© Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

1. Analiza Proiectelor de Microhidro Curs de Analiză a Proiectelor de Energie Curată Proiect de Microhidro pe cursul râului, Canada Foto: SNC-Lavalin © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

2. Obiective • Trecerea în revistă a elementelor de bază pentru Sistemele de Microhidro • Ilustrarea elementelor cheie pentru Analiza Proiectelor de Microhidro • Introducerea Modelului RETScreen® pentru proiectele de Microhidro © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

3. Ce anume asigură Sistemele de Microhidro? • Electricitate pentru • Reţele centrale • Reţele izolate • Alimentări izolate cu energie …dar şi… • Fiabilitate • Costuri de exploatare scăzute • Reducerea expunerii la variaţia preţului energiei Foto: Robin Hughes/ PNS © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

4. Descrierea Sistemului de Microhidro Bazin Înălţime de Cădere (m) Canal deversor şi baraj Centrală electrică Grătar de reţinere Comandă şi supraveghere Conexiune la reţeaua electrică Conductă forţată (de admisie) Staţie electrică Debit (m³/s) Generator Conductă de evacuare Turbină Putere în kW ≈7 xÎnălţimexDebit Canal de evacuare (fugă)

5. Proiecte de Microhidro • “Mici” nu este definit universal • Dimensiunea proiectului se referă nu numai la capacitatea (puterea) electrică ci şi dacă mărimea înălţimii de cădere Putere tipică RETScreen®Debit RETScreen®Diametrul turbinei Micro < 100 kW < 0,4 m3/s < 0,3 m Mini De la 100 la 1.000kW De la 0,4 la 12,8 m3/s De la 0,3 la 0,8 m Mică De la 1 la 50 MW > 12,8 m3/s > 0,8 m © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

6. Tipuri de Proiecte de Microhidro • Tipul reţelei electrice • Reţea centrală • Reţea izolată sau fără reţea • Tipul lucrărilor civile • Cursul râului • Fără stocare a apei • Puterea variază în funcţie de debitul râului: capacitate redusă • Lac de acumulare • Capacitate ridicată tot anul • În mod normal este necesar un baraj mare Proiect hidro pe cursul râului de 17,6-MW, Massachusetts, SUA Foto: PG&E National Energy Group/Low Impact Hydropower Institute Proiect hidro pe cursul râului de 4,3-MW,Oregon, SUA Foto: Frontier Technology/ Low Impact Hydropower Institute © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

7. Componente: Lucrări civile • În mod normal 60% din costurile iniţiale ale centralei • Baraj sau dig de ocolire • Baraj scund de construcţie simplă pe cursul râului • Beton, lemn, zidărie • Doar costul barajului poate să facă proiectul neviabil • Dirijarea apei • Admisia cu grătar de reţinere şi ecluză; canal de evacuare • Canal excavat, tunel subteran şi/sauconductă de evacuare • Pentru întreţinere valve şi supape la intrarea / ieşirea turbinei • Centrală electrică • Conţine turbina, echipamentul mecanic şi electric Foto: Ottawa Engineering © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

8. Componente: Turbine • Versiuni la scară redusă a turbinelor hidro mari • Randament posibil de 90% • Pe cursul râului, debitul este variabil • Turbina ar trebui să funcţioneze bine într-o gamă de debite de curgere; sau ar trebui folosite mai multe turbine • Cu reacţie: Francis, elice cu pas fix,Kaplan • Pentru înălţimi la cădere reduse sau medii • Turbinele scufundate utilizează presiunea apei şi energia cinetică • Cu impuls: Pelton, Turgo, cu impuls radial • Pentru înălţimi de cădere mari • Utilizează energia cinetică a unui jet de apă de mare viteză Turbină Pelton Foto: PO Sjöman Hydrotech Consulting Turbină Francis Foto: PO Sjöman Hydrotech Consulting © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

9. Componente:Echipamente electrice şi de altă natură • Generator • Asincron • Trebuie să fie legat la alte generatoare • Utilizat pentru a transmite energia la reţele mai mari • Sincron • Poate funcţiona izolat de alte generatoare • Pentru aplicaţii autonome şi reţele izolate • Alte echipamente • Reductor de turaţie pentru a lega turbina la generator • Valve, automatizări electronice, dispozitive de protecţie • Transformator © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

10. Resurse hidro în lume • Pe continente cad mai multe ploi decât apa care se evaporă • Pentru echilibru, apa ploilor curge prin râuri în oceane Potenţial tehnic (TWh/an) % Utilizat Africa 1.150 3 Asia de Sud şi Orientul Mijlociu 2.280 8 China 1.920 6 Fosta Uniune Sovietică 3.830 6 America de Nord 970 55 America de Sud 3.190 11 America Centrală 350 9 Europa 1.070 45 Australasia 200 19 Sursă: Renewable Energy: Source for Fuels and Electricity, 1993, Island Press. © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

11. Resurse hidro • Specifice pentru teren: este necesar un râu exploatabil! • Modificări în altitudine pe o distanţă relativ mică (înălţime de cădere) • Variaţie acceptabilă a debitului în timp: curba debitului • Debitul rezidual reduce debitul disponibil pentru utilizare • Estimarea curbei de debit pe baza • Măsurători ale debitului în timp • Mărimea bazinului hidrografic, scurgerea specifică şi forma curbei clasate a debitului Curba cumulată a debitului Debit (m³/s) Timp relativ (%) © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

12. Costurile unui Sistem de Microhidro • 75% din costuri depind de specificul terenului • Costuri iniţiale ridicate • Dar lucrările civile şi echipamentele pot să aibă o durată de viaţă >50 ani • Costuri scăzute pentru exploatare şi întreţinere • Un operator cu jumătate de normă este suficient • Întreţinerea periodică a echipamentelor majore necesită un contractor exterior • Proiectele cu înălţimi mari de cădere tind să necesite costuri reduse • În mod normal: de la 1.200 $ la 6.000 $ pe kW instalat Foto: Ottawa Engineering © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

13. Considerente asupra Proiectelor de Microhidro • Păstrează costurile reduse prin proiectare simplă şi structuri civile practice, construite uşor • Lucrările civile şi barajele existente pot fi utilizate • Timp de dezvoltare de la 2 la 5 ani • Studii de mediu şi resurse: aprobări • Patru faze pentru lucrările de inginerie: • Cercetări de recunoaştere / studii hidraulice • Studii de prefezabilitate • Studii de fezabilitate • Planificarea sistemului şi ingineria proiectului Foto: Ottawa Engineering © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

14. MicrohidroConsiderente referitoare la mediu • Dezvoltarea microhidro poate schimba • Habitatul peştilor • Estetica terenului • Utilizări recreative/pentru navigaţie • Cerinţele referitoare la evaluarea mediului şi impactul asupra acestuia depind de tipul proiectului şi al terenului: • Centrala pe cursul râului sau pe un baraj existent: impact minor • Centrala pe cursul râului într-un loc neamenajat: baraj/dig/canal de fugă • Bazin de acumulare a apei: un impact mai mare care creşte o dată cu dimensiunea proiectului © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

15. Exemple: Slovacia, Canada şi SUASisteme Microhidro cu reţele centrale • Atunci când debitul este suficient, centalele de pe cursul râului vor alimenta reţeaua electrică • Producător de energie independent sau proprietar de utilităţi prin PPP pe termen lung Dezvoltarea unei microhidro,Southeastern, SUA Foto: CHI Energy Dezvoltarea unei microhidro, Newfoundland, Canada 2 Turbine de 2,3-MW, Jasenie, Slovacia Foto: CHI Energy Foto: Emil Bedi (Foundation for Alternative Energy)/ Inforse © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

16. Exemple: SUA şi ChinaSisteme de Microhidro cu reţea izolată • Comunităţi izolate • Industrii şi reşedinţe izolate Generatoare pentru microhidro, China Foto: International Network on Small Hydro Power • Un preţ mai mare plătit pentru electricitate • Proiectele pe cursul râului au nevoie în mod normal de o capacitate suplimentară şi pot avea un debit în exces faţă de cerere Sistem de microhidro de 800 kW, King Cove,Oraş cu o populaţie de 700 oameni Foto: Duane Hippe/ NREL Pix © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

17. Model de Proiect RETScreen®pentru Microhidro • Analiză la nivel mondial a producţiei de energie (sau economii), costurile ciclului de viaţă şi reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră • Reţele centrale, izolate şi fără reţea • De la microhidro cu o turbină unică pânăla microhidro cu turbine multiple • “Formula” metodei costurilor • Nu sunt incluse: • Variaţii sezoniere în sarcina reţelei izolate • Variaţii ale înălţimii de cădere în proiectede acumulare (utilizatorul trebuie să asigure valoarea medie) © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

18. RETScreen®Calcularea Energiei pentru Proiectele de Microhidro Curba cumulată a sarcinii Curba cumulată a debitului Calculul curbei de eficienţă a turbinei Calculul capacităţii instalaţiei Curba cumulată a puterii Calculul energiei regenerabile disponibile Vezi Textbook Analiză a Proiectelor de Energie Curată: Inginerie şi Cazuri RETScreen® Capitol despre Analiza Proiectelor de Microhidro Calculul energiei regenerabile livrată (reţea izolată şi fără reţea) Calculul energiei regenerabile livrată (reţea centrală)

19. Exemple - Validare a Modelului de Proiect RETScreen® pentru Microhidro • Eficienţa turbinei • Comparat cu datele fabricantului pentru o turbină Alsthom Francis 7 MW GEC instalată • Putere instalată şi livrată • Comparată cu o microhidro HydrA în Scoţia • Toate rezultatele cu diferenţă până la 6.5% Fabricant Eficienţă (%) Curbe de eficienţă ale turbinei: RETScreen vs. Fabricant Procent din debitul normal • Metoda formulei costurilor • Comparat cu RETScreen®, costurile calculate detaliat pentru un proiect de 6 MW în Newfoundland prezintă diferenţe de până la 11% © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

20. Concluzii • Proiectele de microhidro mici (până la 50 MW) pot asigura electricitate pentru reţele centrale sau izolate şi pentru alimentări izolate cu energie • Proiecte pe cursurile râurilor: • Costuri reduse & impact redus asupra mediului • Este nevoie de energie de rezervă pentru reţele izolate • Costuri iniţiale mari şi 75% sunt referitoare la teren • RETScreen® estimează puterea instalată, costurile pe baza caracteristicilor terenului, curbei cumulate a debitului şi înălţimii de cădere • RETScreen® asigură economii semnificative la nivel de costuri prin studii preliminare de fezabilitate © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.

21. Întrebări? Modul de Analiză a Proiectelor de Microhidro Curs RETScreen® International de Analiză a Proiectelor de Energie Curată Pentru mai multe informaţii vă rugăm vizitaţi pagina de web RETScreen www.retscreen.net © Ministerul Resurselor Naturale Canada 2001 – 2006.