Sistem SCADA de monitorizare a funcţionării unei microhidrocentrale

plasate pe o conductă de aducţiune a apei potabile

Introducere

1.1. Consideratii teoretice

Utilizarea apei este cunoscută de mii de ani. De cel puţin două mii de ani,apa a fost folosită în foarte multe părţi ale lumii, în special pentru măcinarea cerealelor şi pentru producerea energiei. În toată Europa şi America de Nord au fost construite mori de apă, în primele decade ale revoluţiei industriale, pentru a produce energie utilizată într-o varietate de scopuri, de la procesarea inului până la tors şi ţesut, de la piuă şi până la prelucrarea lemnului. Conversia energiei hidraulice în energie electrică nu este poluantă, presupune cheltuieli relativ mici de întreţinere, nu există probleme legate de combustibil şi constituie o soluţie de lungă durată. Centralele hidroelectrice au cele mai reduse costuri de exploatare şi cea mai mare durată de viaţă în comparaţie cu alte tipuri de centrale electrice. Există o experienţă de peste un secol în realizarea şi exploatarea CHE, ceea ce face ca ele să atingă niveluri de performanţă tehnică şi economică foarte ridicate. Prima hidrocentrală din lume este Cragside, în Rothbury, Anglia, construită în 1870 (figura 1.1). Cragside era o casă ţărănească în apropiere de Rothbury. A fost prima casă din lume care a utilizat energia hidroelectrică. Construită într-o zonă muntoasă, a fost casa de vacanţă a lordului WilliamGeorge Amstrong şi după 1870 a trecut în grija National Trust. Cragside, numită după dealul Cragend, a fost construită în 1863 ca o modestă casă ţărănească cu două etaje, dar a fost extinsă, transformându-se într-o adevărată vilă în stilul Tudor,de arhitectul Norman Shaw. La un moment dat, clădirea includea un observator astronomic şi un laborator ştiinţific.

1

Figura 1.1. Centrala hidroelectrică Cragside, Anglia. În 1868 a fost instalat un motor hidraulic utilizat în spălătoria de rufe, în rotiserie şi pentru acţionarea liftului hidraulic. În 1870 apa din unul din lacurile deţinute pe proprietate a fost utilizată pentru a învârti un dinam (maşină electrică rotativă, generatoare de curent continuu) Siemens, aceasta fiind probabil prima centrală hidroelectrică din lume. A doua hidrocentrală din lume a fost construită, în 1882, în Wisconsin, SUA, Appleton, pe râul Fox, fiind utilizată pentru a lumina două mori de hârtie şi o casă, la doi ani după ce Thomas Edisona prezentat lampa cu incandescenţă.În anul 1885, se construieşte a treia hidrocentrală din lume, de către Asociaţia Schmidt şi Dachler.În decursul anului 1896 prima centrală combinată hidro şi termo din România a fost dată în exploatare pe valea râului Sadu, fiind denumită Sadu I (figura 1.2). Vechea turbină cu ax vertical a fost înlocuită în 1905 cu o turbină Franciscare a funcţionat până în 1929.

Figura 1.2. Centrala hidroelectrică SaduI.

2

Introducere SCADA?

SCADA este prescurtarea pentru Monitorizare, Control si Achizitii de Date (Supervisory Control And Data Acquisition). Termenul se refera la un sistem amplu de masura si control. Automatizarile SCADA sint folosite pentru monitorizarea sau controlul proceselor chimice, fizice sau de transport. Conceptul sistemului Termenul SCADA se refera de obicei la un centru de comanda care monitorizeaza si controleaza un intreg spatiu de productie. Cea mai mare parte a operatiunilor se executa automat de catre RTU - Unitati Terminale Comandate la Distanta (Remote Terminal Unit) sau de catre PLC- Unitati Logice de Control Programabile (Programmable Logic Controller). Functiile de control ale centrului de comanda sint de cele mai multe ori restrinse la functii decizionale sau functii de administrare generala.

Achizitia de date incepe la nivelul RTU sau PLC si implica citirea indicatoarelor de masura si a starii echipamentelor care apoi sint comunicate la cerere catre SCADA. Datele sint apoi restructurate intr-o forma convenabila operatorului care utilizeaza o HMI, pentru a putea lua eventuale decizii care ar ajusta modul de lucru normal al RTU/PLC. (Un sistem SCADA include componentele: HMI, controllere, dispozitive de intrare-iesire, retele, software si altele)Un sistem SCADA tipic implementeaza o baza de date distribuita care contine elemente denumite puncte. Un punct reprezinta o singura valoare de intrare sau iesire monitorizata

3

sau controlata de catre sistem. Punctele pot fi fie hard, fie soft. Un punct hard este reprezentarea unei intrari sau iesiri conectata la sistem, iar un punct soft reprezinta rezultatul unor operatii matematice si logice aplicate altor puncte hard si soft. Valorile punctelor sint stocate de obicei impreuna cu momentul de timp cind au fost inregistrate sau calculate. Seria de puncte+timp reprezinta istoricul acelui punct.Achizitionarea unui sistem SCADA (denumit si DCS- Sistem de control distribuit Distributed Control System) poate fi facuta de la un singur producator sau utilizatorul poate asambla un sistem SCADA din subcomponente. RTU - Unitatile Terminale Comandate la Distanta - (Remote Terminal Unit)

RTU realizeaza conexiunea cu echipamentele supravegheate, citesc starea acestora (cum ar fi pozitia deschis/inchis a unui releu sau valve), citesc marimile masurate cum ar fi presiunea, debitul, tensiunea sau curentul. RTU pot controla echipamentele trimitind semnale, cum ar fi cel de inchidere a unui releu sau valve sau setarea vitezei unei pompe.RTU pot citi stari logice digitale sau masuratori analogice, si pot trimite comenzi digitale sau setari de valori analogice de referinta.

O parte important a implementarilor SCADA sint alarmele. O alarma este starea logica a unui punct care poate avea valoarea NORMAL sau ALARMAT. Alarmele pot fi create in asa fel incit ele se activeaza atunci cind conditiile sint indeplinite. Un exemplu de alarma este avertizorul luminos “rezervorul de benzina gol” al unei masini. Alarmele indreapta atentia operatorului SCADA spre partea sistemului care necesita o interventie. La activarea alarmelor, un manager de alarme poate trimite mesaje email sau text operatorului. PLC -Controllere logice programabile (Pogrammable Logic Controller) Un PLC, este un mic computer cu un microprocesor folosit pentru automatizarea proceselor cum ar fi controlul unui utilaj intr-o linie de asamblare. Programul unui PLC poate adesea controla secvente complexe si de cele mai multe ori este scris de catre un inginer. Programul este apoi salvat in memoria EEPROM.Ceea ce diferentiaza un PLC de alte computere este faptul ca este prevazut cu intrari/iesiri catre senzori si relee. PLC-urile citesc starea comutatoarelor, a indicatoarelor de temperatura, de pozitie s.a. PLC-urile comanda motoare electrice, pneumatice sau hidraulice, relee magnetice. Intrarile/iesirile pot fi externe prin module I/O sau interne. PLC-urile au fost inventate ca o alternativa mai putin costisitoare la vechile sisteme care foloseau zeci sau sute de relee si timere. Adesea un PLC poate fi programat sa inlocuiasca sute de relee. PLC au fost initial folosite de industria constructoare de masini.Functionalitatea unui PLC s-a dezvoltat de-a lungul anilor pentru a include controlul releelor, controlul miscarii, control de proces, Sisteme de Control Distribuit si retele complexe.La primele PLC-uri functiile decizionale erau implementate cu ajutorul unor simple diagrame ladder (Ladder Diagram) inspirate de diagramele electrice ale conexiunilor. Astfel electricienilor le era usor sa depaneze problemele de circuit avind diagramele schematizate cu logica lader.

4

In prezent, linia ce delimiteaza un computer programabil de un PLC este tot mai subtire. PLC-urile s-au dovedit a fi mai robuste, in timp ce computerele au inca deficiente. Folosind standardul IEC 61131-3 acum este posibila programarea PLC folosind limbaje de programare structurata si operatii logice elementare. La unele PLC este disponibila programarea grafica denumita (Sequential Function Charts) bazata pe Grafcet. HMI - Interfata om-masina (Human Machine Interface) Industria de HMI/SCADA a aparut din nevoia unui terminal prietenos pentru utilizator intr-un sistem alcatuit cu unitati PLC.Un PLC este programat sa controleze automat un proces, insa faptul ca unitatile PLC sint distribuite intr-un sistem amplu, colectarea manuala a datelor procesate de PLC este dificila. De asemenea informatiile din PLC sint de obicei stocate intr-o forma bruta, neprietenoasa.HMI/SCADA are rolul de a aduna, combina si structura informatiile din PLC printr-o forma de comunicatie. Inca din anii 1990 rolul sistemelor SCADA in sistemele ingineresti civile s-a schimbat, necesitind o mai mare cantitate de operatiuni executate automat. Un HMI elaborat, poate fi de asemenea conectat la o baza de date pentru realizarea de grafice in timp real, analiza datelor, proceduri de intretinere planificate, scheme detaliate pentru un anumit senzor sau utilaj, precum si metode de depanare a sistemului. Din 1998, majoritatea producatorilor de PLC ofera sisteme HMI/SCADA integrate, cele mai multe folosind sisteme de comunicatie si protocoale deschise, neproprietare. Majoritatea sistemelor HMI/SCADA ofera compatibilitate cu PLC-urile.

Componentele sistemului SCADA

Cele trei componente ale sistemului SCADA sint:

  1. Mai multe RTU sau PLC.  2. Statia Master si HMI Computer(e).  3. Infrastructura de comunicatie.

Statia Master si HMI

Termenul se refera la serverele si software-ul responsabil de comunicarea cu echipamentele amplasate la distanta (RTU, PLC, etc) si apoi cu software-ul HMI care ruleaza pe statiile de lucru din camera de control. In sistemele SCADA mici, statia master poate fi un singur PC. In sistemele mari, statia master poate include mai multe servere, aplicatii software distribuite, si unitati de salvare in caz de dezastre. Un sistem SCADA prezinta de regula informatia operatorului sub forma unei schite sugestive. Aceasta inseamna ca operatorul poate vedea o reprezentare a instalatiei supravegheate. De exemplu, o imagine a unei pompe conectate la o conducta poate afisa operatorului faptul ca pompa lucreaza si cit fluid este pompat prin conducta la un moment

5

dat. Operatorul poate apoi opri pompa. Software-ul HMI afiseaza debitul fluidului in scadere in timp real.

Pachetul HMI/SCADA include de obicei un program de desenare pe care operatorul sau personalul de intretinere il foloseste pentru a schimba modul in care punctele sint reprezentate in interfata utilizator. Aceste reprezentari pot lua forme simple cum ar fi un semafor sau chiar forme complexe cum ar fi pozitia unor lifturi sau a unor trenuri. Infrastructura de comunicatie

Sistemele SCADA folosesc combinate conexiuni radio, seriale sau conexiuni modem in functie de necesitati. Pentru amplasamente mari cum ar fi cai ferate sau statii de alimentare sint folosite de asemenea conexiuni Ethernet si IP/Sonet.Protocoalele SCADA sint concepute foarte compacte si multe sint concepute ca sa poata trimite informatii statiei master chiar si cind statia master interogheaza RTU. Protocoalele initiale SCADA de baza sint Modbus, RP-570 si Conitel. Aceste protocoale sint dependente de producator. Protocoalele standard sint IEC 60870-5-101 sau 104, Profibus si DNP3. Acestea sint protocoale standardizate si recunoscute de majoritatea producatorilor SCADA. Multe din aceste protocoale contin acum extensii pentru operarea pe TCP/IP, cu toate acestea securitatea ceruta in practica sugereaza evitarea conexiunii la Internet pentru a reduce riscurile unor atacuri. MODBUS Modbus este un protocol de comunicatie situat pe nivelul 7 in Referinta OSI, nivelul cel mai apropiat de utilizator, la fel ca Telnet, File Transfer Protocol (FTP), si Simple Mail Transfer Protocol (SMTP).Modbus este bazat pe o arhitectura master/slave sau client/server. Protocolul este conceput de Modicon pentru a fi folosit la PLC-urile proprii. A devenit un standard de comunicatie in industrie si este in prezent cel mai folosit la conectarea tuturor dispozitivelor industriale. Motivele cele mai importante pentru utilizarea acestuia atit de raspindita sint:

  1. este un protocol deschis, cu documentatie disponibila  2. poate fi implementat intr-un timp scurt (zile nu luni)  3. lucreaza cu biti sau octeti si in acest fel nu impune cerinte deosebite producatorilor.

Modbus permite administrarea unei retele de dispozitive, spre exemplu un sisteme care masoara temperatura si umiditatea pe care le comunica unui computer. Modbus este deseori folosit pentru a conecta un computer de supervizare cu un RTU dintr-un sistem de monitorizare si achititie de date SCADA. Exista versiuni ale protocolului MODBUS atit pentru portul serial cit si pentru Ethernet.MODBUS exista in 2 variante pentru comunicarea seriala:Modbus RTU - datele sint reprezentate binar intr-o forma compacta.Modbus ASCII - datele sint reprezentate ASCII intr-o forma usor interpretabila direct.

6

Varianta RTU foloseste ca suma de control pentru mesaje CRC(Cyclic_redundancy_check), iar varianta ASCII foloseste LRC(Longitudinal_redundancy_check).Versiunea pentru Ethernet, Modbus/TCP este similara cu Modbus RTU, dar datele sint transmise in pachete TCP/IPExista si o versiune extinsa, Modbus Plus (Modbus+ sau MB+) dar este proprietara Modicon. Necesita un co-procesor dedicat rapid. Foloseste perechi torsadate la 1Mbit/s si are specificatii similare cu EIA/RS-485, totusi nu este EIA/RS-485.

Orice dispozitiv care comunica folosind Modbus are o adresa unica. Orice dispozitiv poate trimite comenzi dar de obicei doar dispozitivul-master o face.O comanda Modbus contine adresa dispozitivului caruia ii este adresata. Doar dispozitivul apelat va raspunde la aceasta comanda, chiar daca comanda este primita si de alte dispozitive.Comenzile Modbus contin informatii de verificare pentru a se asigura de veridicitatea raspunsului.Exemple de comenzi sint comanda care schimba o valoare intr-un registru al RTU sau comanda care cere RTU sa-i furnizeze o valoarea continuta de un registru.Diversele implementari ale Modbus folosesc fie fire pentru transmisie, comunicatii fara fire, SMS sau GPRS.

Majoritatea implementarilor au variatii de la standardul oficial. Unele din cele mai uzuale sint:

  Formatul datelor     o Floating Point IEEE     o 32 bit integer     o 8 bit data     o mixed data types     o bit fields in integers     o multipliers to change data to/from integer. 10, 100, 1000, 256 ...

  Extensiile protocolului     o 16 bit slave addresses     o 32 bit data size (1 address = 32 bits of data returned.)     o word swapped data

7

Cap II. Microcentrale

Un pârâu în spatele casei şi câteva mii de euro este cam tot ce îţi trebuie pentru a fi propriul tău furnizor de energie electrică. În această situaţie, cel mai ieftin şi eficient este să produci curent electric cu ajutorul unei microhidrocentrale de putere mică.

* Necesarul de energie electrică poate fi produs prin investiţii între 3.000 şi 40.000 euro

* Întreprinzătorii care vor să se transforme în furnizori de energie pentru cartierul sau localitatea în care trăiesc trebuie să obţină avizele necesare de la ANRE

Un pârâu în spatele casei şi câteva mii de euro este cam tot ce îţi trebuie pentru a fi propriul tău furnizor de energie electrică. În această situaţie, cel mai ieftin şi eficient este să produci curent electric cu ajutorul unei microhidrocentrale de putere mică. Energia produsă de un astfel de generator hidroelectric, dincolo de faptul că poate fi gratis, dacă nu o cumperi de la vecinul care s-a grăbit să-şi asigure independenţa energetică, are marele avantaj de a nu fi poluantă.

8

Pentru că nu se elimină dioxid de carbon, de sulf sau alte emisii poluante, nu produce niciun fel de reziduuri solide sau lichide şi nici nu este nevoie de avize de mediu, care uneori sunt foarte greu de obţinut. Pentru a fi propriul furnizor de energie electrică, prima condiţie este existenţa prin apropiere a unei ape curgătoare. Aceasta, însă, trebuie să fie amenajată, astfel încât să se asigure o cădere de apă şi un debit corespunzător. În funcţie de specificaţiile tehnice ale microhidrocentralei şi de parametrii în care se doreşte să producă, căderea de apă poate coborî chiar şi sub 1,5 metri dacă debitul depăşeşte 25 litri/secundă, ceea ce reprezintă cam a şasea parte din debitul normal al unui curs de munte.

Microhidrocentralele de mică putere se împart în două categorii, în funcţie de tipul de turbină folosit, de impuls şi de reacţie. Primele sunt adecvate pentru înălţimi mari de apă şi debite mici şi se recomandă pentru casele de vacanţă. Aceasta deoarece generează curent continuu, încărcând astfel nişte acumulatori care pot susţine doar un consum redus de energie pentru o perioadă scurtă de timp, motiv pentru care sunt şi mai ieftine.

În România, o astfel de instalaţie poate fi achiziţionată cu preţuri cuprinse între 2.000 şi 3.500 euro.

Turbinele de reacţie sunt ideale pentru înălţimi mici de apă şi debite mari. Acestea pot produce cantităţi mai mari de energie, motiv pentru care sunt recomandate pentru asigurarea sau suplinirea necesarului de energie electrică a locuinţei. O astfel de microhidrocentrală are ca preţ de pornire 2.500 de euro, dar poate ajunge şi la 30.000 de euro dacă trebuie asigurat un consum de 5KW/h. Acesta poate fi specific unei amenajări turistice de dimensiuni nu foarte mari, în care există cam orice fel de aparat electric. Dacă nu este vorba de o casă mai mare de 100 metri pătraţi, o microhidrocentrală de această putere poate asigura căldura pe timpul iernii cu o centrală electrică. La cei 30.000 de euro daţi pe hidrocentrală se adaugă alţi circa 10.000 pentru amenajările şi cablajele necesare.

Societăţile care oferă soluţii alternative de producere a energiei electrice spun că acest gen de echipamente nu sunt foarte căutate în România. „Am vândut trei sau patru microhidrocentrale de putere mică în doi ani şi jumătate. Oamenii sunt curioşi, întreabă, dar majoritatea renunţă definitiv la idee sau apelează la turbine eoliene şi panouri solare”, ne-a declarat Dumitru Echim, reprezentantul Monsson Alma, importator specializat al produselor Solaria în România.

Cât curent pot produce ?

Un generator de 900W va produce în mod ideal o energie echivalentă cu 21,6 KWh pe zi. Dacă o casă consumă în medie 180-200KWh pe lună, rezultă că această microhidroturbină poate alimenta 3 case independente. În condiţiile în care curentul electric este produs în scopuri comerciale, trebuie obţinute de la ANRE o autorizaţie de înfiinţare, una de funcţionare şi o licenţă de furnizare.

9

Principalele componente ale unei hidrocentrale de mică putere:

* Acumularea: constituie o formă de stocare a energiei potenţiale disponibile;

* Sistemul de transfer, care include dispozitivul de captare (priza de apă echipată cu grătar) şi circuitul de transfer (canalul, vana, stăvilarul, galeriile, canalul de evacuare) unde o parte din energia disponibilă este convertită în energie cinetică;

* Turbina hidraulică: este o parte a centralei unde energia apei este convertită în energie mecanică;

* Generatorul: energia mecanică transmisă la turbină menţine viteza rotorului generatorului producând energie electrică în concordanţă cu legile electromagnetice;

* Staţia de transformare şi linia de transport: energia electrică este condusă şi transformată pentru a putea fi conectată la reţea, în scopul de a furniza energie electrică consumatorilor.

3.1.Tipuri

Microhidro turbinele electrice sunt cele mai eficiente si ieftine generatoare de energie electrica. Daca aveti un mic parau sau un rau, in apropiere cabanei sau casei, care poate furniza cel putin 5 litri/sec de la o diferenta de nivel de cel putin 3 m, sau 0,5 litri/sec de la o diferenta de nivel de cel putin 10 m, nu ezitati sa folositi un generator hidro electric. Veti avea energie ecologica, gratuita si nelimitata.

Puterea apei e cea mai importanta sursa energetica care nu are in compozitia sa dioxid de carbon, dioxid de sulf, protoxizi de azot sau orice alt tip de emisie poluanta si nu produce nici un fel de reziduuri solide sau lichide. Centrala hidroelectrica se foloseste de o cadere naturala sau artificiala a unui rau si inglobeaza principalele avantaje in comparatie cu alte surse de energie, economisind la capitolul consum de carbune, combustibil sau lemn de foc, fiind de sine statatoare.

In contextul actual, pot fi subliniate urmatoarele avantaje principale ale micro-hidrocentralelor:• Sunt potrivite pentru cerinte mici de putere, descentralizate (industria usoara, ferme private si intreprinderi, comunitati rurale) si pentru operatii externe retelei principale;• Necesita retele de distributie de joasa tensiune si, eventual, micro-retele subregionale;• Pot fi utilizate in proprietate privata, in coproprietate sau proprietate comuna, cu un necesar de forta de munca semi-calificat si cu o administrare in coproprietate, sau individuala;• Perioada scurta de constructie cu materiale locale si utilizarea abilitatilor populatiei din zona, pot avea un impact considerabil asupra calitatii vietii rurale;• Flexibilitatea lor, in special in ceea ce priveste adaptarea la incarcari variabile in functie de debitul afluent, le face un component privilegiat in orice sistem energetic integrat;• Centralele pot rezista o perioada indelungata. Unele au peste 70 de ani si sunt inca in

10

stare de functionare. Centralele pregatite de a intra in functiune in viitorul apropiat pot prezenta o durata de viata chiar mai lunga si pot servi consumatori timp de mai multe generatii fara a polua atmosfera;• Investitiile in hidrocentralele mici s-au dovedit a fi sigure si de nadejde de mai multe zeci de ani.Productia de energie electrica utilizand ca resursa primara apa, este un proces de conversie energetic in care apa este un mijloc eficient de transmitere si transformare a potentialului gravitational al curgerii in energie mecanica si electrica.

Principalele componente ale unei hidrocentrale de mica putere sunt urmatoarele:• Acumularea: constituie o forma de stocare a energiei potentiale disponibile;• Sistemul de transfer, care include dispozitivul de captare (priza de apa echipata cu gratar) si circuitul de transfer (canalul, vana, stavilarul, galeriile, canalul de fuga sau evacuarea) unde o parte din energia disponibila este convertita in energie cinetica;• Turbina hidraulica: este o parte a centralei unde energia apei este convertita in energie mecanica;• Generatorul: energia mecanica transmisa la turbina mentine viteza rotorului generatorului producand energie electrica in concordanta cu legile electromagnetice;• Statia de transformare si linia de transport: energia electrica este condusa si transformata pentru a putea fi conectata la retea pentru a putea furniza energie electrica consumatorilor.

Cantitatea de energie produsa depinde de doi factori:

1. Inaltimea de cadere a apei pe verticala: cu cat este mai mare, cu atat este mai mare puterea generata.2. Debitul de apa ce trece prin turbina: puterea produsa este proportionala cu volumul de apa ce trece prin turbina in unitatea de timp (secunda, minut).

11

Sistemele de microhidrocentrale se impart in doua categorii importante de turbine:Turbine pentru inaltimi mari de apa si debite mici, turbinele de impuls.Turbinele pentru inaltimi mici de apa si debite mari, turbinele de reactiune.

- Turbine pentru inaltimi mari de apa si debite mici, turbinele de impuls: Puterea produsa intr-o turbina de impuls este data integral de momentul de lovire a apei in paletele turbine. Aceasta apa creeaza o impingere directa sau de impuls a paletelor, de aici si denumirea.

- Turbinele pentru inaltimi mici de apa si debite mari, turbinele de reactiune:Turbinele de reactiune sunt rotite de forta de reactiune a apei lovind paletele rotorului. Pot functiona la inaltimi de apa foarte mici de pana la 0,6 m, dar au nevoie de o mult mai mare cantitate de apa comparativ cu turbinele de impuls.

Constructia unei microhidrocentrale poate cuprinde doua categorii de lucrari: lucrarile civile si lucrarile privind echipamentele mecanice si electrice.

Lucrari civile

Principalele lucrari civile la microhidrocentrala sunt barajul de derivatie sau stavilarul, conductele pentru transportul apei ai centrala electrica. Traseul apei antr-o micro-hidrocentrala cuprinde:

- O priza de apa care include gratarul pentru plutitori, o poarta si o intrare intr-un canal, intr-o conducta fortata sau direct in turbina, in functie de tipul amenajarii. Priza de apa este in general, construita din beton armat, gratarul din otel, iar poarta din lemn sau otel.- Un canal si/sau conducta de aductiune si/sau conducta fortata care conduc apa la centrala electrica la amenajarile la care aceasta este situata la o distanta oarecare in aval de priza de apa. Canalele sunt, in general, excavate si urmaresc conturul terenului. Conductele de aductiune si conductele fortate care transporta apa sub presiune pot fi din otel, fier, fibra de sticla, polimer, beton sau lemn.- Intrarea si iesirea din turbina includ vanele si portile necesare opririi accesul apei catre turbina pentru oprirea centralei si revizii tehnice. Aceste componente sunt, in general, fabricate din otel sau fier. Portile din aval de turbina pot fi fabricate din lemn, daca

12

intretinerea si reviziile necesita asa ceva.- Canalul de fuga care transporta apa evacuata de la turbina inapoi in rau. Acesta, asemenea canalului de aductiune, e realizat prin excavare.

Echipamente mecanice si electrice

Principalele componente mecanice si electrice ale unei microhidrocentrale sunt turbina (turbinele) si generatorul (generatoarele).

O turbina transforma energia hidraulica in energie mecanica. Exista diferite tipuri de turbine care pot fi clasificate in mai multe feluri. Alegerea turbinei va depinde in principal de caderea disponibila si debitul instalat in microhidrocentrala.

Turbinele sunt in general impartite in trei categorii: de inalta, medie si de cadere mica.

Turbinele folosite pentru caderi mici sau medii sunt cel mai des cu reactiune si includ turbine Francis si Kaplan cu pale fixe sau variabile.

Turbinele folosite pentru instalatii mari sunt cele cu actiune. Acestea includ turbinele Pelton, Turgo si Banki (curgere transversala). Turbina care are curgere transversala, e numita uneori Banki. E folosita pentru o gama larga de caderi, acoperind domeniile turbinelor Kaplan, Francis si Pelton. E potrivita pentru curgeri cu debite mari si caderi mici. Tipul selectiei, geometria si dimensiunile turbinei depind in principal de cadere, de debit si de viteza rotorului.

Cu privire la generatoare, exista doua tipuri de baza folosite in general in microhidrocentrale si anume cele sincrone si cele de inductie (asincrone). Un generator sincron poate fi folosit izolat in timp ce unul de inductie trebuie folosit legat cu alte generatoare.

13