Bazele proiectării de produs - microhidrocentrale

Potentialul microhidroenergetic

Sursa hidro poate fi considerata prima sursa regenerabila de electricitate. Potentialul mondial reprezinta un avantaj care trebuie exploatat. Productia de energie hidro la începutul anilor 2000 a fost de 2.700 TWh pe an, cu o putere instalata de 740GW. Ea poate ajunge la 8.100 TWh în anul 2050 prin dublarea competitiva economic a puterii instalate. Tehnic exploatabili sunt 14.000 TWh din potentialul teoretic de 36.000 TWh.

Sursa cea mai importanta de energie regenerabila din Romania (în conformitate cu cerintele UE), o reprezinta energia hidro. Resursele de apa datorate raurilor interioare sunt evaluate la aproximativ 42 miliarde m3/an, dar in regim neamenajat se poate conta numai pe aproximativ 19 milioane m3/an, din cauza fluctuatiilor de debite ale raurilor.

In ceea ce priveste potentialul hidroenergetic al tarii noastre se apreciaza ca potentialul teoretic al precipitatiilor este de circa 230 TWh/an, potentialul teoretic al apelor de scurgere de aproximativ 90 TWh/an, iar potentialul teoretic liniar al cursurilor de apa este de 70 TWh/an.

Sursa hidro se ramifica in patru categorii:

1. Sursa hidro de mare putere (cu o putere mai mare de 10MW) este exploatata în proportie de 100% din potentialul sau maxim în tarile industrializate. Barajele permit stocarea de energie, furnizand-o in momentele de maxima necesitate a cererii. In diferite cazuri, bazinele de stocare a energiei in amonte sau in aval, permit o adevarata stocare de energie utilizand instalatii de tip turbo-alternatoare reversibile care realizeaza pompajul în perioada necritica. Aceasta forma de stocare a energiei este foarte utilizata in lume. In Franta, 4.200 MW sunt instalati in acest scop.

2. Sursa hidro de mica putere (cu o putere inferioara de 10MW) este constituita in parte de centralele de pe firul apei, functionarea lor depinzand in mare masura de debitul apei. Aceste mici centrale sunt utilizate pentru o productie descentralizata. Productia mondiala este estimata la 85 TWh. In Franta centralele hidro de mare putere au atins practic pragul de saturatie, ramanand de exploatat potentialul microhidro, care se estimează a fi de 4 TWh/an. O treime din aceasta ar putea fi obtinut prin ameliorarea instalatiilor existente, celelalte doua treimi, prin instalarea unor echipamente noi.

3. Energia mareelor poate fi utilizata pentru a produce electricitate. In Franta, uzina de profil de la Renace (240MW) a pus in practica aceasta tehnica de producere a electricitatii. Alte proiecte importante sunt studiate in Canada sau Anglia. Dar, realizarea acestor proiecte nu este sigura, deoarece se modifica considerabil ecosistemul local.

4. Valurile reprezinta imense zacaminte de energie. Puterea medie anuala pe coasta Oceanului Atlantic este cuprinsa intre 15 şi 80 kW/m de coasta. Energia valurilor nu se poate folosi însa pe scara larga. Prototipuri de centrale de acest gen sunt astazi în faza de analiza si testare.

Fig. 1 Distributia microhidropotentialului energetic in Romania

Pentru microhidrocentrale (MHC), economicitatea depinde de :

- amplasamentul si investiţia aferenta (inclusiv cheltuielile administrative);

- puterea instalata si productia de energie probabila (regimul debitelor, caderi);

- distanta fata de retea;

- necesitatile de intretinere (gradul de automatizare, exploatarea de la distanta , fiabilitatea);

- conditiile financiare si tariful de valorificare al energiei produse.

Amenajare

Microhidrocentralele pot fi amplasate fie in zone de munte, unde raurile sunt repezi, fie in zone joase, cu rauri mari. Mai jos sunt prezentate elementele principale ale unei amenajari hidro (Fig.2) precum si cele mai des intalnite patru tipuri de amenajari ale microhidrocentralelor(Fig.3).

Pentru schemele de caderi mari si medii, se folosesc combinatii de canal si conducta fortata. Daca terenul este accidentat constructia canalului este dificila, si atunci se utilizeaza numai conducta fortata care uneori poate fi ingropata. In amenajarile tip baraj turbinele sunt plasate în corpul barajului sau in imediata vecinatate a acestuia, astfel ca aproape ca nu mai este nevoie de canal sau de conducte. O alta optiune de amplasare a microturbinelor este utilizarea debitelor de la statiile de epurare a apei.