1. Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku, Građevinski fakultet Osijek
MALE
HIDROELEKTRANE
Korištenje vodnih snaga, 2011./2012. Napravio: Dino O.
1

2. Podjela hidroelektrana
velike HE
10 MW
male HE
500 kW
mini HE
100 kW
mikro HE
5 kW
piko HE
Napomena: Postoje i druge podjele
2

3.  Velike hidroelektrane
- Veće od 100 MW, isporučuju energiju u velike elektroenergetske
mreže
 Srednje hidroelektrane
- 10 – 100 MW, isporučuju energiju u mrežu
 Male hidroelektrane
- 0,5 -10 MW, isporučuju energiju u mrežu
 Mini hidroelektrane
- 100 – 500 kW, otočni rad ili isporučuju energiju u mrežu
 Mikro hidroelektrane
- 5 – 100 kW, obično daju energiju za malo naselje ili ruralnu
industriju
 Piko hidroelektrane
- Od nekoliko stotina vata do 5 kW; područja udaljena od mreže
3

4.  Mala hidroelektrana se prema postojećim
propisima u RH definira kao postrojenje za
iskorištavanje energije vodotokova s izlaznom el.
snagom od 10 kW do 10 MW
 Ne postoji točna definicija malih hidroelektrana,
npr. Portugal, Španjolska – 10 MW, Italija -3
MW, Švedska -1.5 MW, Francuska- 8 MW, Kina
-25 MW …
 u Europi, granica je 10 MW instalirane snage
4

5. Uvod
 Male HE imaju puno toga zajedničkog sa
velikim HE
 Početak korištenja malih HE 1883. godine
- Brazil – 2 generatora, ukupne snage 12 kW uz
pad 5 m
- Sj. Irska – 2 turbine, ukupne snage 40 kW uz
pad od 10 m
1895., Telluride, Colorado, SAD
5

6.  Općenito, hidroelektrane su postrojenja u
kojima se potencijalna i kinetička energija vode
preko turbine, generatora i ostalih dijelova
pretvara u električnu energiju
6

7.  Ključni postulat za MHE je:
Ne projektirati malu hidroelektranu kao
kopiju velike.
 Mala HE je postrojenje koje mora raditi bez posade, sa
automatskim puštanjem u pogon, sinhronizacijom na
mrežu i zaustavljanjem, kao i sa automatskom
regulacijom rada.
 Izostavljanje svih prostora i sadržaja koji prate mašinsku
zgradu većih HE ( ona se svodi na samo jednu prostoriju
s agregatom)
 Korištenje već postojećih i već adaptiranih objekata (
zgrade napuštenih vodenica, pilana, zatvaračnice, itd.)
7

8. Mala HE
8

9. Karakteristični dijelovi (malih) HE
 Sustav (male) HE se sastoji od sljedećih dijelova:
- brana ili pregrada
- zahvat
- dovod
- vodna komora ili vodostan
- tlačni cjevovod
- strojarnica (turbina, generator, …)
- odvod vode
9

10. Izvedbe malih hidroelektrana
 1) Niskotlačne MHE sa strojarnicom na dnu
brane
 2) Niskotlačne MHE sa sifonskim odvodom
 3) MHE integrirane unutar kanala za
navodnjavanje
 4) MHE ugrađena u vodoopskrbni sustav
10

11. 1) Niskotlačne MHE sa strojarnicom
na dnu brane
 U slučaju da je akumulacija izgrađena za druge
svrhe; ako brana već ima ispusni otvor
11

12. 2) Niskotlačne MHE sa sifonskim
odvodom
 U slučaju da brana nije previsoka, do visine 10 m;
turbine mogu biti smještene na vrhu brane ili na
nizvodnoj strani
12

13. 3) MHE integrirane unutar kanala za
navodnjavanje
 3.1. Ako je kanal dovoljno velik za smještaj
zahvata, strojarnice, odvoda i bočnog obilaska za
vodu; projektiranje istovremeno sa kanalom
13

14.  3.2. Ako kanal već postoji, kanal se treba
neznatno povećati za smještaj zahvata i preljeva i
treba ugraditi uzdužni preljev
14

15. 4) MHE ugrađena u vodoopskrbni
sustav
 Voda za piće se isporučuje u grad transportom
vode iz povišenog rezervoara kroz cjevovod pod
pritiskom
 Uobičajeno, u takvim vrstama instalacije
disipacija energije na nižem kraju cjevovoda, na
ulasku u postrojenje za pročišćavanje vode, se
ublažava korištenjem specijalnih ventila
 Da bi se osigurala trajna opskrba vodom mora
biti ugrađen sustav obilaznih ventila (mehanički
zastoj ili zastoj turbine)
15

16. MHE ugrađena u vodoopskrbni sustav
16

17. Veličina izgradnje male HE
1.)Male HE predviđene za samostalan rad
-kod lokacija udaljenih od distributivne elektroopskrbne mreže za
samostalnu opskrbu izoliranih potrošača
1.1. Protočna postrojenja
 Veličina izgradnje određuje se na temelju krivulje trajanja protoka.
 Odluka se donosi na osnovu malih vodotoka neke određene
frekvencije: kod protočnog postrojenja kao jedinog izvora energije
za izoliranog potrošača sigurnost u opskrbi energijom ovisi samo
o prirodnim protocima, pa su one i presudne za kriterij
određivanja veličine izgradnje (trajanje malih voda u sušnom
razdoblju)
17

18. 1.2. Postrojenja s akumulacijom za promjenjivo
dnevno reguliranje dotoka
 Ukoliko na odabranoj lokaciji postoje povoljni hidrološkomorfološki
uvjeti za formiranje akumulacije za potpuno ili djelomično dnevno
izravnanje; reguliranjem dotoka uz pomoć akumulacije moguće
koncentrirati proizvodnju na kritična dnevna razdoblja
 Oscilacije potrošnje energije u toku 24 sata ovise o dobu dana i
prikazuju se pomoću dnevnog dijagrama opterećenja
1.3. Protočna postrojenja s rezervnim diesel
agregatom
 Ako se uz protočno postrojenje instalira rezervni diesel agregat,
protoci u sušnom razdoblju nisu više odlučujući, pa se postrojenje
može instalirati na veći protok
18

19. 2.) Male HE vezane na distributivnu mrežu
- U slučaju smanjene lokalne potrošnje višak
energije se isporučuje distributivnoj mreži, a u
slučaju da ta potrošnja prelazi raspoloživu snagu
elektrane, razlika energije se namiruje iz mreže
- Time je riješeno pitanje viška energije i pitanje
dopunske energije za potrošače u periodu malih
voda
19

20. Izbor turbine za malu HE
 Općenito vodne turbine dijele se na :
1)Akcijske – turbine slobodnog mlaza
2) Reakcijske – pretlačne
3) Mikroturbine - potrebna snaga od 3-4 kW, uz Q·H ~1 uz stupanj
korisnog djelovanja od ~50% postiže se snaga ~5 kW
20

21. Akcijske turbine za malu HE
 Pelton
 Turgo turbina (varijacija
Peltonove, ali s većom specifičnom
brzinom)
 Banki – Michell turbina
( za velike vodene Rotor Peltonove turbine
tokove i manje
padove od Peltonove)
•Crossflow
Peltonova turbina s dvije
mlaznice
21

22.  Turgo turbina (varijacija Peltonove)
 Banki – Michell turbina
22

23.  Crossflow turbina
23

24. Reakcijske turbine za malu HE
 Francisova
 Kaplanova
 Propelerna
24

25. Podjela turbina prema padu (Hn):
 Kaplan i propelerna: Hn =2-40 m
 Francis: Hn=25-350 m
 Pelton: Hn=50 -1300
 Banki – Michell: Hn=1 -200m
 Turgo: Hn=50- 250 m
25

26. Neto snaga male HE
P=9.81·Qsi·Hn·ηt ·ηg·n (kW)
 Gdje su:
- ηt i ηg – stupanj korisnog djelovanja turbine i
generatora
- Hn –raspoloživi netto pad (m)
- Qsi – srednji iskoristivi protok
- n – broj agregata (turbina)
26

27. Korisnost malih vodnih turbina
Korisnost se obično kreće oko 75%
27

28. Male HE u pogonu u Hrvatskoj
Naziv Instalirana snaga, MW Godina pušt. u pogon
MHE Zeleni Vir 2x0.85 1.7 1922.
MHE Jaruga 2x2.8 5.6 1904.
MHE Ozalj I 2x1 +2x0.8 3.6 1908.
MHE Ozalj II 2x1.1 2.2 1952.
MHE Zavrelje 1.5 1.5 1953.
MHE Krčić 0.44 0.44 1988.
MHE Čakovec 0.34 0.34 1982.
MHE Dubrava 2x0.34 0.68 1989.
MHE Pamučna ind. D Resa 0.53 +0.25 +0.32 1.1 1937.
MHE Tvornica cementa “10 2x0.6 1.2 1913.
Kolovoz”
MHE Finvest I 4 x0.315 1.26 1995.
MHE Finvest II 0.03 0.03 1997.
MHE Roški slap 2x0.886 1.772 1907.
PHEBM Varaždin 0.585 0.585 1975
PHEBM Čakovec 1.1 1.1 1982.
PHEBM Dubrava 1.12 1.12 1989. 28

29. Privatne male hidroelektrane u
pogonu
12 objekata
22 agregata R ošk i Sl a p – 2x 886 kW , 6
4,9 MW GW h
F in v est 1 – 4x 315 kW , 3,6
GW h
F in v est 2 – 30 kW ,
0,14 GW h
29

30. Prednosti i nedostatci MHE
Prednosti:
 Obnovljivi izvor el. energije
 Pomažu u zaštiti od poplava, ne zahtijevaju
korištenje velikih površina
 Pozitivan društveni utjecaj na regiju
(zapošljavanje …)
 Sigurnija i pouzdanija opskrba el. energijom,
mali pogonski troškovi
30

31.  Dugi životni vijek
 Pogodne za napajanje udaljenih izoliranih
područja
 Prilagodba brzim promjenama opterećenja
 Kratak period izgradnje
 Osim u vlasništvu velikih elektroprivrednih
poduzeća,mogu biti u vlasništvu manjih
privatnih poduzetnika
31

32. Nedostatci:
 Nestalan protok – varijacije toka i mala
akumulacija – osnovni problem pri radu u EES
 Izgradnja – početni investicijski troškovi
ulaganja po kW su veliki
 Ozljede i migracije riba, utjecaj na neposredni
biosustav
 Buka i vibracije, vizualno narušavanje okoliša
32

33. Literatura:
 Stojić Petar: Hidroenergetika, Energetsko iskorištavanje vodnih
resursa, Split, 1995.
 Branislav Đorđević: Korišćenje vodnih snaga, Objekti
hidroelektrana
 http://www.etfos.hr/upload/OBAVIJESTI/obavijesti_diploms
ki/91424oie_3poglavlje_0189
 http://www.eihp.hr/hrvatski/projekti/see
ener_supply/pdf/5_Mahe.pdf
 http://oie.mingorp.hr/UserDocsImages/Male%20HE%20preze
ntacija.pdf
 http://www.gradst.hr/Portals/9/PropertyAgent/1167/Files/32
19/Iskorištavanje%20vodnih%20snaga-prd5.pdf
33