PANEL Vrijednost klimatskih informacija za planiranje proizvodnje iz hidroelektrana – od mjesečne do sezonske prognoze
Ivan Rajšl, dipl.ing.
FER, ZVNE
1
Procjena mogućnosti korištenja rezultata modela klimatskih promjena u optimiranju rada hidroelektrana
2
Uvod
• Dva osnovna tipa HE:
• Akumulacijske
• Protočne
3
Uvod
• Dva osnovna tipa HE:
• Akumulacijske
• Protočne
• Akumulacijska jezera
• Skladišta ograničene količine energije
• Oportunitetni trošak vode
• ‘Vrijednost vode’
4
Ključni podaci
• Slivovi
• Hidroelektrane
• Udio proizvodnje iz hidroelektrana
5
Slivovi & HE
• Gorski kotar:
• Ličanka, Lokvarka, Križ potok
• Malo vode, veliki padovi
• Slivno područje 80 km2
• HE Vinodol, 90 MW
• Rječina:
• Bujičnog karaktera
• HE Rijeka, 36,8 MW
6
Slivovi & HE
• Lika:
• Lika – bujična
• Gacka – ujednačenija
• Dobri padovi
• HE Sklope, 22,5 MW
• HE Senj, 216 MW
• Na jugoistoku RHE Velebit, 276 MW, koristi potencijale potoka
7
Slivovi & HE
• Cetina:
• Obuhvaća i dio BiH
• Dosta vode
• Slivno područje 4000 km2
• HE Zakučac, 486 MW
• HE Orlovac, 237 MW
• HE Peruća, 60 MW
• HE Djale, 40,8 MW
• HE Kraljevac, 46,4 MW
8
Slivovi & HE
• Sliv Kupe:
• Gojačka Dobra, 380 km2
• Mrežnica, 450 km2
• Kupa, 10.000 km2
• HE Gojak, 55,5 MW
• HE Lešće, 42,3 MW
9
Slivovi & HE
• Dravski sliv:
• Drava, 12.000 km2
• HE Varaždin, 94 MW
• HE Čakovec, 76 MW
• HE Dubrava, 76 MW
10
Slivovi & HE
• Trebišnjica:
• BiH
• HE Dubrovnik, 108 MW (+ 108 MW)
11
Važnost hidroelektrana u RH
• Godišnji konzum električne energije u RH iznosi oko 18 TWh
• Maksimalno opterećenje u elektroenergetskom sustavu iznosi oko 3,1 GW
• Instalirani kapacitet u hidroelektranama iznosi oko 2,1 GW
• Godišnja proizvodnja EE u hidroelektranama kreće se od 4,5 do 8,5 TWh (od 25 do 45% konzuma)
12
CLIM-RUN?
Akumulacijska jezera
• Veličina akumulacija:
• Višegodišnje
• Sezonske
• Tjedne
• Dnevne (protočne HE)
13
Akumulacije u RH - podaci
Naziv Volumen [hm3] Vrijeme pražnjenja [dana] Površina [km2] Visina avg [m] Pražnjenje [h/m] Vrsta
Buško Blato 782,00 129,30 55,80 14,01 221,43 S/G
Peruća 541,00 52,18 15,00 36,07 34,72 S
Kruščica 128,00 24,69 3,90 32,82 18,06 S
Dubrava 93,50 2,16 16,60 5,63 9,22 D
Čakovec 51,00 1,18 10,50 4,86 5,83 D
Lokve 31,00 19,29 2,10 14,76 31,36 S
Lešće 25,70 2,42 1,40 18,36 3,16 T
Štikada 13,60 2,62 2,00 6,80 9,26 T
Gorica 9,30 1,20 1,00 9,30 3,09 D
Varaždin 8,00 0,19 3,00 2,67 1,67 D
Lepenica 5,15 3,20 0,70 7,36 10,45 T
Sabljaci 3,30 0,67 0,50 6,60 2,44 D
Pranćevići 3,10 0,16 0,16 19,38 0,20 D
Selište 2,34 0,45 0,10 23,40 0,46 D
Djale 2,30 0,12 0,20 11,50 0,25 D
Razovac 1,84 0,53 0,30 6,13 2,08 D
Bajer 1,50 0,93 0,50 3,00 7,47 D
Lipa 1,38 0,23 0,30 4,60 1,19 D
Gusić polje 1,30 0,25 0,25 5,20 1,16 D
Valići 0,40 0,22 0,05 8,00 0,66 D
Bukovnik 0,20 0,04 0,05 4,00 0,24 D
14
Najveće akumulacije u RH
15
Kaskade u RH
16
HE na Dravi
17
Mrežnica - Dobra
18
HES Senj
19
Sliv Cetine
20
Izazovi u modeliranju
• Hidroelektrane povezane u kaskadu
• Utjecaj visine vode na proizvodnu snagu hidroelektrana (snaga proporcionalna protoku i padu)
• Isparavanje
• Procjeđivanje
• Nepredvidivost dotoka
• Krivulja trajanja protoka (dnevni ili satni srednjak)
21
CLIM-RUN?
Modeli i algoritmi
• Simulacija
• Optimizacija
22
23
Simulacija
• Eksperimentalna metoda za proučavanje stvarnog procesa pomoću njegovog modela
• Simuliranje se odvija izvođenjem posebnog programa - simulatora - na računalu
• Naročito korisna kod složenih sustava
24
Optimizacija
• Traganje za načinom rada sustava koji zadovoljava postavljene ciljeve na najbolji način uz pridržavanje određenih ograničenja
• U računalim simulacijama ekonomskih problema oprimizacija se najčešće ostvaruje pomoću linearnog programiranja – tehnike operacijskih istraživanja
Simulacijske faze
25
• Korak: 1-30+ godina
• Proširenje kapaciteta LT Plan
• Korak:1+ godina
• Dekompozicija ograničenja MT Plan
• Korak: minute – mjeseci
• Kronološka simulacija ST Plan
Kvaliteta rezultata?
• Ovisi o:
• Kvaliteti simulacijskog alata
• Kvaliteti modela
• Iskustvu korisnika
• ...
• Kvaliteti ulaznih podataka !!!
26
CLIM-RUN?
Kvalitetni dugoročni podaci
• Kako promjena klime utječe na promjenu lokalne hidrologije?
• Odgovori mogu pomoći pri:
• Donošenju odluka o izgradnji novih proizvodnih objekata (LT Plan)
• Revitalizaciji postojećih hidroelektrana
• Dekomisiji (odnosno ne ulaganju u neke od postojećih hidroelektrana)
• Uvidu u ovisnost o drugim energentima (posljedično i na količine CO2 emisija)
27
Korisni dugoročni podaci
• Prostorni prerazmještaj oborina
• Promjene u ukupnoj količini (godišnjoj) oborina
• Promjene temperatura (topljenje snijega, isparavanje)
• Promjene u karakteru (rasporedu) oborina tijekom godine
28
Izgradnja novih HE?
Planiranje rada postojećih HE
Utjecaj na planiranje rada
• Kvaliteta dugoročnih procjena (nekoliko mjeseci do nekoliko godina) direktno je proporcionalna s kvalitetom odluka o:
• Planiranim remontima proizvodnih objekata
• Sezonskom korištenju vode u akumulacijama
• Sklapanju ugovora za plin i ugljen
• Planiranju uvoza
29
Kvalitetni kratkoročni podaci
• Gdje su korisni kratkoročni podaci?
• Spriječavanje mogućih preljeva – čuvanje ‘energenta’ (naglašeno kod manjih akumulacija)
• Određivanje optimalnog voznog reda protočnih hidroelektrana
• Određivanje optimalnog voznog reda hidroelektrana s akumulacijama kratkog vremena pražnjenja
30
Hvala na pažnji!
31