1

Energija vodenih tokova (hidroenergija)Energija plime i osekeEnergija morskih strujaEnergija valova

Obnovljivi izvori energije i odrziv razvoj

Obnovljivi izvori energije

2

EJ/god TWh/god

Solarno zracenje na Zemlju: 5,4 milijuna 1,5 miljardi

Hidroloski ciklus (evaporacija): 1,26 milijuna 350 milijuna

Precipitacija: 756 210.000

Hidropotencijal 144 40.000

Tehnicki hidro potencijal: 54 15.000

Godisnja proizvodnja elektricneenergije iz hidro-elektrana: 9,4 2.600

Tehnicki Godisnja Postotakpotencijal proizvodnja iskoristenjaTWh/god TWh/god

Azija 5093 572 11%

J. Amerika 2792 507 18%

Europa 2706 729 27%

Afrika 1888 80 4,2%

S. Amerika 1688 665 40%

Oceanija 232 40 17%

Svijet 14379 2593 18%

Hidropotencijal u svijetu

3

Proizvodnja hidro-elektricne energije u Svijetu

Proizvodnja hidro-električne energije u Svijetu

TWh/godKanada 345Brazil 288USA 264Kina 231Rusija 167Norveska 129Japan 91Indija 76Svedska 74Francuska 74Venezuela 61Italija 51Austrija 42Svicarska 40Spanjolska 35Hrvatska 6,2Ostatak svijeta 620Svijet ukupno 2593

Cetverogodisnji prosjek: 1999-2002

4

Potencijalna energija vode: M x g x H

Snaga vode: Q x ρ x g x H

Snaga elektrane: η x Q x ρ x g x Heff

Primjer: planinski potok 600 litara u minuti (0,01 m3/s) efektivna visina 25 msnaga: 2 kWvelika rijeka, protok 6000 m3/s; efektivna visina 100 msnaga: 5.000.000 kW ili 5 GW

Povijest iskoristavanja hidroenergije

5

Povijest iskoristavanja hidroenergije

Povijest iskoristavanja hidroenergije

6

Tipovi vodenih kola

Povijest iskorištavanja hidroenergije

7

Povijest iskorištavanja hidroenergije

8

Brana HooverVisina 220 mElektrana zavrsena 1936Sada ima 17 turbogeneratoraUkupne snage 2,1 GW

Itaipu (Brazil/Paragvaj)Protok 9000 m3/s (max. 30.000 m3/s)Visina: 118.4 m Instalirana snaga: 14 GW20 turbogeneratora snage 700 MWProizvodnja: >100 miljardi kWh/god (100 TWh/god)Faktor iskoristenja kapaciteta: 85%

9

Tri kanjona (Three Gorges) na Yangce rijeci u KiniKapacitet: 18.2 GW (26 700 MW turbina)

http://www.hep.hr/proizvodnja/osnovni/hidroelektrane/default.aspx

10

Vrste/kategorizacija hidroelektrana

Po visini

Po kapacitetu/instaliranoj snazi (od par stotinaWatta do desetak GW)

Po vrsti turbine (Francis, Kaplan, Pelton, itd.

Po lokacoji i vrsti brane, spremnika, itd. (akumulacijska-protocna)

11

Vrste hidroelektrana

Vrste turbina

12

Francis turbina

Francis turbina

13

Propelerna (Kaplan) turbina (za male visine)

Pelton turbina(za velike visine >250 m)

14

Potencijalna energija: MgHKinetička energija: Mv2/2

Mv2/2 = MgHv2 = 2gH

Brzina v = (2gH)0,5

Protok: Q = Av = A (2gH)0,5

Snaga P = ρQgHP = ρAg(2H3)0,5

Turgo turbina

15

Područja primjene različitih turbina

Reverzibilne hidroelektrane (spremanje energije)

16

Što se mora uzeti u obzir pri planiranju hidroelektrana

Utjecaj na okolišUtjecaj na floru i faunuHidroloski efekti (protok vode, podzemne vode, navodnjavanje,

prepreka protoku hranjivih tvari)Metan (?)Mogucnost kastastrofeSocijalni efekti

PrednostiMHE 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

Male hidroelektrane

17

Procjena investicijskih troškova u Hrvatskoj1. kategorija vodotokova (108 poteza, srednje vrijednosti H = 16,62 m, Q = 8,04 m3/s, P = 791,3 kW) : do 2500 €/kW2. kategorija vodotokova (244 poteza, srednje vrijednosti H = 5,33 m, Q = 9,81 m3/s, P = 247,35 kW) : 2500 – 4500 €/kW3. kategorija vodotokova (231 potez, srednje vrijednosti H = 3,11 m, Q = 6,69 m3/s, P = 95,47 kW) : 4500 – 6000 €/kW4. kategorija vodotokova (111 potez, srednje vrijednosti H = 0,99 m, Q = 13,08 m3/s, P = 73,53 kW) : preko 6000 €/kW

Procjena pogonskih troškovaZa 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 18.37 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 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).

Male hidroelektrane u Hrvatskoj