Михајловић Милосав. Мале Хидроцентрале - Истраживање, пројектовање, изградња

-

bruto-pada:

-

tipa hidroelekitrane: akum~lacio~ne, prcitucne, derivacione

ili

k~binovane.

Pored navedenih kara'ta, treba korifstiti i karte vedih razmera.

1:10.000, 1:5.000, naroeito ako postoje aerofotogran~etrijski sni~nci te-

rena.

Geodetski radovi.

-

Za projektovasje,

a

kasnije

i

za izgradnju

MHE,

potrebno je izvrliti ove geodetske radove:

-

situaciju zahvata vode u razmeri 1:1.000 ili 1500;

-

situaciju malinske agrade u razmeri 1:500;

-

situaciju izlivnog objekta, ukljuhjuki vodotok u razrneri

1

:

1 .om;

-

uzduini profil vodoto~ka ~od zahvata do jzliva vode;

-

uzduini profil derivacionog kanala

i

cevovoda, kao i cevovo-

da pod pritiskom;

-

poprehe profile svih objekata.

Uzduini profili se,

po

pravilu, rade

11

razmeri 1:2.500

i

1:1.000,

pa Eak

i

1:500 za duiine, a za visine se razinera usvaja taka da se omo-

mdi dovoljna preglednos t

.

-

PopreCni profili se najCeSce rade u razmei-i 1:20'3 ili 1:100.

U

geodetske radove spadaju

i

svi radovi oko definisanja bru-

to-instalisanog pada, na osnovu kojeg se kasnije proraEu nom gubita-

ka odreduje neto-instalisani pad. Metode koje sr prii~ieiijuju u oviin

radovima poznate su, te nema

potrebe za njihovim posebnim objal-

njavanjem.

HiJroloSke podloge

C'vod.

-

Elementi vodotoka, pa

i

sliva na kojcin se projektujc

mala hidrocentrala podloini su stalnim promenama. Menjaju se vodo-

staji, koliEina

i

brzina vode, pronos nanosa, padovi i popreCni prolfili

vodotoka, a u poslednje vreme menja se

i

kvalitet \rode.

Da

bi se izradile Sto taEnijc hidrololke podloge

i

da bi se pod-

loge Sto uspeSnije analizirale

i

pouzdanije upotrebile za projektova-

nje malih HE, moraju se na terenu prikupiti karaktcristieni liidrolo.

Skl podaci i uzorci koji de modi dovoljno taCno da reprezcntuju

cc-

linu.

Na malim

vodotokovima se slsternatski ne mere hidi-oloSke ve-

liEine, pa

se

na osnovu sim~l~tanih merenja dolazi do liidroloikih

za-

konitosti za dvii period. Naroeito su za izradu bilansa vode rnalih aku-

mulacija potrebni tahi podaci o protoku vode, do kojih se moie do-

di

na osnovu vizuelnog osmatranja, pomoCu cnipirj jskil~ l'orrnula

ili

direktnim merenjem.

Vizuelna osmatranja treba da

Sud~ sisten~aticna

i

precizna, ka-

ko

bi

se proverila taenost podataka dobijel~ih na terenu od meStana

i

odevidaca. Provere

se

vrSe

i

direktnim

mol-c-rl.jem

vidnih tragova. Vi-

zuelna osmatran ja se mogu koristi ti

za

odredivan je visokih vodosta-

a, razlivanjc vde, kao

i

za praeenje povlai.en.ja vode

i

duZe zadrga-

vanje na nekom nivou, zatim pradenjc deformacija korita, ineandro-

vanja, presecanja

i

formiranja novih korita.

NaroCi to treba prikupi ti podatke o zahvatan ju

i

kol-iSdenju ma-

lih

voda uzvodno ud mesta predvidenog za projektovanje

i

gradnju

malih hidroelektrana.

Gotovo u svim dolinama malih vodotokova se

u vegetacionom periodu voda

iz

vodotoka koristi za zalivailje povrda

i drugih poljoplrivrednih kultura, tako da se sve male vode zadrgava-

ju, odnosno upotrebljavaju za navodnjavanje pre nego Sto dodu do

hidroelektrane.

Empirijske

formule

i

obrasci koji su izvedeni, a koji se koriste

za

hidrolloSke analize, predstavl jaju pomohe metode za postizanjc

ieljenog cilja. Izvedeni obrasci su samo matematitki opisi riekog zbi-

vanja, ali oni ne reprodukuju potpuno i taCno prirodne pojave. Zbog

toga sve ono

Sto se ratuna po nekom obrasou treba u hidrologiji uze-

ti samo kao pribliiavanje nekoj

taCnosti koja dc se ustanoviti posle

izgradnje objckta.

U

svakom slutaju treba razlikovati ticnost racuna-

nja old tatnosti zbivanja neke pojave u prirodi u odnosu nLt prorazu-

ne. Svi obrasci u hidrologiji daju proizvoljnu taEnost, pa se zbog toga

nailazi na

velilke razlike izmedu proratunate lcolitine vode

i

stvarne

kolieine kolja moie da dode u akumulaciju. Najidealniji slutaj je:

Metfutirn, ovakav odnos ne moie uvek da se uspostavi, jer je

prikupljanje vode sa sliva u akumulaciju za

MI3E

stohastitka pojava,

I

pa gornju relaciju treba uvek iskazati kao

I

Ako je V,,:

<

V,t,, znati da nismo iskoristili sve nlogaCnosti

zahvatanja vode sa sliva: arkumulacije Ce biti stalno pune,

a

KHE

Ce

duie i punim kapacitetom raditi. Medutim, kada je

V,,:

>

VStV, akumu-

Ihcije su predimenzionisane, hidroelektrane (instalisane snagcj neraci-

onalno izgradene

1

biCe duie vreme van pogona. Najidealniji sluEaj

je kada je V,,:

=

V,,,. Ovom idealnom slutaju se mozeniu sanio prib-

Jiiiti ako obavljamo detaljna i sistematska merenja u slivu, psoutava-

mo uticajne faktore

i

primenjrujemo najoptimalni je hidroloike prora-

Cune.

Merenja u slivu

i

na vodotoku

i

analiziranje uticajnih faktora

povezuju se sa

hidroloSkom godinom. Ona je razlieita za svaku oblast

Zemljine kugle.

U

nas je za potetak hidroldke godine usvoje~

1.

ok-

tobar, a za kraj

30.

septembar. Ovako usvojeni pozetak

i

kraj hidro-

loike godine omogu~avaj~u prikupl janje naj tatni j ih podataka, mero-

davnih za hidroloSke proraeune. Kalendarska godina se ne koristi za

hidroloSke analize, jer podaci sakupljeni u jednoj kalendarskoj godi.

ni ne prikazuju stvarno stanje

u

siivu, p05t0 st. de5ava da se padavi-

ne, prvenstveno sneg, koji padne u decembru prethodne godine, ne

otopi sve do marta idude godine,

pa

se tako ne zatvori godigrlji ciklus

iz-

medu padavina

i

oticanja. UkoIiko se uzme kalendarska umcsto hidro-

1oSke godine, postoji verovatnota da u jednoj godini padavine

bu&

velike, a oticanja mala, ili da padavine budu male

i

oticanja velika.

U

prvoj knjizi su prikazani osnovni principi

i

metodi merenja,

a ovde

demo se zadriati na osnovnoj metodologiji izrade polazne hid-

roloSke podloge. Osnovni hidrolo5ki elementi potl-ebni za projektova-

nje MHE prikazani su na sl.

26.

HidroloSka nnaliza.

-

HidroloSka arraliza za odredivanje

Q

pa-

rametra dosta je komplikovana kada se izvodi za MHE. Ta kompli-

kovanost proistiPe iz Cinjenice da se male hidrocentrale uglavnom gra-

de na malim

vodotokovin~a, na kojima nije bilo gotovo nikakvih, a na-

roCito dugogodiSnjih osmatranja, kakav

je

slucaj na velikim vodoto-

kovima za

potrebe velikih hidmcentrala.

Kriva tra

j

mja

sekundnih proticaja

ProseEni dnevni

Eriva trajanja prose-

Enih

dnevnih proticaja

ProseEni meseEni

Kriva

tra

j

zn

j

a

pro-

seEnih

3eseEnih

protica3a

Slika

26.

-

Osnovni

hidrol05hi

el.erne,nti

za

pr.ajektovanje

I\III-IE

I-IidroloSke podloge

se

uglavnom kol-iste za odredivanje Sto taC-

nije vrednosti

Q

parametra. Treba pomenuti da je odredivanjc. vred-

nosti ovog parametra jednostavno ako se MI-IE gradi u sklopu vigena-

menskih objekata (u sastavu vodovoda, sistema

zzi

navodnjavanje

i

slitno), o Cemu je bilo znatno viSe re6i u poglavlju o instalisanom pro-

tuku. Tako, na primer, instalisani protok za MIiE u sklopu sistema

za navodnjavanje jednak je kolitini vode koja jc potrebna za potroS-

nju. Medutim, glavni hidroloiki elementi koji mop da defini5u insta-

lisani protok

i

vreme trajanja rada

HE

sa 3dredenim protokom su:

hidrogram vodostaja

i

kriva trajanja protcjba.

Oba

ova dijagrama se

razlikuju od sliva do sliva

i

zavisc od velieine sliva, vodostaja

u

slivu.

SLIKA,

27

ZLOTSKA

REKA

-

SUMRAKOVAC

PROMENA

KRlVE TRAJANJA PROTICAJA PO MESECIMA

naEina obrade zemlje, geoloSkog

i

pedoloskog sastava ~liaterijala, ko-

liCine padavina, itd.

Frilikom

obrade hidrograrna

i

krive traianja potrebno je Sto

veCe oslanjanje na stvarne podatke, dobijene merenjem na vodotoltu.

Simultana merenja, iako nisu

dovolljna, mogu mnogo da doprinesu

preciznom konstruisanju krive trajanja, pa

i

odre&ivaliju

-

ako je

potl-ebno

-

prosecnog godiSnjeg oiticanja vode sa sliva.

Kriva trajanja (sl. 27) se, uglavnom, dobija iz

nivograma vodo-

staja (sl. 26) i radi se za jednu, a joS je boljc za vije godina. ViSego-

diSnja kriva trajanja je zakolnomernija

i

pravilrlija ncgo jednogodiS-

nje hive trajanja.

l'od brajnoSdu vodostaja podrammeva se brcjj dana u godini ka-

da se pojavljivao jedan vodostaj

ili

vodostaj~i vi6i od njega. Ako se

kaie da je trajnost nekog vodostaja od

100

mm bila

50

dana, to zna-

Ci da je u toku godine vodostaj od

1100

mnl ili viSe od

100

mm trajao

ili se pojavljivao

SO

dana. Kao pr,imer, u tab.

11

prikazail je vo'dostaj

potoka KudreC.

Tab.

11.

-

Vodostaj

potoka

Kudrci:

Kriva trajanja daje informaciju o trajanju vodostaja u danin~a,

a preko vodostaja se moze odrediti instalismi protok za odredeni pe-

riod vremena, a

samim tim i hlitine proizvedene energijc. Da bi se

iz krive trajanja odredio protok potrebno je

odrediti, odnosno kon-

struisati, krivu proticaja, koja ima opSti oblik:

Interval

vod0.5.

90-100

80- 90

70- 80

60- 70

50- 60

40- 50

30- 40

20- 30

10- 20

0- 10

Pored ove jednatina krive pnoticaja i.ma

i

druge forme:

I

Broj

daila

rC)

k

In

-

a,

+

,z:

.&!&?

JFMAM

J

JAS

ONL)'~~L

&,

SAb

zlb

3

2 1 3

3

Ot8

11

3 5

6

'i,7

243

1 10 18

1,9

2 2 1

5

23

B,3

91181

20 43

11,8

21 111 1

16 59

16,2

12032 1 1 28 87 23,8

4 12 10 10 1 10 2 2 51 138 37,7

27 1 10

10

12 20

G

15 3 104242 66,l

10 9 11 30 25 13 25 123 365 100

Kriva proticaja odredene jednaCine malo se razlikuje od krive

I

proticaja odredene grafiieki.

Ta

razlika

se

vidli iz

sl.

28.

I

Slika

28.

-

Kriva

prdicaja

!

Nepoznata a,

b

1

c,

kao i praktiena jediniena kriva praticaja,

odreduju se na ovaj naein:

Q

=

protok

u

m3/sec

H

=

vodostaj

A,

B

i

C

=

nepoznati koeficijenti.

Prvo se izvrSe tri sim:ultana merenja protoka, QI,

Qz

i

Q3,

pri

vodostajima

HI,

Hz

i

H3,

a zatim se na osnovu dol~ijcni!l podataka,

merenjem, formiraju ovc jednaeine:

U

jednaeinama

J,

li

i

IJI Q

,je

dalo u m3/sec, a

14

u

mm.

Ka-

ko

su ova dva pararnetra poznata, jet-

su

dobi.jena n~e~.enjem, to

ilrla-

mo tri jednarine sa tri nepoznate

(A,

B

i

C).

Kada

sc

ove iri neponna-

te odrede dobija se opSta jednaeina protoka za vodotok

biz

osnovu nivograrna, krive trajanja

i

krive proticaja mote se

odrediti

godiSnja proizvodnja elektriene energije.

PRIMER: Vodostaj od 40

crn, prema krivi trajai~ja, lraje 100

dana u toku godine. Ovom vodastaju od

40

cm, prenla krivi protica-

ja, odgovara protok od 1,O mysec.

Instalisani pad je Hi

=

40 rn.

Tnstalisana snaga pri vodostaju

H

=

40 cm pri'oliino iznosi

Proizvodnja energije

za period od 100 dana, koliko traje vodo-

staj od 40 cm, iznosi

Ako se na

isti natin odrede trajanja drugih vodostaja

iz

krive

trajanja, a

koliCina proloka iz krive proticaja, onda se mo2e odrediti

NI, Nz, N3

.

N,

i

El,

Ep,

Eg

.

. .

E,, a zatim

i

ukupi~a godi8nja pro-

izvodnja:

Za odredivanje instalisanog protoka rnoie se koristiti

i

hidro-

gram meseEnih proticaja. Tako, na primer,

za

reku Bresnicu kod Pro-

kuPba srednji meseEni proticaji za period od 1963. do

1968.

prikazani

su

u

tab. 12.

Tab,

12.

-

Srednji meseeni proticaji r. Bresnice kod Prokuylja

(1963-1968)

iz

podataka prikazanih u tab.

12

moie

se

zakljutiti da je u to-

ku api-ila hidroloske 1964165. godine srednje mcsetno oticanje izno-

silo 382 lit/sec,

a

LI

decembru

i

januaru hid.i.olo9ke 1963164. godine

srednje mesetno oticanje bilo samo

14

lit/sec. Odnos maksimalnog

prema minimalnlom srednjem mesetnom oticarlju iznosi 27,2 puta, pa

se postavlja pitanje kako

izabrati

instalisani protok. Tz kombinacije

se, normalno,

iskljueuje nlinimalni srednji meskdni proticaj od

Q,,

=.

=

14

l/s, jer bi se:

-

dobila mala iilstalisana snaga

i

mala godiSnja proizvodnja

elektritne energi je;

-

praktitno bi se raubovali vodni resursi, jer bi se godi5nje

kloristila vrlo mala kolitina vode.

Ukoliko bi se za

Qin

usvojio maksimalni srednji nleseeni pro.

ticaj, tako da

Uir,

=

Qmax

=

382 lit/sec, postavilo bi se pitanje:

-

.koliko se povedavaju ulaganja za izgradnju dovoda, grade-

vinskih objekata

i

opreme u odnosu na srednji protok

za

sve

godine

koji iznosi

111

lit/sec;

-

kolika je uklupna godihja proizvodnja za

Qin

=

U-;

-

da li se povedava proizvedena elektriena energija i~medu us-

vojenog

Qin

=

382 lit/sec i

Qin

=

11 1

li$t/sec.

S

druge strane, da bi se koristilo

Qin

=

111 l/s, neophcidna

je

izgradnja objekta za meseem izravnavanje. Iz ovoga se nloEe zaklju-

Citi:

1.

Ako se usvoji da je

Qin

=

111 lit/sec i

Hi

=

80, moic se iz-

graditi

lMHE

pribliine instalisane snage

s

tim da se izgradi i objekat za meseCno izravnavanje srednjih

pro-

toka.

2. Ako se usvoji da je

Q;,

=

382 lit/sec i

Hi

=

80 m, moie

se

izgraditi

MHE

pribliine instalisane sinage

U

prvom slueaju se moie oCekivati proseCna godisnja proizvod-

nja za 7.500 Casova

U

drugm sluCaju sa

Q,,

=

382 li<t/sec proizvelo bi se znatno

manje

elektritine energije, jer agregat od 244

kW

i~isialisaile snage

praktitno ne bi mogao da radi u periodu niskih pruticaja.

U

ovom

sluCaju reSenje bi se traiilo u postaivljanju vedeg broja agregata, kada

bi se, s jedne strane, moglo

racunati s jeftinijom I-egulacijom, a s

dsruge bi do510 do povecanja ulaganja zbog vedeg broja agregata.

Veda

instlalisana silaga zah teva veca ulaganja:

a) za izgradnju zahvata i dovoda;

b) za izgradnju

maginske zgrade, odvoda vode

i

ostalih objekata;

c) za izradu turbine, generatora,

regulators

i

ostalc opreinc;

d) za montariu

i

eksploataciju.

Ekonomski pokazatelji mloraju da odluCuju o

ins

talisatlorn pro-

toku. Za

nag primer potrebno

je

uraditi dijagram srednjih mesetnih

protaka (sl. 29).

-

SREDNJI

ME,SE~NI

PROTICAJI

-----

KRIVA TRAJANJA S REDJE

MESE~NIH

PROTICAJA

Slika

29.

-

&ednji

rnsdni

prdiicajri

reke

Bresnice

Pram

dijagramu na sl. 29,

Qin

moie biti najviHe

242

litjsec,

a

najmanje

44

lit/sec.

Ukoliko

bi

se usvojilo da je

Qin

=

242

lit/sec, agregat bi sa

ovim protokom radio

TI

=

60 dana, a proizvela bi se

Sa

Q,,,

=

144

lit/scc agregat bi radio

At

=

Tz

-

T,

=

30

dana

i

proizvela bi se, pod uslovom konstantnog

q

(koefici jenat korisnosti)

Sa

Qin

=

122 Icit/sec agregat bi radio At

=

'r3

-

Ti

=

30 dana

i

proizvcw bi

EJ

=

28.108 kwh

Sa

Qin

=

0,090 lit/sec agregat bi radio At

=

120 dana

i

proiz-

velo

hi

se

E4

=

82.944 kwh

Ako u preostalih 125 dana agregat radi sa

Qir.

=

0,070 lit/sec

proizveSde se

Es

=

67.200 kwh

Proseha godiSnja proizvodnja iznosi

To

znaei da bi (pod uslovom da se

r)

ne menja)

-VHE

sa instalisanom

snagom

N,,

=

71

kW

(Qi

=

111 lit/sec,

H

=

80

m)

i sa izravnatom

vodom proizvodila

viSe

A

=

532.500

-

322.943

=

209.557 kWh/god.

Iz ovog primera se moie zakljuCiti:

1.

da instalisana snaga nije jedino merodavna

z3

ukupnu go-

diSnju proizvodnju elektriene energije;

2. da je za male

vodotolre znaeajno I~uCavanje mogudnosti iz-

ravnavanja malih voda.

Prema dijagramu

-

sl. 29

-

Qin

se pojavljuje u aprilu, a naj-

manji

Q,,

je u septembru i oktobru. Ako se ova dva slutaja analizira-

ju sa

glediSta godiSnje proizvodnje energije, moglo bi se zalljueiti

da se najveca kolieina energije dobija ako se izravnava voda. Medu-

tim, ako objekat za izravnavanje vode ne moHe da se izgradi iz bilo

kojcg razloga, onda se za

Q,.

moie usvojiti onaj protok koji omogu-

Cava rad agregata sa

Q,,

najmanje Sest meseci.

'li

tom slucaju je mo-

gude

Qin

5

Qsr

Kao varijantu vrlo je znaCajno odabrati dva ili vise agregata,

tako da

prvi agregat bude

Qin

--

Qsr,

a drugi

Qi,

=

(1

-

03)

Qsr.

Oticanje.

-

Kada siu u pitanju kolieine vode, kojt: se sa sliva

mogu skupiti

i

akumuliratl izgradnjonl male akumulacije radi dobi-

janja energije, onda se

lllora ju reSavati problemi oticanja. Ovim prob-

lemom se prvenstveno bave hidrolozi na osnovu pdataka dobijeniil

merenjem i primeirom raznih metoda matematieke statistike. Za odrc-

divanje oticanja sa

malih slivova, za koje nisu vrSena merenja, otica-

nje se

moZe odrediti pri~nenolm empirijskih formula. Jedna od tak-

Михајловић Милосав. Мале Хидроцентрале - Истраживање, пројектовање, изградња

Подождите немного. Документ загружается.