Vodná Energia

5,246 views

Published on

Published in: Technology, Business
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
5,246
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
196
Actions
Shares
0
Downloads
33
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Vodná Energia

  1. 1. Kurz OBNOVITEĽNÉ ZDROJE ENERGIE časť VODNÁ ENERGIA Prof. Ing. Peter Dušička, PhD. Katedra hydrotechniky Stavebná fakulta STU Bratislava
  2. 2. <ul><li>Členenie prednášky: </li></ul><ul><li>Čo je to vodná elektráreň? </li></ul><ul><li>Význam a funkcie vodných elektrární pre elektrizačnú sústavu </li></ul><ul><li>Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie </li></ul><ul><li>Delenie vodných elektrární </li></ul><ul><li>Vodné elektrárne (príklady) </li></ul><ul><li>Malé vodné elektrárne (príklady) </li></ul><ul><li>Záver </li></ul>
  3. 3. <ul><li>Vodná elektráreň = </li></ul><ul><li>výrobňa elektrickej energie </li></ul><ul><li>premieňajúca vodnú energiu </li></ul><ul><li>vodného zdroja na energiu elektrickú </li></ul><ul><li>(STN 75 0128 Názvoslovie využitia vodnej energie) </li></ul><ul><li>súčasť viacúčelovej VS </li></ul><ul><li>jednoúčelová VS (len energetické využitie) </li></ul><ul><li>Hlavné výrobné objekty VE: </li></ul><ul><li>strojovňa – časti: </li></ul><ul><ul><li>stavebná </li></ul></ul><ul><ul><li>technologická: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>strojná (turbíny, uzávery, hrablice atď.) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>elektro (generátor, rozvody atď.) </li></ul></ul></ul><ul><li>prevádzková budova </li></ul><ul><li>rozvodňa </li></ul><ul><li>2-ja prevádzkovatelia: </li></ul><ul><li> energetický = Slovenské elektrárne – Enel a.s. </li></ul><ul><li> vodohospodársky = Slovenský vodohospodársky </li></ul><ul><li>podnik š.p. </li></ul>VS a VE Krpeľany na Váhu 1. Čo je to vodná elektráreň?
  4. 4. 1. Čo je to vodná elektráreň? Prietoky vody vo vodných tokoch:  sú premenlivé v čase  nemusia sa vyskytovať práve vtedy, keď je zvýšený dopyt po energii (energetická špička)  môžu sa vyskytovať práve vtedy, keď nie je dopyt po energii (nočné pásmo, víkendy) Regulácia prietoku je možná nádržami  VE majú zabezpečenosť dodávky EE
  5. 5. 2. Význam a funkcie VE pre ES Význam vodných elektrární vyplýva z ich funkcií, ktoré poskytujú pre elektrizačnú sústavu. Energetické funkcie VE: 1. statické - výkonová služba (plánovaná) - transfer energie (možný len u PVE) 2. dynamické (len regulačné VE - je potrebný V Z ) - preberanie strmých špičiek - výkonová záloha - z kľudu: VE Gabčíkovo - cca 150 s PVE Č. Váh - T/Č cca 120/170 s VE Madunice - 30 s (v minulosti náhradný zdroj vlastnej spotreby JE A1) - točivá rezerva - regulácia frekvencie a odovzdávaného výkonu - stroje v chode - primárna do 30 s (napr. VEG 8 x 4,5 MW = 36 MW) - sekundárna do 2 min.
  6. 6. 2. Význam a funkcie VE pre ES výroba EE = spotreba EE + prenosové straty Zosúladenie hydrologicko-hydraulických pomerov a požiadavkami ES = vodohospodársko-energetický plán VE transfer energie - PVE Zdroje na pokrytie DDZ:  jadrové elektrárne  tepelné elektrárne  vodné elektrárne
  7. 9. <ul><li>využívanie energie vodných tokov  základný zdroj získavania energie </li></ul><ul><li>hydroenergetický potenciál = prírodné bohatstvo každej krajiny </li></ul><ul><li>využíva sa vo VE a MVE </li></ul><ul><li>primárny technicky využiteľný hydroenergetický potenciál = HEP </li></ul><ul><li>HEP = súčet E r na realizovaných a technicky </li></ul><ul><li> realizovateľných VE a MVE </li></ul><ul><li>vyspelé európske štáty  využitie HEP na 65 až 95 % </li></ul><ul><li>SR  využitie HEP len na 56,4 % </li></ul>3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie
  8. 10. <ul><li>doteraz najväčší výrobca EE v SR = Slovenské elektrárne – Enel a.s. </li></ul><ul><li>HEP  významný zdroj EE </li></ul><ul><li>po 2008  zvýšenie podielu HEP (odstavenie EBO V1, parné bloky EVO, ENO) </li></ul><ul><li>(zdroj informácií = Výročná správa SE a.s. za rok 2004) </li></ul>celkove P i = 6 877 MW celkove E R = 25 576 GWh 3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie
  9. 11. <ul><li>Silné stránky využívania HEP: </li></ul><ul><li>(v porovnaní s inými energetickými zdrojmi - napr. uhlie, jadro) </li></ul><ul><li>obnoviteľný zdroj </li></ul><ul><li>vlastný zdroj (s výnimkou hraničných tokov) </li></ul><ul><li>pohotový zdroj = regulačné schopnosti </li></ul><ul><li>neznečisťuje ovzdušie a neprodukuje odpad </li></ul><ul><li>relatívne nízke prevádzkové náklady pri dlhej životnosti (50 ~ 100 rokov) </li></ul><ul><li>vyžaduje relatívne malý počet prevádzkových zamestnancov (diaľkové riadenie) </li></ul><ul><li>pri citlivom a technicky správnom riešení nespôsobuje devastáciu prírodného </li></ul><ul><li>prostredia, transformuje ho na novú kvalitu, pričom pri celkovom </li></ul><ul><li>zhodnotení všetkých efektov býva využitie HEP ekologicky prínosné </li></ul>3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie
  10. 12. <ul><li>Slabé stránky využívania HEP </li></ul><ul><li>dajú vnímať z rôznych hľadísk  pre SR je charakteristické: </li></ul><ul><ul><li>rezortné hľadisko </li></ul></ul><ul><ul><li>ekologické hľadisko </li></ul></ul><ul><ul><li>skresľovanie bilančných hodnôt HEP </li></ul></ul><ul><li>1. Rezortné hľadisko </li></ul><ul><li>výroba EE z vody je doteraz vo veľkej väčšine sústredená v  SE a.s. , </li></ul><ul><li>ktoré patria do rezortu Ministerstva hospodárstva SR ( MH SR ). </li></ul><ul><li>Tento rezort v podstate riadi energetiku a jej ďalší rozvoj. </li></ul><ul><li>voda = nositeľka primárnej energie podlieha správe Slovenského vodohospodárskeho podniku š.p. ( SVP š.p . ), </li></ul><ul><ul><li>= patril do rezortu Ministerstva pôdohospodárstva SR, </li></ul></ul><ul><ul><li>= v súčasnosti rezort Ministerstva životného prostredia SR ( MŽP SR ). </li></ul></ul><ul><li>Tieto rezorty majú rozdielny pohľad na výrobu EE z vody ! </li></ul>3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie
  11. 13. <ul><li>Ekologické hľadisko </li></ul><ul><li>z hľadiska ekológov  negatívne vplyvy využívania HEP </li></ul><ul><li> na okolité prírodné a životné prostredie: </li></ul><ul><ul><li>zmena prietokových pomerov </li></ul></ul><ul><ul><li>zvýšenie sedimentačnej resp. eróznej činnosti toku </li></ul></ul><ul><ul><li>zmena režimu podzemnej vody </li></ul></ul><ul><ul><li>priechodnosť rýb a vodných živočíchov cez stupne na tokoch </li></ul></ul><ul><ul><li>potenciálny únik mazadiel (ropných látok) </li></ul></ul><ul><ul><li>zmena kvalitatívnych vlastností vody </li></ul></ul><ul><ul><li>ohrozenie vodných živočíchov chodom turbín </li></ul></ul><ul><ul><li>zmeny druhového zloženia vodných organizmov </li></ul></ul><ul><ul><li>ovplyvnenie brehových porastov </li></ul></ul><ul><ul><li>hlučnosť prevádzky </li></ul></ul><ul><ul><li>záber pozemkov a zásahy do územia počas výstavby </li></ul></ul><ul><ul><li>urbanistický zásah do okolitého krajinného prostredia </li></ul></ul><ul><ul><li>ovplyvnenie rekreačnej plavby </li></ul></ul><ul><li>väčšina týchto vplyvov sa však dá vhodnými opatreniami značne eliminovať </li></ul><ul><li>kritika vyplýva väčšinou z neznalosti technického riešenia </li></ul><ul><li>a prevádzky VE alebo MVE, resp. z  apriórnej zaujatosti </li></ul>3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie
  12. 14. <ul><li>Skresľovanie bilančných hodnôt HEP </li></ul><ul><li>pri hodnotení stupňa využívania HEP sa obvykle sleduje % využitia </li></ul><ul><li>problém nastal s bilančnou hodnotou HEP </li></ul><ul><li>pôvodne bola hodnota HEP pre územie Slovenska určená výskumnými </li></ul><ul><ul><li>prácami na 7 361 GWh/rok pri inštalovanom výkone okolo 2 575 MW </li></ul></ul><ul><li>v poslednom období sa začala publikovať „upresnená“ hodnota HEP 6 607 GWh/rok - v odbornej verejnosti sa nazýva aj ako „ekologický“ HEP </li></ul><ul><li>k hodnote tohoto HEP dospeli autori tak, že od hodnoty 7 361 GWh/rok odrátali priemerné ročné výroby tých lokalít VE a MVE, proti ktorým boli zo strany ochrany prírody vznesené námietky </li></ul><ul><li>nie je známe, že by lokality, ktoré sa vyradili, boli dôsledne posudzované podľa metód posudzovania vplyvu stavieb na životné prostredie, t.j. podľa Zákona o posudzovaní vplyvov na životné prostredie (predtým č.124/94, teraz č. 24/2006) </li></ul><ul><li>nie sú známe ani variantné riešenia vyradených lokalít, ktoré sú pre posudzovací proces v zmysle zákona potrebné </li></ul>3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie
  13. 15. <ul><ul><li>do roku 1997  oficiálne materiály SE a.s., MH SR, MŽP SR a pod. </li></ul></ul><ul><ul><li>= hodnota HEP 7 361 GWh/rok </li></ul></ul><ul><ul><li>„ upresnená“ hodnota „ekologického“ HEP 6 607 GWh/rok  Aktualizovaná energetická koncepcia pre SR do roku 2005, prijatá Uznesením vlády v 1997 </li></ul></ul><ul><ul><li>číselná hodnota „upresneného“ resp. „ekologického“ HEP 6 607 GWh/rok je nižšia ako 7 361 GWh/rok - rozdiel 754 GWh/rok prestavuje: </li></ul></ul><ul><ul><li> 4,5 násobok priemernej ročnej výroby VE Žilina (najnovšej VE v SR) </li></ul></ul><ul><ul><li> viac ako 1/4 priemernej ročnej výroby VE Gabčíkovo </li></ul></ul><ul><ul><li> nejedná sa teda o žiadnu zanedbateľnú hodnotu! </li></ul></ul><ul><ul><li>táto skutočnosť priamo ponúka možnosť manipulovať s tak dôležitou hodnotou pre energetickú bilanciu, akou je stupeň využitia HEP SR </li></ul></ul><ul><ul><li>podľa dostupných údajov bol využitý HEP v roku 1997 na úrovni 4 134 GWh/rok </li></ul></ul><ul><ul><li>ak vztiahneme tento údaj: </li></ul></ul><ul><ul><li> k pôvodnej hodnote HEP 7 361 GWh/rok = využitie HEP 56,4 % </li></ul></ul><ul><ul><li> k „upresnenej“ hodnote HEP 6 607 GWh/rok = využitie HEP 62,5 % </li></ul></ul>3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie
  14. 16. <ul><ul><li>bez reálneho využitia HEP našich tokov = výstavby jedinej VE alebo MVE sme sa teda takto priblížili k vyspelým krajinám Európskej únie!!! </li></ul></ul><ul><ul><li>ak sa konkrétna VE alebo MVE nemôže v súčasnosti realizovať </li></ul></ul><ul><ul><li>z akýchkoľvek dôvodov: </li></ul></ul><ul><ul><li> ekologických </li></ul></ul><ul><ul><li> ekonomických </li></ul></ul><ul><ul><li> legislatívnych a pod. </li></ul></ul><ul><li>neznamená to ešte jednoznačne, že v budúcnosti pri zmene </li></ul><ul><li>týchto podmienok nemôže byť realizovaná!!! </li></ul><ul><ul><li>nevybudovaním VE alebo MVE totiž HEP daného úseku </li></ul></ul><ul><ul><li>vodného toku nezaniká!!! </li></ul></ul><ul><ul><li>uvádzanie takto „upresnenej“ hodnoty HEP ako bilančnej hodnoty </li></ul></ul><ul><ul><li>sa nedá považovať za korektné a skresľuje celkovú bilanciu </li></ul></ul>3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie
  15. 17. 3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie
  16. 18. 4. Delenie vodných elektrární <ul><li>Uplatňujú sa rôzne hľadiská: </li></ul><ul><li>1. podľa inštalovaného výkonu </li></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>nad 10 MW </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>do 10 MW – MVE (STN 73 6881) </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><li>2. podľa možností hospodárenia s vodou </li></ul><ul><li>A. prietočné </li></ul><ul><li>B. regulačné a) s prirodzenou akumuláciou </li></ul><ul><li> b) s umelou akumuláciou </li></ul><ul><li> c) so zmiešanou akumuláciou (prirodzenou aj umelou) </li></ul><ul><li>Prietočné VE (spracúvajú okamžité prietoky): </li></ul><ul><li>prietoky cez vzdúvacie stavby bez V z </li></ul><ul><li>pod vyrovnávacími nádržami – využitie Q n </li></ul><ul><li>vodojemy - odbery </li></ul><ul><li>biologické prietoky (pri prepúšťaní cez vzdúvací objekt) </li></ul><ul><li>Regulačné VE - podľa časového hľadiska – regulácia prietoku: </li></ul><ul><li>krátkodobá (denná, týždenná) </li></ul><ul><li>sezónna (v rámci roka) </li></ul><ul><li>dlhodobá (viacročná) </li></ul>
  17. 19. 5. Vodné elektrárne (príklady) PVE Čierny Váh VE Gabčíkovo
  18. 20. 5. Vodné elektrárne (príklady) stupeň Čunovo (MVE Mošoň + VE Čunovo) stupeň Gabčíkovo (MVE S7 + VEG) 1. VE Gabčíkovo 8 x 90,0 = 720,00 MW 2. VE Čunovo 4 x 6,07 = 24,28 MW 3. MVE Mošoň 2 x 0,61 = 1,22 MW (+ 2 x 0,61 = 1,22 MW) 4. MVE S7 2 x 0,52 = 1,04 MW 5. MVE Dobrohošť 2 x 1,10 = 2,20 MW (pripravovaná) MVE Dobrohošť VD GABČÍKOVO
  19. 21. 5. Vodné elektrárne (príklady)
  20. 22. 5. Vodné elektrárne (príklady) PVE Čierny Váh
  21. 23. 5. Vodné elektrárne (príklady) PVE Čierny Váh
  22. 24. 5. Vodné elektrárne (príklady) PVE Čierny Váh
  23. 25. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Liptovská Mara VS a VE Bešeňová
  24. 26. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Liptovská Mara
  25. 27. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Liptovská Mara - Bešeňová
  26. 28. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Hričov
  27. 29. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Hričov
  28. 30. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Hričov
  29. 31. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Mikšová
  30. 32. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Mikšová
  31. 33. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Považská Bystrica
  32. 34. <ul><li>MVE – história vzniku na Slovensku </li></ul><ul><li>MVE vznikali na našom území už koncom 19. storočia predovšetkým pre potrebu: </li></ul><ul><ul><ul><li>rudných baní </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>úpravní rúd </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>železiarní </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>ako prídavné zariadenia najmä pri mlynoch a pílach </li></ul></ul></ul><ul><li>často boli kombinované s parnými strojmi a s tepelnými elektrárňami </li></ul><ul><li>už v roku 1911 bolo na Slovensku 13 MVE pre verejné zásobovanie </li></ul><ul><li>v roku 1930 viac ako 2 650 prevádzok, z ktorých : </li></ul><ul><ul><li>96 malo zmiešanú prevádzku (mechanická transmisia + výroba EE) </li></ul></ul><ul><ul><li>len 49 samostatných vodných elektrární – príklady: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>z oblasti banských prevádzok = Kremnická kaskáda 3 MVE, zásobená vodou privádzačom z toku Turca (Turčekovský vodovod) + najstaršie MVE v Smolníku, Žakarovciach a Krompachoch </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>z oblasti hutníckej = sústava MVE pre železiarne v Podbrezovej (Piesok, Podbrezová, Lopej, Dubová a Jasenie) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>pre lesné železnice = MVE v Ľubochni, Poprade </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>pre kúpele Rajecké Teplice, Korytnica, Trenčianske Teplice, Vyšné Ružbachy </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>pre papierne Harmanec (MVE Ulmanka, Harmanec I, Harmanec II a Jakub), pre papiereň a celulózku MVE Ružomberok a mnoho ďalších </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>- po roku 1948 väčšina z nich neobstála a  bola postupne zlikvidovaná </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>alebo aspoň vyradená z prevádzky (v mnohých prípadoch sa ešte dajú obnoviť) </li></ul></ul></ul>6. Malé vodné elektrárne (príklady)
  33. 35. 6. Malé vodné elektrárne (príklady) MVE - stavba vodohospodárska a energetická - primárna funkcia = výroba elektrickej energie pohľad na postavenie a funkcie MVE sa menil s historickým vývojom energetiky vodné elektrárne = jednými z prvých elektrární na našom území dodávka EE - napred pre samostatné prevádzky - neskôr po vybudovaní jednotnej ES boli zapojené do ES s postupným zvyšovaním spotreby EE = budovanie nových zdrojov (vodné, tepelné alebo jadrové) výkonovo oveľa väčšie, ako 10 MW  zmena postavenia MVE = stali sa v podstate zdrojmi doplnkovými význam MVE = predovšetkým v regionálnej energetike – lokálne vylepšujú bilanciu výroby EE
  34. 36. 6. Malé vodné elektrárne (príklady) <ul><li>údaje Výskumného ústavu energetického : </li></ul><ul><li>na Slovensku je hodnota primárneho technicky využiteľného hydroenergetického potenciálu v  inštalovanom výkone pripadajúceho na MVE 340 MW </li></ul><ul><li>k  31.12.2001 bolo v SR zaregistrovaných 186 MVE s inštalovaným výkonom 57,33 MW , čo predstavuje </li></ul><ul><li>využitie len na 16,86 % </li></ul>
  35. 37. 6. Malé vodné elektrárne (príklady) <ul><li>Delenie MVE z hľadiska umiestnenia výroby - 3 skupiny: </li></ul><ul><li>1. MVE, ktoré dodávajú všetku vyrobenú energiu do sústavy </li></ul><ul><li>MVE, ktoré sa využívajú prednostne na krytie vlastnej spotreby , </li></ul><ul><li>iba prebytky sa dodávajú do sústavy </li></ul><ul><li>3. MVE, ktoré sa využívajú výlučne na krytie vlastnej spotreby a nie sú pripojené do sústavy </li></ul>
  36. 38. MVE pri Zamkovského chate (Malá studená dolina) P i = 35 kW 6. Malé vodné elektrárne (príklady)
  37. 39. MVE Liptovská Kokava - mlyn na Belej  P i = 14 kW, E r = 100 MWh 6. Malé vodné elektrárne (príklady)
  38. 40. MVE Trnovec na Váhu  P i = 800 kW, E r = 3,8 GWh 6. Malé vodné elektrárne (príklady)
  39. 41. MVE Turá na Hrone  P i = 1 500 kW, E r = 6,6 GWh 6. Malé vodné elektrárne (príklady)
  40. 42. <ul><li>MVE Málinec II a MVE Málinec III </li></ul>6. Malé vodné elektrárne (príklady)
  41. 43. <ul><li>Vodná nádrž a privádzač vody v Múzeu liptovskej dediny v Pribyline </li></ul>6. Malé vodné elektrárne (príklady)
  42. 44. <ul><li>Predstava o ďalšom smerovaní pri výskume využívania HEP: </li></ul><ul><li>1. Využívanie HEP na jestvujúcich VE </li></ul><ul><ul><ul><li>znižovanie hydraulických strát </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>interakcia regulačnej prevádzky VE a plavby </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>VE Gabčíkovo </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>dolný Váh </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>úsek Kráľová – Komárno </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>príprava plavby po Piešťany </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>kritérium maximálneho zisku </li></ul></ul></ul><ul><li>2. Výskum a návrh nových VE a MVE </li></ul><ul><ul><ul><li>VE Sereď </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>MVE na hornom Váhu III (úsek Bešeňová – Krpeľany) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>MVE na Hrone (zatiaľ minimálne využitý) </li></ul></ul></ul>7. Záver
  43. 45. rok vydania 1998 rok vydania 2003 Publikačná činnosť:
  44. 46. VE Ladce 1936 ~ 2006 = 70 rokov prevádzky hať a odberný objekt Dolné Kočkovce – prívod vody k VE Ladce Ďakujem za pozornosť

×