hydro) *Q = 28,5 m 3 /s *H = 1130 m *P = 288 MW
Υδροστρόβιλοι Kaplan (για ύψη πτώσης < 15 m) Κατάλληλος στις περιπτώσεις χαµηλών πιεζοµετρικών φορτίων (περίπου 3 15 m) και υψηλών τιµών ροής του νερού. Είναι µία προπέλα, η οποία λειτουργεί όπως µία προπέλα πλοίου, αλλά συνήθως κατακόρυφα. Το νερό εισέρχεται πλευρικά στο στρόβιλο, ρέει διαµέσου τηςπροπέλαςκαι θέτει τον έλικα σε περιστροφή.
Είναι στρόβιλος µικτού τύπου ροής µε ακτινική εισαγωγή νερού και αξονική εκροή. Χρησιµοποιείται για πιεζοµετρικά φορτία µεταξύ 10 και 150 m. Το νερό εισέρχεται στη σπείρα, ρέει µεταξύ των σταθερών κατευθυντήριων βανών και στη συνέχεια εισέρχεται στον κινητήρα. Ο κινητήρας αποτελείται από καµπύλα πτερύγια, είναι εντελώς βυθισµένος στο νερό και τόσο η πίεση όσο και η ταχύτητα του νερού µειώνονται από την είσοδο στην έξοδο. Το νερό εκφορτίζεται διαµέσου µιαςεξόδουαπότοκέντροτου στροβίλου. Υδροστρόβιλοι Francis (για ύψη πτώσης < 150 m)
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Τα 4 µεγαλύτερα του κόσµου Όνοµα Χώρα Έτος κατασκευής Ισχύς (MW) Επιφάνεια ταµιευτήρα (km 2 ) Three Gorges Κίνα 2011 18.300-22.500 632 Itaipu Βραζιλία Παραγουάη 2003 14.000 1350 Guri (Simón Bolívar) Βενεζουέλα 1986 10.200 4250 Tucurui Βραζιλία 1984 8.370 3014
Tucurui dam Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Guri (Simón Bolívar) Itaipu Three Gorges
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Η υδροηλεκτρική ενέργεια στην Ελλάδα Συγκρότηµα Αράχθου (553,9 MW) Μεγάλα υδροηλεκτρικά έργα της ΕΗ Συγκρότηµα Αλιάκµονα (879,3 MW) ΥΗΣ Λάδωνα (70 MW) ΥΗΣ Πλαστήρα (129,9 MW) Συγκρότηµα Νέστου (500 MW) Συγκρότηµα Αχελώου (925,6 MW) Στη δυτική και βόρεια Ελλάδα υπάρχει ιδιαίτερα πλούσιο δυναµικό υδατοπτώσεων λόγω της διαµόρφωσης λεκανών απορροής και των σηµαντικών βροχοπτώσεων Η συνολική εγκατεστηµένη ισχύς είναι 3.060 MW Η Μέση Ετήσια Παραγωγή Ενέργειας είναι 4.000-5.000 GWh Η µέση συνεισφορά στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι 8-10% Η ενέργεια που προέρχεται από ΥΗΣ καλύπτει ηλεκτρικά φορτία αιχµής. Τα τρία µεγαλύτερα υδροηλεκτρικά έργα είναι στα Κρεµαστά (437 MW), στο Θησαυρό (384 MW) και στο Πολύφυτο (375 MW) Υπάρχει µεγάλη δυνατότητα περαιτέρω ανάπτυξης υδροηλεκτρικών σταθµών.
25 υδροηλεκτρικά έργα της ΕΗ σε λειτουργία 16 ΜΕΓΑΛΑ ΥΗ ΕΡΓΑ (έτος ένταξης-ωφέλιµος όγκος ταµιευτήρα hm 3 ) Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα 11 ΜΙΚΡΑ ΥΗ ΕΡΓΑ ΛΟΥΡΟΣ (1954-0,035) ΑΓΡΑΣ (1954-3,8) ΛΑ ΩΝΑΣ (1955-46,2) ΠΛΑΣΤΗΡΑΣ (1960-300) ΚΡΕΜΑΣΤΑ (1966-2805) ΚΑΣΤΡΑΚΙ (1969-53) Ε ΕΣΣΑΙΟΣ (1969-0,46) ΠΟΛΥΦΥΤΟ (1974-1020) ΠΟΥΡΝΑΡΙ (1981-303) ΑΣΩΜΑΤΑ (1985-10) ΣΦΗΚΙΑ (1985-16) ΣΤΡΑΤΟΣ (1989-11) ΠΗΓΕΣ ΑΩΟΥ (1990-145) ΘΗΣΑΥΡΟΣ (1997-570) ΠΟΥΡΝΑΡΙ ΙΙ (1999-3,6) ΠΛΑΤΑΝΟΒΡΥΣΗ (1999-12) ΓΛΑΥΚΟΣ (1927) ΒΕΡΜΙΟ (1929) ΑΓΙΑ ΚΡΗΤΗΣ (1929) ΑΛΜΥΡΟΣ ΚΡΗΤΗΣ (1931) ΑΓ. ΙΩΑΝΝΗΣ ΣΕΡΡΩΝ (1931) ΓΚΙΩΝΑ (1988) ΣΤΡΑΤΟΣ ΙΙ (1988) ΜΑΚΡΟΧΩΡΙ (1992) ΑΓ. ΒΑΡΒΑΡΑ ΑΛΙΑΚΜΟΝΑ (2008) ΣΜΟΚΟΒΟ (2008) ΠΑΠΑ ΙΑ (2010)
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Σηµερινή Πραγµατικότητα Λειτουργούν δεκαέξι (16) µεγάλα ΥΗΕ Εγκατεστηµένη ισχύς υδροηλεκτρικών, 3.060 ΜW (το 22% περίπου της συνολικής ισχύος του διασυνδεδεµένου συστήµατος) Η υδροηλεκτρική παραγωγή, όπως προβλεπόταν από τις µελέτες, έπρεπε να είναι 6.400 GWh το χρόνο Πραγµατική µέση παραγωγή όλων των υδροηλεκτρικών, 4.000 έως 5.000 GWh (το 10% περίπου της συνολικής ηλεκτρικής παραγωγής) ιαθέσιµος ωφέλιµος όγκος όλων των ταµιευτήρων των υδροηλεκτρικών, 5.300 εκατοµµύρια m3 Το 30% περίπου του ωφελίµου όγκου των ταµιευτήρων των υδροηλεκτρικών, διατίθεται κατά πρoτεραιότητα για άλλες, πέραν της ηλεκτροπαραγωγής, χρήσεις εν προγραµµατίζονται από τη ΕΗ νέα µεγάλα ΥΗΕ εν ενεργοποιήθηκαν ακόµη οι ιδιώτες επενδυτές
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Χαρακτηριστικά υδροηλεκτρικών έργων ΕΗ Στρόβιλοι Σταθµός Ενέργεια Συνεχής Ποταµός ΥΗΣ Αριθµός (MW) Ισχύς Iσχύς λειτουργία Τύπος (MW) (GWh) (%) Αχελώος Αχελώος Κρεµαστών Καστρακίου 4 4 109.3 80 Francis Francis 437.2 320 848 598 22 21 Αχελώος Στράτος Ι 2 75 Francis 150 237 17 Αχελώος Στράτος ΙΙ 1 6.2 Tube-S type 6.2 16 Αχελώος Πλαστήρα 3 43.3 Francis 129.9 198 17 Αλιάκµονας Πολυφύτου 3 125 Francis 375 420 13 Αλιάκµονας Σφηκιάς (αντλητικός) 3 105 Francis-pump 315 380 14 Αλιάκµονας Ασωµάτων 2 54 Francis 108 130 14 Αλιάκµονας Μακροχωρίου 3 3.6 Caplan 10.8 30 32 Αλιάκµονας Βερµίου 2 0.75 Francis 1.5 6 46 Αλιάκµονας Άγρα 2 25 Francis 50 35 8 Αλιάκµονας Εδεσσαίου 1 19 Francis 19 25 15
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Χαρακτηριστικά υδροηλεκτρικών έργων ΕΗ Αώος Άραχθος Άραχθος Λούρος Νέστος Νέστος Λάδωνας Υδραγωγείο Μόρνου Γλαύκος Πηγών Αώου Πουρναρίου Ι Πουρναρίου ΙΙ Λούρου Θησαυρού (αντλητικός) Πλατανόβρυσης Λάδωνας Γκιώνας Γλαύκου 2 3 2 1 2 1 3 2 2 1 1 1 Στρόβιλοι Ποταµός ΥΗΣ Αριθµός Ισχύς (MW) 105 100 16 1.6 2.5 5.3 128 58 35 8.5 1.3 2.4 Τύπος Pelton Francis bulb S units Francis Francis Francispump Francis Francis Francis Pelton Francis Σταθµός Ενέργεια Συνεχής Iσχύς (MW) (GWh) λειτουργία (%) 210 165 9 300 33.6 10.3 384 116 70 8.5 3.7 235 45 50 440 240 260 40 11.4 9 15 55 13 24 42 54 35
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα YHE Πηγών Αώου Λειτουργεί µε εκτροπή των νερών από τον ποταµό Αώο (ο οποίος εκβάλλει στην Αδριατική), στον Μετσοβίτικο (παραπόταµο του Αράχθου)
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα YHE Πηγών Αώου (µε εκτροπή των νερών από τον Αώο στον Άραχθο)
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Χρονική εξέλιξη εισροών, υδροηλεκτρικής παραγωγής και αποθεµάτων των µεγάλων υδροηλεκτρικών της Ελλάδας Εισροές (m cm ), Πα ρ α γω γή & Απ οθέµ ατα (G W h ) 11000 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 υνατότητα Παραγωγής µε σταθερά Αποθέµατα Αποθέµατα Παραγωγή από Εισροές Εισροές 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Έτος
35 30 25 20 15 10 5 0 Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Χρονική εξέλιξη ποσοστού της Υδροηλεκτρικής Παραγωγής στο ιασυνδεδεµένο Σύστηµα 1958 2004 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2006 2008 2010 ιασυνδεδεµένο Σύστηµα ` Έτος Ποσοστό Υδροηλεκτρικής Παραγωγής (% )
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα ιαχρονική µεταβολή της παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας (1958-2012) 60.000 ιασυνδεδεµένο Σύστηµα 55.000 50.000 45.000 40.000 35.000 ΑΠΕ πλην Μεγ. ΥΗΕ Φυσικό Αέριο Εισαγωγές-Εξαγωγές Μεγάλα ΥΗΕ 30.000 25.000 20.000 Πετρέλαιο Λιγνίτης 15.000 10.000 5.000 0 27 1958 1960 1962 1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 Έτος Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας (GWh)
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα ιαχρονική µεταβολή της παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας (1990-2012) Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας (GWh) 60.000 55.000 50.000 45.000 40.000 35.000 30.000 25.000 20.000 15.000 10.000 5.000 ΑΠΕ πλην Μεγ. ΥΗΕ Φυσικό Αέριο Εισαγωγές-Εξαγ ωγ ές Μεγάλα ΥΗΕ Πετρέλαιο Λιγνίτης ιασυνδεδεµένο Σύστηµα 0 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Έτος 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 28 2012
6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Παραγωγή από εισροές και ισχύς των ΥΗΕ 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 Παραγωγή Ισχύς Έτος Εγκατεστηµένη Ισχύς (MW), Παραγωγή από Εισροές (GWh)
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα ιασυνδεδεµένο Σύστηµα Ηµερήσια Παραγωγή (ανά ώρα) Φθινόπωρο: (Τρίτη 11/10/2011) 7.500 7.000 6.500 6.000 5.500 5.000 ΦΟΡΤΙA (ΜW) 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 ΑΥΤΟΠΑΡΑΓΩΓΟΙ Υ ΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΟΝΑ ΕΣ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΙΚΕΣ ΜΟΝΑ ΕΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΚΕΣ ΜΟΝΑ ΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΕΣ - ΕΞΑΓΩΓΕΣ ΑΠΕ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΙ ΑΥΤΟΠΑΡΑΓΩΓΟΙ ΑΝΤΛΗΣΗ ΛΙΓΝΙΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑ ΕΣ - ΑΝΤΛΗΣΗ 1.500 1.000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ΧΡΟΝΟΣ (ΩΡΕΣ)
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα ιασυνδεδεµένο Σύστηµα Ηµερήσια Παραγωγή (ανά ώρα) Καλοκαίρι: (Τρίτη 28/06/2011) 7.500 7.000 6.500 6.000 5.500 5.000 ΦΟΡΤΙA (ΜW) 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 ΑΥΤΟΠΑΡΑΓΩΓΟΙ Υ ΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΟΝΑ ΕΣ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΙΚΕΣ ΜΟΝΑ ΕΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΚΕΣ ΜΟΝΑ ΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΕΣ - ΕΞΑΓΩΓΕΣ ΑΠΕ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΙ ΑΥΤΟΠΑΡΑΓΩΓΟΙ ΑΝΤΛΗΣΗ ΛΙΓΝΙΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑ ΕΣ - ΑΝΤΛΗΣΗ 1.500 1.000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ΧΡΟΝΟΣ (ΩΡΕΣ)
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα ιασυνδεδεµένο Σύστηµα Ηµερήσια Παραγωγή (ανά ώρα) Μέγιστο Φορτίο Έτους (2010) ΦΟΡΤΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ (Μέγιστο έτους 2010, 15/07, 14:00) 10.000.000 9.000.000 8.000.000 7.000.000 ΦΟΡΤΙA (kw) 6.000.000 5.000.000 4.000.000 3.000.000 ΜΙΚΡΑ Υ ΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ( ΕΗ) Υ ΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΟΝΑ ΕΣ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΙΚΕΣ ΜΟΝΑ ΕΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΚΕΣ ΜΟΝΑ ΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΕΣ - ΕΞΑΓΩΓΕΣ ΛΟΙΠΑ ΑΠΕ & ΕΚΧΥΣΕΙΣ ΛΙΓΝΙΤΙΚΕΣ ΜΟΝΑ ΕΣ - ΑΝΤΛΗΣΗ 2.000.000 1.000.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ΧΡΟΝΟΣ (ΩΡΕΣ)
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Μεταβολή των ηµερήσιων ενεργειακών αποθεµάτων των Υδροηλεκτρικών (2003-2008) 3500 3000 Απόθεµα Ενέργειας (GWh) 2500 2000 1500 1000 500 0 Ιαν-03 Ιαν-04 εκ-04 εκ-05 εκ-06 εκ-07 εκ-08 Ηµεροµηνία
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Ησκοπιµότητα κατασκευής νέων ΥΗΕ Για να διπλασιάσουµε την παραγωγή ανανεώσιµης ενέργειας, έστω µέχρι το 2020, (Οδηγία 2001/77) Για να διπλασιάσουµε τις αποθήκες νερού Για την αντιπληµµυρική προστασία των κατάντη περιοχών στα περισσότερα ποτάµια Για την βελτίωση της ενεργειακή µας αυτονοµίας Γιαναδιευκολύνουµε την διείσδυση και των άλλων ΑΠΕ (αιολικά) Γιανααποφύγουµε κατάτοδυνατόνταπυρηνικά
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Χρειαζόµαστε πράγµατι νέους µεγάλους Ταµιευτήρες; Όγκος βροχής 116.000 hm 3 Εξάτµιση 59.000 hm 3 Υπόγεια & επιφανειακά 57.000 hm 3 Εισροή από άλλες χώρες 13.000 hm 3 Απορροή µεγάλων ποταµών 47.000 hm 3 Σηµερινή ζήτηση 8.200 hm 3 Ταµιευτήρες Υδροηλεκτρικών 5.300 hm 3 Ταµιευτήρες Άρδευτικών 450 hm 3 Ταµιευτήρες Ύδρευσης ~900 hm 3 Σύνολο ταµιευτήρων ~ 6.700 hm 3 Ταµιευτήρες σε κατασκευή 1.318 hm 3 (από τα οποία 1.080 hm3 οι ταµιευτήρες των ΥΗΕ Ιλαρίωνα, Μεσοχώρας, Συκιάς) 35
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Αυλάκι Πιστιανά Βωβούσα Ελεύθερο Γλύζιανη Έργο Βίνιανη - Μαρκόπουλο Αγραφιώτης Τρικεριώτης Στενό - Καλλαρίτικο Άγιος Νικόλαος Αγία Βαρβάρα Σουλόπουλος Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Υπάρχουν θέσεις για νέα ΥΗ; ΥΗΕ (σε διάφορα στάδια µελέτης) Ποταµός Αχελώος Ανατ. Αχελώος Ανατ. Αχελώος Ανατ. Αχελώος Άραχθος Άραχθος Άραχθος Αώος Αώος Σαραντάπορος Καλαµάς Καλαµάς Ισχύς (MW) 100 324 40 40 390 140 60 135 80 35 86 25 Παραγόµενη Ενέργεια (GWh/έτος) Πρ. ευ. Συν 150 195 143 99 624 170 153 364 205 93 225 61 99 20 24 220 78 220 51 0 80 59 131 36 ιάρκεια κατασκευής (έτη) 249 215 167 319 702 390 204 364 285 152 356 97 6 6 6 6 8 7 6 5 6 5 5 5 60.8 51.6 32.1 33.9 189.1 63.8 45.2 38.8 55.7 26.4 43.7 21.1 Προϋπολογισµός 10 9 δραχµές Επιτόκιο 6% 8% 4% 63.7 54 33.6 35.5 201.7 66.9 47.4 40.6 58.3 27.6 45.9 22.2 58 49.2 30.6 32.3 177.4 60.9 43.1 37 53.1 25.2 41.7 20.2
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Έργο Βροσίνα Μινίνα Γίτανη Κοροµηλιά-Καστοριά Μετόχι - Σπήλαιο Τρίκωµο Ελάφι Ιλαρίωνας Πύλη-Μουζάκι Μαυροµάτι Ελεούσα ΣΥΝΟΛΟ Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Υπάρχουν θέσεις για νέα ΥΗΕ; ΥΗΕ (σε διάφορα στάδια µελέτης) Ποταµός Καλαµάς Καλαµάς Καλαµάς Αλιάκµων Αλιάκµων Αλιάκµων Αλιάκµων Αλιάκµων Πηνειός Πηνειός Αξιός Ισχύς (MW) 70 50 2.4 6.2 25 10 75 160 130 30 4.7 2018 ιάρκεια κατασκευής Παραγόµενη (έτη) Ενέργεια (GWh/έτος) Πρ. ευ. Συν 193 145 6 60 22 206 214 200 48 3576 66 66 11 34 13 129 199 52 8 1596 259 211 15 17 94 35 335 413 252 56 27 5214 5 5 5 5 5 6 6 5 4 42.7 43.3 12.5 51.8 61 76 14.5 Προϋπολογισµός 10 9 δραχµές Επιτόκιο 6% 8% 4% 44.7 45.3 13.1 54.3 64 79.7 15.2 40.7 41.3 11.9 49.5 58.2 72.5 13.8
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Σύνοψη Η ΕΗ έχει αξιοποιήσει το ένα τρίτο περίπου του Υδροδυναµικού της χώρας Οι ΥΗΣ παράγουν ενέργεια από ανανεώσιµη πηγή (νερό) Οι ΥΗΣ ρυθµίζουν το ηλεκτρικό σύστηµα (αιχµή, τάση, συχνότητα, αξιοπιστία) Η ΕΗµετουςταµιευτήρες των ΥΗΕ εξυπηρετεί και πολλές άλλες χρήσεις όπως: ύδρευση, άρδευση, ψυχαγωγία, αντιπληµµυρική προστασία κτλ, αναλαµβάνοντας παράλληλα και το αντίστοιχο κόστος Τα µεγάλα ΥΗΕ επηρεάζουν σηµαντικά το περιβάλλον (θετικά και αρνητικά) Τα ΥΗΕ είναι πολλαπλού σκοπού και απόλυτα αναγκαία για τις µεσογειακές χώρες όπως η Ελλάδα για να είναι δυνατή η ορθολογική διαχείριση των υδατικών πόρων χωρίς ταµιευτήρες και φράγµατα Οι ταµιευτήρες είναι συνήθως πλούσιοι σε χλωρίδα και πανίδα και εξελίσσονται σε σηµαντικούς υγροβιότοπους Τα ΥΗΕ συµβάλλουν στην ήπια ανάπτυξη Με την υπερετήσια εκµετάλλευση των µεγάλων ταµιευτήρων, εξασφαλίζονται τα απαραίτητα αποθέµατα για την αντιµετώπιση περιόδων ξηρασίας
Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα Εκτίµηση βασικών µεγεθών Σε θέση ποταµού µε µέση ετήσια εισροή Q= 50 m3/s, προγραµµατίζεται η κατασκευή φράγµατος για την δηµιουργία ταµιευτήρα. Το µέσο καθαρό ύψος πτώσης για την παραγωγή ενέργειας είναι 100 m και η µέση ετήσια λειτουργία ΥΗΣ είναι 3000 hr I = ρ * g * Q * H * n I: ισχύς (W) ρ: πυκνότητα νερού 1000 kg/m 3 g: επιτάχυνση βαρύτητας 9.81 m/s 2 Q: παροχή m 3 /s H: υψοµετρική διαφορά m, n: συνολικός βαθµός απόδοσης 90 % I = 1000 * 9.81 * 50 * 100 * 0.9= 44.145.000 W = 44.1 MW E= 44.145.000 W * 3.000 hr = 132.4 GWh
Μεγάλα και Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Εκτίµηση βασικών µεγεθών Θεωρητική ισχύς (kw) 10 Θεωρητική ισχύς (ΜW) 100 9 8 800-900 90 80 80-90 70-80 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7 6 5 4 3 2 700-800 600-700 500-600 400-500 300-400 200-300 100-200 0-100 10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 70 60 50 40 30 20 60-70 50-60 40-50 30-40 20-30 10-20 0-10 Παροχή (m 3 /s) Παροχή (m 3 /s) ρ=1000 kg/m 3 g=9.81 m/s 2 n=0.9 I (kw) = 9.81 * Q (m 3 /s) * H (m) * n
1000 500 200 100 50 Μεγάλα και Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Θεωρητική ισχύς (kw)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! I (kw) = 9.81 * Q (m 3 /s) * H (m) * n ρ=1000 kg/m 3 g=9.81 m/s 2 n=0.9 0-10 kw 10-100 kw 100-500 kw 500 kw - 1 MW 20 10!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 1-5 MW 5-10 MW 10-20 MW 20-50 MW 5 2 1!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 Παροχή (m 3 /s) 50-100 MW 100-200 MW 200-500 MW 500 MW - 1 GW 1-10 GW
1000 500 200 100 50 20 10 5 2 1 Μεγάλα και Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Θεωρητική ισχύς (kw)!!!!!!!!!! Αώος Q= 44.5 m 3 /s H= 685 m I = 210 MW!!!!!!!!!! Θερµόρεµα Q= 1 m 3 /s H= 260 m I = 1.95 MW Πλαστήρας Q= 29 m 3 /s H=577 m I = 130 MW!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Πουρνάρι ΙΙΙ Q= 12 m 3 /s H=6.5 m I = 660 kw!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 Παροχή (m 3 /s) Καστράκι Q= 480 m 3 /s H=75 m I = 320 MW Πουρνάρι Ι Q= 500 m 3 /s H=72 m I = 300 MW Πουρνάρι ΙΙ Q= 300 m 3 /s H=15 m I = 30 MW 0-10 kw 10-100 kw 100-500 kw 500 kw - 1 MW 1-5 MW 5-10 MW 10-20 MW 20-50 MW 50-100 MW 100-200 MW 200-500 MW 500 MW - 1 GW 1-10 GW
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Κατηγορίες ΜΥΗΕ Τρειςκατηγορίεςωςπροςτούψοςπτώσης µικρού ύψους (< 20 m) µέσου ύψους (20-150 m) µεγάλου ύψους (> 150 m) Τρειςκατηγορίεςωςπροςτηνονοµαστική ισχύ micro (< 0.1 ΜW) mini (0.1-1 ΜW) µικρό (1-10 ΜW)
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Συνιστώσες ενός τυπικού ΜΥΗΕ Πηγή ύδατος (ποτάµι ήφράγµα)-υδροληψία (intake) εξαµενή καθίζησης ή εξαµµωτής (desilter) και δεξαµενή φόρτισης (forebay) Σύστηµα προσαγωγής (penstock). Αγωγός πτώσης που µεταφέρει νερό στο σταθµό (αγωγός, εξαεριστικές βαλβίδες, βαλβίδες εκκένωσης φερτών, βαλβίδες ανακούφισης, δεξαµενές, πύργοι ανάπλασης) Σταθµός παραγωγής (power house). Ο χώρος όπου καταλήγει το σύστηµα προσαγωγής και εγκαθίσταται ο ηλεκτροµηχανολογικός (Η/Μ) εξοπλισµός (υδροστρόβιλοι, γεννήτριες, µετασχηµατιστές και εξοπλισµός παρακολούθησης του έργου)
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Υδροληψία-Υπερχείλιση ΜΥΗΣ Θερµόρεµα, Σπερχειάδα Φθιώτιδας, Ισχύς 1.95 MW, 2003 Φωτογραφία: ΕΛΤΑ Project
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Υδροληψία Εσχάρα υδροληψίας ορεινού τύπου ΜΥΗΣ Θερµόρεµα Φωτογραφία: ΕΛΤΑ Project
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα ιώρυγα προσαγωγής παγίδες φερτών ΜΥΗΣ Θερµόρεµα Φωτογραφία: ΕΛΤΑ Project
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα εξαµενές εξάµµωσης ΜΥΗΣ Θερµόρεµα Φωτογραφία: ΕΛΤΑ Project
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Αγωγός προσαγωγής ΜΥΗΣ Θερµόρεµα Φωτογραφία: ΕΛΤΑ Project
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Αγωγός Προσαγωγής (ΜΥΗΣ Κρύας Βρύσης)
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα εξαµενής φόρτισης (ΜΥΗΣ Κρύας Βρύσης)
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Στάδια κατασκευής ΜΥΗΕ Επιλογή θέσης εγκατάστασης Εκτίµηση υδροδυναµικού περιοχής Μελέτη Σκοπιµότητας Προµελέτη Εγκατάστασης Μελέτη-κατασκευή υδροστροβίλων Μελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (ΜΠΕ) Μετρήσεις λειτουργίας και βαθµού απόδοσης
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Υδατικό δυναµικό θέσης 14 12 Υδρογράφηµα Παροχή (m3/s) 10 8 6 4 2 0 14 12 0 365 730 1095 1460 1825 2190 2555 2920 3285 3650 Ηµέρα (1/10/1971-30/9/1981) Καµπύλη διάρκειας 10 Παροχή (m 3 /s) 8 6 4 2 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Συχνότητα υπέρβασης (%)
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Οικολογική παροχή Οι βασικές µεθοδολογίες εκτίµησης της Οικολογικής Παροχής λαµβάνουν υπόψη: τις ιστορικές παροχές του ποταµού τα γεωµετρικά χαρακτηριστικά των διατοµών την διατήρηση του ποταµού ως ενδιαίτηµα για συγκεκριµένα είδη, υγροβιότοπο και φυσικό τοπίο Έτσι η οικολογική παροχή µπορεί να εκτιµηθεί µε βάση τα στατιστικά χαρακτηριστικά της χρονοσειράς παροχών (ως ποσοστό της ετήσιας ή θερινής απορροής ή µε βάση την καµπύλη διάρκειας) την υγρή περίµετρο σε συγκεκριµένες διατοµές τους όγκους νερού που απαιτούνται για τη διατήρηση συγκεκριµένων ειδών και υγροβιοτόπων.ως ελάχιστη απαιτούµενη οικολογική παροχή νερού που παραµένει στη φυσική κοίτη υδατορεύµατος, αµέσως κατάντη του έργου υδροληψίας του υπό χωροθέτηση Μ.ΥΗ.Ε., πρέπει να εκλαµβάνεται το µεγαλύτερο από τα πιο κάτω µεγέθη, εκτός αν απαιτείται τεκµηριωµένα η αύξησή της, λόγω των απαιτήσεων του κατάντη οικοσυστήµατος (ύπαρξη σηµαντικού οικοσυστήµατος): 30% της µέσης παροχής των θερινών µηνών Ιουνίου - Ιουλίου Αυγούστου ή 50% της µέσης παροχής του µηνός Σεπτεµβρίου ή 30 lt/sec σε κάθε περίπτωση. Ειδικό πλαίσιο χωροταξικού σχεδιασµού και αειφόρου ανάπτυξης για τις ανανεώσιµες πηγές ενέργειας και της στρατηγικής µελέτης περιβαλλοντικών επιπτώσεων αυτού, ΥΠΕΧΩ Ε 2008
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Αναρρυθµιστικός ταµιευτήρας και ΜΥΗΕ Αγ. Βαρβάρας (900 kw) για την οικολογική παροχή στον ποταµό Αλιάκµονα
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Κανόνες Συνήθως οι στρόβιλοι εκµεταλλεύονται παροχές κατ ελάχιστο µέχρι 10% έως 40% της παροχής που αντιστοιχεί στην ονοµαστική παροχή σχεδιασµού τους, ανάλογα µετοντύποτους(pelton - Francis αντίστοιχα) Οι όγκοι V και V (βλέπε το επόµενο διάγραµµα) δεν αξιοποιούνται ενεργειακά. Ο όγκοςv εξαρτάται από το ελάχιστο της λειτουργίας του µικρότερου στροβίλου Επιδιώκεται λοιπόν ελαχιστοποίηση του όγκου V επιλέγοντας στροβίλους διαφορετικού µεγέθους Απαιτείται η εκµετάλλευση, για την παραγωγή ενέργειας, τουλάχιστον του 75% του καθαρού διαθέσιµου υδάτινου δυναµικού της θέσης Οσταθµός παραγωγής απαιτείται να έχει συντελεστή φορτίου (load factor) όχι µικρότερο του 30%, δηλαδή να λειτουργεί τουλάχιστον περί τις 2600 ώρες το χρόνο Το κόστος κατασκευής ενός ΜΥΗΕ εκτιµάται, για την επιδότησή του, περί τα 1.500 /kw. Επιδοτείται το 40-50%
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Σχεδιασµός 6,0 Καµπύλη ιαρκείας Ηµερησίων Παροχών 5,5 5,0 Qσυνολ. Qσυνολ.-Qοικολ. Μέση Ηµερήσια Παροχή (m 3 /sec) 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 V'' (Vσ-V''-V')/Vσ (%) 1,0 0,5 0,0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Χρόνος, Όγκος (%) V'
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Επιλογή στροβίλων 10 1 στρόβιλος 15.7 ΜW Qmin-Qmax:2-10 m 3 /s Ιmax= 15.7 MW PT= 15 % PV= 49 % Ε= 6.1 GWh 1 1 στρόβιλος 1.6 ΜW Qmin-Qmax: 0.2-1 m 3 /s Ιmax= 1.6 MW PT= 70 % PV= 56 % Ε= 7.0 GWh 0.1 Ε ΟΜΕΝΑ Θεωρητική ισχύς για διάφορες παροχές Q (m 3 /s) I (MW) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4 5 10 0.8 1.6 2.4 3.1 3.9 4.7 6.3 7.8 15.7 Η=200 m ρ=1000 kg/m 3 g=9.81 m/s 2 n=0.8 Παροχή (m 3 /s) 0.01 0.001 0 20 40 60 80 100 Συχνότητα υπέρβασης (%) ΥΠΟΜΝΗΜΑ Qmin, Qmax: Ελάχιστη, µέγιστη παροχή εκµετάλλευσης (m 3 /s) Ιmax: Ισχύς στη µέγιστη παροχή εκµετάλλευσης (MW) PT : Ποσοστό χρόνου λειτουργίας στο έτος (%) PV: Ποσοστό όγκου νερού που χρησιµοποιείται (%) Ε: Συνολική ενέργεια (GWh)
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Επιλογή στροβίλων 10 2 στρόβιλοι 3.9 και 0.8 ΜW Qmin-Qmax: 0.5-2.5 m 3 /s Ιmax= 3.9 MW 1 Qmin-Qmax=0.1-0.5 m 3 /s Ιmax= 0.8 MW Qmin-Qmax: 0.1-2.5 m3/s Ιmax= 4.7 MW PT= 90 % PV= 92 % Ε= 11.5 GWh Ε ΟΜΕΝΑ Θεωρητική ισχύς για διάφορες παροχές Q (m 3 /s) I (MW) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4 5 10 0.8 1.6 2.4 3.1 3.9 4.7 6.3 7.8 15.7 Η=200 m ρ=1000 kg/m 3 g=9.81 m/s 2 n=0.8 Παροχή (m 3 /s) 0.1 0.01 0.001 0 20 40 60 80 100 Συχνότητα υπέρβασης (%) ΥΠΟΜΝΗΜΑ Qmin, Qmax: Ελάχιστη, µέγιστη παροχή εκµετάλλευσης (m 3 /s) Ιmax: Ισχύς στη µέγιστη παροχή εκµετάλλευσης (MW) PT : Ποσοστό χρόνου λειτουργίας στο έτος (%) PV: Ποσοστό όγκου νερού που χρησιµοποιείται (%) Ε: Συνολική ενέργεια (GWh)
2 στρόβιλοι 3.9 και 0.8 ΜW Qmin-Qmax: 0.4-2 m 3 /s Ιmax= 3.1 MW Qmin-Qmax: 0.2-1 m 3 /s Ιmax= 1.6 MW 2 στρόβιλοι 4.7 και 1.6 ΜW Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Επιλογή στροβίλων 10 1 Qmin-Qmax: 0.6-3 m 3 /s Ιmax= 4.7 MW Qmin-Qmax: 0.2-1 m 3 /s Ιmax= 1.6 MW Qmin-Qmax: 0.2-2 m3/s Ιmax= 4.7 MW PT= 0.70 % PV= 0.89 % Ε= 11.1 GWh 0.1 Qmin-Qmax: 0.2-3 m 3 /s Ιmax= 6.3 MW PT= 0.70 % PV= 0.95 % Ε= 11.8 GWh Ε ΟΜΕΝΑ Θεωρητική ισχύς για διάφορες παροχές Q (m 3 /s) I (MW) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 4 5 10 0.8 1.6 2.4 3.1 3.9 4.7 6.3 7.8 15.7 Η=200 m ρ=1000 kg/m 3 g=9.81 m/s 2 n=0.8 Παροχή (m 3 /s) 0.01 0.001 0 20 40 60 80 100 Συχνότητα υπέρβασης (%) ΥΠΟΜΝΗΜΑ Qmin, Qmax: Ελάχιστη, µέγιστη παροχή εκµετάλλευσης (m 3 /s) Ιmax: Ισχύς στη µέγιστη παροχή εκµετάλλευσης (MW) PT : Ποσοστό χρόνου λειτουργίας στο έτος (%) PV: Ποσοστό όγκου νερού που χρησιµοποιείται (%) Ε: Συνολική ενέργεια (GWh)
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα ΜΥΗΕ σε λειτουργία ( ΕΣΜΗΕ, Ιανουάριος 2009) Πλήθος Έργων (%) 42 (53) 15 (19) 15 (19) 5 (6) 3 (4) 80 (100) Πλήθος Έργων (%) 61 (76) 7 (9) 3 (4) 9 (11) Μέγεθος 0 < Ισχύς <= 1 1 < Ισχύς <= 2 2 < Ισχύς <= 5 5 < Ισχύς <= 10 10 < Ισχύς <= 11 Σύνολο Ιδιοκτησία Ιδιώτες ΕΥ ΑΠ ή ήµοι ΕΗ Αν.+Ιδιώτες ΕΗ MW (%) 28,7 (17) 23,2 (14) 50,6 (30) 36,1 (21) 31,5 (19) 170,1 (100) MW (%) 96,9 (57) 5,0 (3) 14,9 (9) 53,2 (31)
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα ΜΥΗΕ µε άδεια Εγκατάστασης (ΥΠΑΝ, Μάρτιος 2009) Πλήθος Έργων (%) 64 (58) 28 (25) 15 (14) 3 (3) 0 (0) 110 (100) Μέγεθος 0 < Ισχύς <= 1 1 < Ισχύς <= 2 2 < Ισχύς <= 5 5 < Ισχύς <= 10 10 < Ισχύς <= 15 MW (%) 40,3 (26) 43,3 (27) 52,6 (33) 21,5 (14) 0 (0) 157,7 (100)
Παραγωγή του συνόλου των Μικρών Υδροηλεκτρικών Έργων το ξηρό 2008 Μήνας Ιανουάριος Φεβρουάριος Μάρτιος Απρίλιος Μάιος Ιούνιος Ιούλιος Αύγουστος Σεπτέµβριος Οκτώβριος Νοέµβριος εκέµβριος Σύνολα Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Παραγωγή (MWh) 28.780 26.259 35.680 45.273 37.124 26.419 21.101 17.136 13.496 17.131 17.710 38.821 324.930 Ισχύς (MW) 96,85 116,15 130,99 141,89 141,89 144,47 148,27 148,70 148,70 150,25 150,88 158,42 Ώρες λειτουργίας 297,2 226,1 272,4 319,1 261,6 182,9 142,3 115,2 90,8 114,0 117,4 245,1 2384,0 Ώρες /ηµέρα 9,6 8,1 8,8 10,6 8,4 6,1 4,6 3,7 3,0 3,7 3,9 7,9 6,5
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Τυπική πορεία αδειοδότησης ενός ΜΥΗΕ
Τυπική πορεία αδειοδότησης ενός ΜΥΗΕ Έκδοση Άδειας Παραγωγής Υποβολή αίτησης στη ΡΑΕ. Οφάκελος. πρέπει να περιλαµβάνει: Νοµική υπόσταση, διοικητική και οργανωτική δοµή του αιτούντος, καθώς και οικονοµικά στοιχεία των τελευταίων 3 ετών Συνοπτική παρουσίαση του Επιχειρηµατικού Σχεδίου για τα επόµενα 5 έτη Μελέτη σκοπιµότητας Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Συνοπτικό χρηµατοοικονοµικό προγραµµατισµό για το έργο που θα παρέχει την προβλεπόµενη ταµειακή ροή Έκδοση Άδειας Εγκατάστασης Αρµόδιος για έκδοση άδειας εγκατάστασης είναι ο Γενικός Γραµµατέας της οικείας περιφέρειας Σε περίπτωση σύνδεσης σταθµού στο Σύστηµα ή σε ίκτυο τα αναγκαία στοιχεία για τη διατύπωση προσφοράς σύνδεσης του σταθµού (Τοπογραφικό διάγραµµα 1:50.000, περιγραφή Η/Μ εγκαταστάσεων ) Φάκελος µελέτης προέγκρισης χωροθέτησης Φάκελος µελέτης περιβαλλοντικών επιπτώσεων Άδεια χρήσης νερού και, εφόσον ο αιτών είναι νοµικό πρόσωπο που δεν υπάγεται στον ευρύτερο δηµόσιο τοµέα, άδεια εκτέλεσης έργου αξιοποίησης υδατικών πόρων, σύµφωνα µε τις διατάξεις του Ν. 1739/1987
Τυπική πορεία αδειοδότησης ενός ΜΥΗΕ Προκαταρκτική Περιβαλλοντική Εκτίµηση και Αξιολόγηση (ΠΠΕΑ) Τεχνική Περιγραφή Έργου Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Προµελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (ΠΠΕ) Χάρτες και Φωτογραφικό Υλικό Τοπογραφικοί χάρτες Θετικές γνωµοδοτήσεις ασαρχείου, Πολεοδοµικής Υπηρεσίας, ΟΤΕ, Εφορειών Προϊστορικών και Κλασικών Αρχαιοτήτων, Βυζαντινών Αρχαιοτήτων και Νεοτέρων Μνηµείων, ΥΠΑ, ΓΕΕΘΑ., ΕΟΤ και των Οργανισµών Ρυθµιστικού Σχεδίου και Προστασίας Περιβάλλοντος, εφόσον το έργο πρόκειται να εγκατασταθεί σε περιοχή δικαιοδοσίας των εν λόγω οργανισµών Έγκριση Περιβαλλοντικών Όρων (ΕΠΟ) Ο συνοδευτικός της αίτησης φάκελος περιλαµβάνει την πλήρη Μελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (ΜΠΕ) του έργου, στην οποία αναλύονται εκτενέστερα το σύνολο των στοιχείων που αναφέρονται στην ΠΠΕΑ Απαραίτητη η θετική γνωµοδότηση του Νοµαρχιακού Συµβουλίου της οικείας Νοµαρχιακής Αυτοδιοίκησης και των Οργανισµών Ρυθµιστικού Σχεδίου και Προστασίας Περιβάλλοντος, εφόσον το έργο πρόκειται να εγκατασταθεί σε περιοχή δικαιοδοσίας των εν λόγω οργανισµών
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Τυπική πορεία αδειοδότησης ενός ΜΥΗΕ Έγκριση Επέµβασης (ΕΕπ) σε δάσος ή δασική έκταση Αρµόδιος για έκδοση της είναι ο Γενικός Γραµµατέας της οικείας Περιφέρειας Προϋπόθεση για τη χορήγηση ΕΕπ είναι η ΕΠΟ του συγκεκριµένου έργου Τα περιεχόµενα του φακέλου για την ΕΕπ είναι η Τεχνική Περιγραφή Έργου, οι χάρτες και φωτογραφικό υλικό, όπως αυτά ορίζονται για το φάκελο της ΠΠΕΑ Άδεια Χρήσης Νερού Εκτέλεσης Έργου Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων Αρµόδια αρχή για την έκδοση της άδειας είναι το ΥΠΑΝ Τοπογραφικό διάγραµµα, κατάλληλης κλίµακας Αντίγραφο ιδιωτικού συµφωνητικού σε περίπτωση. χρήσης νερού από χώρο ξένης ιδιοκτησίας Νόµιµη εξουσιοδότηση εκπροσώπησης Γενική περιγραφή του έργου. Επαρκή στοιχεία µελέτης στα οποία αναλύεται η ποιοτική και ποσοτική κατάσταση των υδατικών πόρων, πριν και µετά την εκτέλεση του έργου
Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα Τυπική πορεία αδειοδότησης ενός ΜΥΗΕ Έκδοση Άδειας Λειτουργίας Επικυρωµένο αντίγραφο σύµβασης σύνδεσης στο Σύστηµαήστο ίκτυο, µεταξύ Παραγωγού και ΕΣΜΗΕ ή ΕΗ ΑΕ αντίστοιχα. Επικυρωµένο αντίγραφο σύµβασης αγοραπωλησίας Η/Ε µεταξύ Παραγωγού και ΕΣΜΗΕ ή ΕΗ ΑΕ, ανάλογα µετοανηπαραγόµενη ενέργεια διοχετεύεται στο Σύστηµα ή στο ίκτυο αντίστοιχα. Βεβαίωση του ΕΣΜΗΕ ή της ΕΗ ΑΕ περί ολοκλήρωσης των κατασκευών του δικτύου σύνδεσης και των λοιπών αναγκαίων εγκαταστάσεων, σύµφωνα µε τις ελάχιστες προδιαγραφές που ορίζονται στη σύµβαση σύνδεσης. Νόµιµαθεωρηµένο αντίγραφο της οικοδοµικής άδειας του σταθµού παραγωγής. Πιστοποιητικό της αρµόδιας Υπηρεσίας του Πυροσβεστικού Σώµατος, ότι έχουν ληφθεί όλα τα απαραίτητα µέτρα πυρασφάλειας Έκθεση αυτοψίας της Αδειοδοτούσας Αρχής, µε την οποία βεβαιώνεται η τήρηση των όρων και περιορισµών της άδειας εγκατάστασης. Υπεύθυνη δήλωση του φορέα του έργου ότι έχουν τηρηθεί οι όροι της απόφασης ΕΠΟ και ότι θα τηρούνται και κατά τη διάρκεια λειτουργίας. Λοιπές υπεύθυνες δηλώσεις του ιδιοκτήτη, του επιβλέποντος την κατασκευή µηχανικού και του µηχανικού επίβλεψης της λειτουργίας του έργου.
Συστήµατα άντλησης ταµίευσης Εισαγωγή Τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας µεγάλης κλίµακας Περιορισµός χρονικής αναντιστοιχίας της παραγωγής µετηζήτηση Οι µονάδες µετατροπής ενέργειας είναι αντιστρεπτές Κίνηση του νερού εντός ενός συστήµατος ταµιευτήρων. Συνήθης ζήτηση Ηαποθήκευσηνερού δεν µεταβάλλεται στον πάνω ταµιευτήρα Μικρή ζήτηση Η επιπλέον ενέργεια χρησιµοποιείται για την άντληση νερού στον πάνω ταµιευτήρα Μεγάλη ζήτηση Το νερό στον πάνω ταµιευτήρα χρησιµοποιείται για την παραγωγή πρόσθετης ενέργειας
Συστήµατα άντλησης ταµίευσης στην Ελλάδα Παραγωγή από εισροές και άντληση ιασυνδεδεµένο Σύστηµα: Παραγωγή ΥΗΕ από Άντληση & Εισροές 8.000 40 7.500 Παραγωγή (G Wh) 7.000 6.500 6.000 5.500 5.000 4.500 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 Παραγωγή από Άν τληση Παραγωγή από Εισροές Άν τληση / Εισροές (% ) 35 30 25 20 15 0 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 10 5 Άντληση / Εισροές (% ) 0 Χρονολογία
Συστήµατα άντλησης ταµίευσης στην Ελλάδα Σφηκιά-Ασώµατα (315 ΜW) Συµβατική Παραγωγή (από τα νερά του ποταµού) 266 GWh Παραγωγή από την αναστρέψιµη λειτουργία 394 GWh Θησαυρός-Πλατανόβρυση (384 MW) Συµβατική Παραγωγή (από τα νερά του ποταµού) 440 GWh Παραγωγή από την αναστρέψιµη λειτουργία 615 GWh Απόδοση κύκλου~ 30%
Όγκος νερού hm 3 400 300 200 100 Συστήµατα άντλησης ταµίευσης στην Ελλάδα Λειτουργία Σφηκιάς (1986-1995) Φυσική εισροή Εισροή από άντληση Νερό που χρησιµοποιήθηκε για παραγωγή 0 01-86 07-86 01-87 07-87 01-88 07-88 01-89 07-89 01-90 07-90 01-91 07-91 01-92 07-92 01-93 07-93 01-94 07-94 01-95 07-95 60 50 Παραγωγή σταθµού χωρίς άντληση (GWh) Παραγωγή σταθµού (GWh) Ενέργεια GWh 40 30 20 10 0 01-86 07-86 01-87 07-87 01-88 07-88 01-89 07-89 01-90 07-90 01-91 07-91 01-92 07-92 01-93 07-93 01-94 07-94 01-95 07-95
Συστήµατα άντλησης ταµίευσης στην Ελλάδα Λειτουργία Σφηκιάς (1986-1995) 60 50 Κατανάλωση για άντληση (GWh) Παραγωγή νερού που αντλήθηκε (GWh) Ενέργεια GWh 40 30 20 10 0 01-86 07-86 01-87 07-87 01-88 07-88 01-89 07-89 01-90 07-90 01-91 07-91 01-92 07-92 01-93 07-93 01-94 07-94 01-95 07-95 Μέση κατανάλωση άντλησης: 0.193 kw/m 3 Μέση παραγωγή αντλούµενου νερού: 0.138 kw/m 3 Επανάκτηση του 71.5 % τηςενέργειαςάντλησης Μέση ετήσια παραγωγή: 358 GWh Μέση ετήσια παραγωγή χωρίς άντληση: 151 GWh Μέση ετήσια κατανάλωση για άντληση: 288 GWh
Συστήµατα άντλησης ταµίευσης Kazunogawa Ολοκληρώθηκε το 2001 στην περιοχή Yamnashi-Ken της Ιαπωνίας, ισχύος 1600 MW. Αποτελείται από 2 ταµιευτήρες χωρητικότητας 19.2 και 18.4 hm3 που έχουν υψοµετρική διαφορά 685 m. Ο σταθµός παραγωγής ενέργειας βρίσκεται 500 m κάτω από την επιφάνεια του εδάφους και συνδέεται µε τον άνω και κάτω ταµιευτήρα µε σήραγγες µήκους 5 και 3 km.
Συστήµατα άντλησης ταµίευσης Okinawa Λειτούργησε το 1999 στο νησί Okinawa της Ιαπωνίας. Tο πρώτο έργο άντλησηςταµίευσης στον κόσµο που χρησιµοποιεί θαλασσινό νερό. Έχει ισχύ 30 MW µέγιστο ύψος πτώσης 140 m και µέγιστη παροχή 26 m 3 /s
Συστήµατα άντλησης ταµίευσης Okinawa Τα προβλήµατα που δηµιουργήθηκαν κατά τη λειτουργία ήταν: Η διήθηση του θαλασσινού νερού από τη δεξαµενή στο έδαφος Η προσκόλληση των θαλάσσιων οργανισµών στο εσωτερικό των αγωγών Η διάβρωση των στροβίλων και των άλλων µεταλλικών στοιχείων
Υβριδικά Συστήµατα Στο Υβριδικό Σύστηµα Παραγωγής Ενέργειας ενσωµατώνονται περισσότερες από µία πηγές ενέργειας που λειτουργούν συνδυαστικά, ώστε να υπάρχει η δυνατότητα αποθήκευσης της ενέργειας.
Υβριδικά Συστήµατα Υβριδικό Ενεργειακό Έργο Ικαρίας Στην περιοχή Πέζι του ήµου Ραχών Ικαρία κατασκευάζεται από τη ΕΗ υβριδικό σύστηµα παραγωγής ενέργειας. Το έργο αποτελείται από: το υπάρχον φράγµα στο Πέζι χωρητικότητας 1 hm 3 νερού 2 δεξαµενές νερού (µε µικρά φράγµατα) στις θέσεις Άνω Προεσπέρα και Κάτω Προεσπέρα, χωρητικότητας (0.08 hm 3 ) 2µικρούς υδροηλεκτρικούς σταθµούς στις παραπάνω θέσεις, ισχύος 1050 και 3100 kw αντίστοιχα 4 ανεµογεννήτριες συνολική ισχύος 2400 kw στηθέσηστραβοκουντούραµε µελλοντική τοποθέτηση άλλων 4 στη θέση Περδίκι συνολικής ισχύος 1835 kw ένα αντλιοστάσιο στην Κάτω Προεσπέρα ισχύος 2000 kw τον υπάρχοντα θερµικό σταθµό παραγωγής Αγίου Κήρυκου το Κέντρο Ελέγχου και Κατανοµής Φορτίου Αγίου Κήρυκου
Υβριδικά Συστήµατα Υβριδικό Ενεργειακό Έργο Ικαρίας Πηγή: ΕΗ Ανανεώσιµες
Υβριδικά Συστήµατα Υβριδικό Ενεργειακό Έργο Ικαρίας Πηγή: ΕΗ Ανανεώσιµες
Υβριδικά Συστήµατα Λειτουργία υβριδικού ενεργειακού έργου Ικαρίας Ο ΜΥΗΣ Άνω Προεσπέρας, εκµεταλλεύεται τις υπερχειλίσεις του υπάρχοντος στο Πέζι για την παραγωγή ενέργειας. To νερό, εξερχόµενο από τον πρώτο Άνω Προεσπέρας ΜΥΗΣ φορτίζει την παρακείµενη δεξαµενή. Στη συνέχεια, κατευθύνεται στον ΜΥΗΣ Κάτω Προεσπέρας, όπου χρησιµοποιείται για την παραγωγή πρόσθετης ενέργειας και καταλήγει στη δεύτερη κατά σειρά δεξαµενή. Το καλοκαίρι το νερό του φράγµατος διατίθεται σε µεγάλο βαθµό γιαύδρευσηκαι άρδευση, ενώ παράλληλα η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνει την ηµέρα. Η απαιτούµενη ισχύς ηλεκτρικής είναι 4MW το χειµώνα και 10 MW το καλοκαίρι. Τότε θα γίνεται άντληση νερού τη νύκτα από την κάτω στην πάνω δεξαµενή µετη χρήση της αιολική ενέργειας Η αιολική ενέργεια θα διοχετεύεται: (α) στο ίκτυο ηλεκτροδότησης και (β) στο Αντλιοστάσιο, το οποίο χρησιµοποιείται για τη µεταφορά νερού από την κάτω στην επάνω δεξαµενή Το έργο αναµένεται κοστίσει 23 Μ EURO και να έχει ετήσια καθαρή απόδοση ηλεκτρικής ενέργειας περίπου 11 GWh
Υβριδικά Συστήµατα Οφέλη υβριδικού ενεργειακού έργου Ικαρίας Ενεργειακή επάρκεια του νησιού ειδικά κατά τους καλοκαιρινούς µήνες όπου η απαιτούµενη ισχύς είναι µεγάλη Μείωση των εκπεµπόµενων ρύπων από την µείωση της λειτουργίας του τοπικού Θερµικού Σταθµού Αύξηση της απασχόλησης στο νησί, µέσα από τη δηµιουργία νέων θέσεων εργασίας Βελτίωση και ανάπτυξη ηλεκτρικού και οδικού δικτύου Αύξηση των επισκεπτών (επιστηµονικός τουρισµός)