Главная \ Статьи и новости \ Микро - ГЭС как альтернативный источник энергии

Микро - ГЭС как альтернативный источник энергии

« Назад

06.11.2013 23:28

Введение

Большие, гидроэлектростанции (ГЭС) успешно используются уже на протяжении десятилетий, для обеспечения народного хозяйства  электричеством.  Те же самые принципы могут быть применены в гораздо меньших "Микро-ГЭС" масштабах для выработки электроэнергии для фермерских хозяйств, колхозов, малых деревень,  имеющих доступ к реке.  Такие ГЭС обычно производит менее 100 киловатт энергии.  Большой дом или небольшая ферма обычно потребляют всего 10 киловатт.

Микро-ГЭС используют энергию движущейся воды для выработки электроэнергии.  Эти системы обычно создают небольшую плотину для аккумулирования воды и затем по трубопроводу, вода подается к турбине, которая вращает вал генератора. Генератор в свою очередь вырабатывает электроэнергию. Если рельеф местности не позволяет возвести плотину, возможно использовать так называемые рукавные микро ГЭС. При этом блок турбина и генератор, заключается в герметичную капсулу и погружается в реку непосредственно невдалеке от места использования. Таким образом в рукавных ГЭС используется кинетическая энергия потока, без создания дополнительного напора.  Как правило, рукавные микро ГЭС производятся для мощностей до 10 кВт включительно. Каким образом оценить имеющийся гидроэнергетический потенциал.

Оценка потенциального места.

Чтобы принимать решение о строительстве микро-ГЭС, необходимо иметь доступ к реке, ручью т.е. к источнику возобновляемой энергии.  Кроме того необходимо решить некоторые юридические вопросы касающиеся права на использование данного источника воды.

Оценка установленной мощности.

Чтобы убедиться, что создание микро-ГЭС возможно, необходимо определить количество энергии, которое вы можете получить от проточной воды в данном месте.  Речь идет об определении двух вещей: Схема микро-ГЭС
H – напора,(обычно  в метрах);
Q – расхода (обычно  м.куб./сек).
После того как рассчитали напор и расход, можно использовать простое уравнение для оценки мощности для системы, КПД принимаем в общем случае η = 50-60%.
Уравнение выглядит следующим образом:
P = 9.81 x H × Q x η , кВт
Теперь можно приблизительно оценить потенциал имеющегося водного объекта и подбирать под него соответствующую гидроэнергетическую установку из номенклатуры производителей. Каким образом можно определить расход в данной точке реки? Самый простой способ получить данные из местного отделения гидрологической службы, сделав соответствующий запрос. Если не возможно получить такие данные, или они отсутствуют, необходимо провести собственные измерения расхода. Усредненный метод подразумевает замеры глубин в одном из сечений реки (где будет стоять установка), и замер скорости течения на данном участке реки. Умножив скорость на площадь, получим расход реки в данный момент времени на данном участке.

Следует иметь в виду, что сток реки очень сильно изменяется в течение года, кроме того сток реки меняется по годам (полноводные, средневодные и маловодные годы).  Если не рассматривать возможность строительства водохранилища, можно использовать в расчетах самый низкий средний расход реки в качестве основы для расчета рентабельности микро-ГЭС.

Определение местоположения микро-ГЭС

При определении потенциально возможного месторасположения микро-ГЭС, следует учитывать морфологию и геологию рельефа местности.  Важно создать по возможности максимальный напор на установке посредством строительства подводного канала, ведь чем больше напор, тем меньше можно создать расход для выработки той же мощности. При оценке места расположения установки, напор измеряется в метрах.  Необходимо так же учитывать характеристик канала или трубопровода, через который проходит вода. Как уже отмечалось выше, чем выше водоприемник  тем лучше, потому что вам нужно меньше воды для производства определенного количества энергии, и можно использовать более дешевое оборудование.  Низким считается напор менее 3 м.  При напоре 0,6 метров, использование микро-ГЭС невозможно и требуется рассмотреть вопрос об установке рукавной ГЭС. Следует иметь в виду, что  чистый напор равен напору НЕТТО минус потери на трение и турбулентность в трубопроводе.

Компоненты системы с микро-ГЭС.микро ГЭС

Системы с микро-ГЭС состоят из основных компонентов:  

  • Подводящие канал или трубопровод,  напорный трубопровод;
  • Турбина или водяное колесо - преобразует энергию текущей воды в энергию вращения ;
  • Генератор - преобразует энергию вращения в электрическую;
  • Регулятор - управляет генератором ;
  • Электромонтажный блок подводит электроэнергию к потребителю.

Коммерчески доступные турбины и генераторы, как правило, продаются в комплекте.  Такие системы требуют тщательного согласования генератора с турбиной по мощности и скорости вращения. Многие системы также используют инвертор для преобразования низкого напряжения постоянного тока, в 120 или 240 вольт переменного тока. Некоторые автономные системы используют аккумуляторные батареи для хранения электроэнергии, вырабатываемой системой,  так как гидроэнергетические ресурсы носят сезонный характер. Однако гидроэнергетические ресурсы менее подвержены сезонности чем ветер и солнце. Используемые аккумуляторные батареи, должны быть расположены как можно ближе к турбине, потому что это трудно передать низкое напряжения на большие расстояния.

Кроме того необходимо предусмотреть сороудерживающие решетки на водоприемнике, затворы для прекращения подачи воды к турбине и ряд других необходимых компонентов.

Экономика.

После определения предполагаемой мощности, можно определить,  имеет ли экономический смысл данная гидроэнергетическая установка.  Требуется сложить все предполагаемые расходы на разработку, строительство  и обслуживание микро-ГЭС в течение ожидаемого срока службы оборудования, и разделить сумму, на производительность системы в киловаттах.  Это покажет, сколько система будет стоить в рублях на киловатт.  Затем вы можете сравнить, этот показатель со стоимостью электроснабжения в данном районе строительства или стоимостью электроэнергии от других альтернативных источников.  Какими бы ни были большими первоначальные затраты на микро-ГЭС, как правило, стоимость обслуживания её незначительна, а время использования велико.  Кроме того, необходимо проанализировать государственные льготы, на федеральном и региональном уровне для инвестиций в возобновляемые источники энергии.  Они включают в себя налог на прибыль кредиты, льготы по налогу на имущество, кредитные программы и.т.д.

Разрешения на использование воды.

При принятии решения, о строительстве микро-ГЭС, необходимо знать местные и федеральные требования по получению разрешений и прав на использование воды в данном районе строительства. Необходимо знать как микро-ГЭС будет влиять на окружающую среду. Таким образом при проектировании такой установки, в проект должен быть добавлен раздел о воздействии на окружающую среду. При создании ГЭС имеющей плотину и водовод, также нужно определить, сколько воды отбирается от общего потока реки. Государство контролирует права на воду, возможно потребуется отдельное разрешение на право пользования водой для получения энергии,  даже если уже есть право на пользование водой для другого направления использования.



Комментарии


Комментариев пока нет

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.

Авторизация
Введите Ваш логин или e-mail:

Пароль :
запомнить