Nowoczesne metody projektowo-badawcze w aspekcie ... · Nowoczesne metody projektowo-badawcze w aspekcie hydroenergetycznego wykorzystania rzeki Odry dr inż. Przemysław Szulc, prof

Nowoczesne metody projektowo-badawcze w

aspekcie hydroenergetycznego wykorzystania rzeki Odry

dr inż. Przemysław Szulc, prof. dr inż. Janusz Plutecki

[email protected], [email protected]

Wydział Mechaniczno-Energetyczny

Zakład Podstaw Konstrukcji i Maszyn Przepływowych

Transfer wiedzy i rozwój współpracy ośrodków naukowo-badawczych oraz przedsiębiorstw Polski Zachodniej szansą na gospodarczą rewitalizację rzeki Odry

Czarny scenariusz

http://www.google.pl/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwizrKCB1IHUAhUBFSwKHZJRDJQQjRwIBw&url=http://www.mz-web.de/mitteldeutschland/lkw-faehrt-in-stauende-auf-der-a9-63-jaehrige-wird-auf-der-autobahn-wiederbelebt-1608714&psig=AFQjCNGugXEGakKdtypCsfJZ9MWPEdHmyA&ust=1495479114821105


Biała Księga Transportu

„Do 2030 roku 30% drogowego transportu towarów na odległościach

większych niż 300 km należy przenieść na inne środki transportu, np.

transport wodny lub kolej, zaś do 2050 r. powinno to być ponad

50% tego typu transportu.”

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Holandia Bułgaria Niemcy Węgry Słowacja Polska Czechy

Udzia

ł żeglu

gi

śródlą

dow

ej

w

transp

orc

ie,

%


Hydropotencjał Polski – zasoby teoretyczne

Wisła + dorzecze

Długość - 5972 km

Moc średnia -1969 MW

Energia - 17252 GWh

Odra + dorzecze


Moc średnia - 600 MW

Energia - 5226 GWh

Pozostałe objęte katastrem i nie


Moc średnia -122 MW

Energia - 1094 GWh

Dla Odry i jej dorzecza uzasadnione technicznie około 45-50%.


Hydropotencjał Polski

wg. J. Strellera

7,3% rocznego

zużycia energii w

Polsce (164 TWh,

2016 r.)


Potencjał hydroenergetyczny Odry

Górna Odra

Środkowa Odra

Dolna Odra

• 24 (25) stopnie wodne

• ~19 wykorzystanych na cele

hydroenergetyczne Pi ~ 70MW

• A ~ 370 mln kWh/a

• 22 planowane stopnie

wodne

• 22 wykorzystane na cele

hydroenergetyczne Pi = 70

MW

• A = 430kWh/a

• ~2 planowane stopnie wodne

• ~ 2 wykorzystane na cele

hydroenergetyczne

63,0

Lubią

ż

Kacza

wa

Malc

zyce

99,0

94,0

89,5 86,5

83,0

78,0

72,0

69,0 66,5

Ścin

aw

a

Rajc

zyn

Chełm

n

Wie

tszy

ce

Gło

gów

Bary

cz

Żukow

ice

Byto

m O

drz

ańsk

i

Hbr=

36 m

336,0

352,5

369,0

379,1

393,7

407,8

427,0

437,8

451,6

115,6 km


Kaskadyzacja Odry

Byto

m O

drz

ańsk

i

66,5

63,0

59,5 56,0

49,5

45,5

39,0

36,0

30,7

27,7

Now

a S

ól

Mły

nkow

o

Kle

cin

a

Pom

ors

ko

Obrz

yca

Lask

i O

drz

ańsk

ie

Kro

sno O

drz

ańsk

ie

Bóbr

Cza

rna S

truga

Bia

ła W

oda

Nysa

Łuży

cka

Krz

esi

n

Taw

ęcin

Hbr=

38,8

m

451,6

428,0

441,0

456,1

479,0

493,1

518,0

536,0

553,0

137,4 km


Kaskadyzacja Odry


Kaskadyzacja Odry

30,7

27,7

24,0 20,0

17,0

14,5

10,5 7,5

4,5

Kunic

e

Słu

bic

e

Łazy

Kost

rzyn

Musz

yna

k.

Odra

-Szp

rew

a

Cedynia

Hbr=

26,2

m

553,0

561,5

572

586,8

599,8

614,6

637,8

671,0

118 km

k.

Odra

-Szp

rew

a

Wart

a

k.

Odra

-Haw

ela

Ura

z

Taw

ęcin


Korzyści

Stopień wodny

Ochrona przeciw

powodziowa

Transport

śródlądowy

Produkcja szczytowa

energii

Przeprawa mostowa

Turystyka

Zbiornik

retencyjny

Aekw =1,7Aprzepł


Sposoby realizacji założeo •Adaptacja istniejących struktur na cele hydroenergetyczne.

•Projekty wysokosprawnych maszyn i elementów pomocniczych jak el. zasilania i odprowadzenia ciecz.

Rewitalizacja istniejących stopni nie wykorzystanych

hydroenergetycznie

•Modernizacja istniejących hydraulik turbin. Zwiększenie sprawności cząstkowych

•Wymiana szybkobieżnych turbin Francisa.

•Obniżenie potrzeb własnych.

•Opracowanie planów pracy, efektywniejsze wykorzystanie wody.

Rewitalizacja istniejących stopni wykorzystanych

hydroenergetycznie

•Odpowiednie dobranie parametrów instalowanych.

•Praca w kaskadzie zwartej.

•Innowacyjne podejście do konstruowania turbin i układów peryferyjnych.

Budowa nowych wysokosprawnych

obiektów

•Budowa w pełni funkcjonalnego obiektu z możliwościami testowania innowacyjnych rozwiązań, szczególnie w obszarze niskich spadów.

•Potwierdzenie badań i teorii naukowych.

Instalacje badawczo-pilotażowe

0

1

2

3

4

5

6

0

5

10

15

20

25

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Q, m

3/s

dni


Propozycje działao

80

100

120

140

160

180

200

0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2

0,81

0,82

0,83

0,84

0,85

0,86

0,87

0,88

0,89

0,9

0 1 2 3 4 5 6 7 8

eta

t

Q1'


Modelowanie numeryczne elementy doprowadzenia


Modelowanie VOF, element odprowadzenia


Badania rzeczywiste, weryfikacja


Nowe koncepcje rur ssących


Propozycje działao – oferta zakładu



0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

0

50

100

150

200

250

-100 100 300 500 700 900 1100 1300 1500

Pr, kW Q, kg/s η, %

M, Nm

n, rpm

Q, kg/s M, Nm efficiency Pr,kW






Nowe koncepcje wykorzystania niskich spadów

Nowoczesne metody projektowo-badawcze w

aspekcie hydroenergetycznego wykorzystania rzeki Odry

dr inż. Przemysław Szulc, prof. dr inż. Janusz Plutecki

[email protected], [email protected]

Wydział Mechaniczno-Energetyczny

Zakład Podstaw Konstrukcji i Maszyn Przepływowych

Documents

Nowoczesne metody projektowo-badawcze w aspekcie ... · Nowoczesne metody projektowo-badawcze w aspekcie hydroenergetycznego wykorzystania rzeki Odry dr inż. Przemysław Szulc, prof