Probleme actuale privind construcția mașinilor reversibile

CAPITOLUL 1

1.1 INTRODUCERE

Problema acoperirii sarcinilor maxime zilnice si anuale este una dintre cele mai importante pe care trebuie sa le rezolve alientarea cu energie electrica. Varful zilnic de sarcina necesita centrale care sa functioneze numai o scurta perioada de timp in fiecare zi, iar varfurile cele mai mari de iarna necesita instalatii care sa funcitoneze numai cateva ore sau cateva zile pe an. In astfel de cazuri, prevederea unei puteri instalate suficiente care sa acopere sarcinile maxime din sistem necesita cheltuieli pentru centrale care aduc un venit foarte redus.

De aceea, in lumea intrega intreprinderile de alimentare cu energie electrica incurajeaza in toate modurile aplatizarea curbei de sarcina a sistemelor lor energetice, pentru a obtine o sarcina constante si deci mai economica, pentru centralele lor.

Sub aspect economic problema a fost rezolvata fixandu-se un pret special scazut de vanzare a energiei electrice in afara orelor de varf de sarcina si prin aplicarea unor tarife binome care taxeaza separat cererea maxima de putere si energia consumata.

Sub aspect tehnic, problema a fost rezolvata fie prin acumularea de energie produsa de centralele de baza in cursul orelor din afara varfului de sarcina, fie prin instalarea unor centrale speciale de varf, pentru care cheltuielile fixe sunt reduse.

Una din metodele de acumulare a energiei consta in pomparea apei intr-un rezervor de acumulare situat la o cota ridicata in timpul cand cererea de putere este scazuta si de a folosi apa acumulata astfel pentru a produce putere hidroelectrica in timpul perioadelor de varf. Acesta este principiul amenajarilor hidroenergetice cu acumulare prin pompaj. AHEAP.

Ideea pomparii apei in rezervoare situate la cote ridicate pentru a acumula energie a avut prima aplicatie in 1881 la Zurich unde a fost instalata o pompa cu o astfel de functie, pompa fiind cu piston. Prima pompa centrifugala a fost instalata in 1894 in Italia.

Utilizarea AHEAP in cadrul sistemelor hidroenergetice complexe creeaza noi posibilitati de rationalizare si regularizare, atat a debitelor de apa cat si a consumului de energie electrica, ceea ce are in final ca efect, cresterea simtitoare a elasticitatii sistemelor energetice si a sistemelor de distribuire a apei, in paralel cu reducerea pretului de cost a energiei electrice. Din preluarea datelor primare cuprinse intr-o angheta intreprinsa de revista “WaterPower”, la care au raspuns 32 de tari, rezulta unele concluzii importante privitor la dezvoltarea AHEAP:

1. La o tendinta de dublare, la fiecare 10 ani, a productiei de energie electrica, apar in dezvoltarea AHEAP o dublare a puterii instalate, la o perioada de 5 ani.

2. AHEAP se dezvolta cu prioritate in tari cu mari sisteme energetice, unde consumul de energie electrica prezinta mari fluctuatii (Anglia, Austria, Italia, SUA, Japonia) si unde rezervele de apa sunt limitate si se reclama o rationalizare a lor.

3. Constructia AHEAP de mare putere este determinata de dezvoltarea centralelor atomo-electrice, care sunt mari consumatoare de apa, ceea ce impune crearea unor retentii pentru utilizarea apei in circuit inchis.

4. Introducerea AHEAP in sistemele hidroenergetice usureaza luarea unor masuri privitor la protectia apei impotriva poluarii.

AHEAP, in evolutia lor au fost echipate dupa cum rezulta din figura:

a) Cu 4 grupuri

b) Cu 3 grupuri

c) Cu 2 grupuri: O masina hidraulica reversibila Turbina-Pompa (TP) cat si cu o masina electrica functionand ca motor si generator (MG).

Prima solutie de echipare a AHEAP a fost repede abandonata, luandu-I locul echiparea cu masini ternare, in special in Europa. Dupa 1950 ia un avant puternic echiparea AHEAP cu 2 masini: o masina TP si alta MG. Astfel s-a introdus masina hidraulica reversibila care este construita in asa fel incat sa functioneze in bune conditii atat ca turbina cat si ca pompa.

Echiparea AHEAP cu masini reversibile permite obtinerea unei economii importante. Astfel, in figura urmatoare se prezinta in procente, economia eralizata de 30-40%, chiar 50% in constructia AHEAP cu masini binare in locul mainilor ternare, atunci cand variaza turatia specifica Nsp, respectiv caderea Hp

Centrala devine si ea mai mica, obtinandu-se o economie de 10-15%. Desi randamentul masinii radiale reversibile este mai scazut decat cel al unei turbine Francis, dupa cum rezulta din figura urmatoare, si se ridica probleme dificile la porirea masnii reversibile ca pompa, si la trecerea dintr-o functionare la alta, aceasta masina se impune din ce in ce mai mult in constructia AHEAP