Planowanie Projektów Odnawialnych Źródeł

Slajd 1
Lennart Tyrberg, Energy Agency of Southeast Sweden
Planowanie Projektów
Odnawialnych Źródeł Energii
Energia wody
Przygotowane przez: Mgr inż. Andrzej Michalski
Zweryfikowane przez: Dr inż. Andrzej Tonderski, POMCERT
1
Part financed by the European Union
(European Regional Development Fund)
Slajd 2
Lennart Tyrberg, Energy Agency of Southeast Michalski,
Sweden
Tonderski, 2014, POMCERT
1. Wprowadzenie
2. Wykorzystanie energii wodnej
3. Elektrownie wodne szczytowo-pompowe
4. Elektrownie wodne zanurzone
5. Elektrownie wodne z tamą
6. Mocne strony
2
Part financed by the European Union
(European Regional Development Fund)
Slajd 3
Wprowadzenie
Lennart Tyrberg, Energy Agency of Southeast Michalski,
Sweden
Tonderski, 2014, POMCERT
•Ruch wody to egzergia
•Łatwość wykorzystania wody w
produkcji energii elektrycznej
•Różne formy elektrowni wodnych
http://www.energiaidom.pl
3
Part financed by the European Union
(European Regional Development Fund)
Energia znajdująca się w ruchu wody to w zasadzie egzergia i ponieważ jest również rodzajem
energii w energii elektrycznej, woda jest wykorzystywana do produkcji energii elektryczne.
Energia przepływającej wody może przybierać różne formy:
- Energia fal
- Energia pływów
Slajd 4
Wykorzystanie energii wodnej
Lennart Tyrberg, Energy Agency of Southeast Michalski,
Sweden
Tonderski, 2014, POMCERT
•Energia fal:
-warunki: fala 1-2 m
•Energia pływów:
-warunki: zakres pływów co najmniej
kilka metrów
-wykorzystanie turbin
http://eas.itc.pw.edu.pl
4
Part financed by the European Union
(European Regional Development Fund)
Energia fal. Wzdłuż zachodniego wybrzeża Europy aż do Atlantyku, kilka miejsc nadaje się do
wybudowania elektrowni wykorzystujących energię fal. Warunkiem jest, aby normalna
wysokość fali była duża na przynajmniej 1-2 metry. Jednak w tym materiale nie zostaną
wspomniane tego rodzaju instalacje.
Energia pływów. Najczęstszym sposobem jej wykorzystania jest umożliwienie fali wypełnienia
zbiornika i opróżnienia go ponownie za pomocą zestawu turbin. Również podczas
napełniania woda może być kierowana przez turbiny. Aby było to możliwe, zakres pływów
musi wynosić co najmniej kilka metrów I jest tak tylko w kilku miejscach wzdłuż europejskich
wybrzeży. Ponownie, ten typ instalacji nie będzie omawiany szerzej.
Slajd 5
Elektrownie szczytowo-pompowe
Lennart Tyrberg, Energy Agency of Southeast Michalski,
Sweden
Tonderski, 2014, POMCERT
•Pompowanie ze zbiornika niskiego
poziomu do zbiornika wysokiego
poziomu – kiedy zapotrzebowanie na
energię jest niskie
•Gdy zapotrzebowanie jest wysokie,
pompuję się wodę w dół – wytwarzając
energię
•Straty energetyczne podczas
pompowania
•Możliwe role elektrowni wodnej z
przepompownią
•Wymagania dla lokalizacji elektrowni
wodnej
www.wiw.pl
5
Part financed by the European Union
(European Regional Development Fund)
Elektrownie szczytowo-pompowe. Podczas procesu, woda jest pompowana ze zbiornika
niskiego poziomu do zbiornika wysokiego poziomu podczas części dnia, kiedy
zapotrzebowanie na energię jest niskie. Podczas gdy zapotrzebowanie rośnie, pozwala się aby
woda ponownie przepływała w dół ze zbiornika przez pompy - która działają wtedy jako
turbiny - i energia jest wytwarzana. Jest oczywiste, że skoro wystąpią straty energii poprzez
pompowanie i ponieważ ponownie wystąpią w procesie wytwarzania energii
elektrycznej,elektrownia szczytowo-pompowa zawsze będzie powodowała stratę energii.
Jednak, ponieważ wykorzystuje ona "nadwyżki" energii elektrycznej, a następnie zasila w
okresach szczytu, to może jeszcze bronić swojego miejsca w zoptymalizowanym systemie
energetycznym. Możliwością elektrowni szczytowo-pompowej jest na przykład
przechowywanie "nadmiaru" energii elektrycznej ze źródeł przerywanych takich jak energia
fotoelektryczna lub wiatrowa. Wymogiem powstania elektrowni szczytowo-pompowej jest w
zasadzie krajobraz zapewniający wystarczająco duże i wysokie wzgórze mieszczące zbiornik
górny, a jej wysokość jest wystarczająca by elektrownia mogła działać. W sąsiedztwie musi
również znajdować się rzeka odbierająca wodę.
Slajd 6
Elektrownie wodne zanurzone
Lennart Tyrberg, Energy Agency of Southeast Michalski,
Sweden
Tonderski, 2014, POMCERT
•Wykorzystanie energii z wody płynącej
w rzece, podobnie jak elektrownie
wiatrowe wykorzystują energię wiatru
•Prawie niewidoczne
•Ograniczenia z powodu „granicy Betza”
6
Part financed by the European Union
(European Regional Development Fund)
Elektrownie zanurzone. Ten typ elektrowni wodnych może być opisany jako pękata łódź
podwodna zakotwiczona w dnie rzeki. Podobnie jak w przypadku pospolitych elektrowni
wiatrowych, wykorzystują energię z wody płynącej w rzece i mogą być prawie niewidoczne.
Podobnie jak w przypadku typowych turbin wiatrowych, będą są ograniczane z powodu
ograniczenia znanego jako "granicy Betz’a", gdzie teoretyczne maksimum mocy elektrycznej
wynosi około 60% całkowitej energii przepływającej wody.
Slajd 7
Elektrownie wodne z tamą
Lennart Tyrberg, Energy Agency of Southeast Michalski,
Sweden
Tonderski, 2014, POMCERT
•„Tradycyjna” elektrownia wodna
•Blokada częściowa lub całkowita
przepływu rzeki, aby dostarczyć
rezerwuar wodny i zachować różnicę
wysokości między turbinami
•Całkowita wydajność takiej elektrowni
przekracza 95%
fizyka.net.pl
7
Part financed by the European Union
(European Regional Development Fund)
Elektrownie z tamą. Jest to “tradycyjna” elektrownia wodna, gdzie tama blokuje całkowicie
lub częściowo przepływ rzeki aby: (1) dostarczyć rezerwuar wodny o wystarczającej objętości,
(2) zachować stałą wysokość, dzięki czemu różnicy wysokości są obecne pomiędzy turbinami.
Całkowita wydajność takiego typu elektrowni wodnej – np. stosunek wyprodukowanego
prądu do spoczynkowej (ukrytej) energii w wodzie przekracza 95%
Slajd 8
Mocne strony
Lennart Tyrberg, Energy Agency of Southeast Michalski,
Sweden
Tonderski, 2014, POMCERT
•Tama: szybka i prosta do kontrolowania
•Może służyć dla zrównoważenia sieci
energetycznej
•Wpływ na środowisko naturalne jest
nikły pod warunkiem dostosowania do
krajobrazu, ścisłej kontroli ilości wody w
zaporze, instalacji przejść dla ryb
•Możliwość stworzenia jeziora do
połowów lub atrakcji turystycznej z
elektrowni wodnej
•Razem z biomasą stałą są dominujące na
rynku OZE
Powiatgrudziadzki.pl
8
Part financed by the European Union
(European Regional Development Fund)
Główną cechą użycia elektrowni wodnych do wytwarzania energii elektrycznej przy użyciu
tradycyjnej techniki – tamy - jest to, że jest szybka i prosta do kontrolowania. Przepływ wody
przez turbiny może być kontrolowany w ciągu sekund lub minut, dlatego elektrownie wodne
służą do zrównoważenia sieci elektrycznej.
Zapora może sama w sobie mieć poważny wpływ na środowisko naturalne, w zależności od
lokalnych warunków, ale może być również przekształcona w coś pozytywnego, jeśli tylko
zostaną podjęte właściwe kroki: instalacja przejść dla ryb i ściśle kontrolowana ilość wody w
zaporze. Istnieją przykłady gdzie sama tama z powodzeniem została wprowadzona do obrotu
jako jezioro do połowów i gdzie turystyka kwitnie wokół elektrowni wodnej. Również stacje o
mikro-mocy - zaledwie kilkaset kW lub więcej - mogą być wbudowane w stare młyny wodne,
a tym samym przyczynić się do zachowania dziedzictwa kulturowego.
Energia wodna – razem z biomasą stałą – są dominujące jeśli chodzi o wykorzystanie
odnawialnych źródeł energii na świecie jak i w europejskim bilansie energetycznym. Istnieje
również ogromna liczba opuszczonych lub zamkniętych mikroelektrowni w całej Europie,
które mogą być odnowione I przywrócone do żywych. Mimo, że zasoby są używane na
szeroką skalę – jeszcze się nie wyczerpały.
Slajd 9
Lennart Tyrberg, Energy Agency of Southeast Sweden
THANK YOU!
Dziękujemy
!
THANK YOU
9
Part financed by the European Union
(European Regional Development Fund)