Amenajari hidroelectrice
1.Sursele de apa si importanta lor
Apa inseamna viata nu numai pentru fiintele vii, dar si pentru economia tuturor tinuturilor, din toate timpurile, fiind un element de neinlocuit pentru agricultura, industrie si transport.
Din suprafata intregii planete de circa 510 milioane de kilometri patrati, peste doua treimi,respectiv 360 milioane kilometri patrati reprezinta intinderea apelor.Numai o treime din suprafata continentelor este bogata in apa,restul reprezentand tinuturi sarace si aride .Pentru a corecta factorii care conditioneaza prezenta apei este necesar sa se recurga la un ansamblu de masuri pentru folosirea rationala a surselor de apa ,cum ar fi: captarea, inmagazinarea,tratarea apei,etc.
Apa mai poate fi folosita si pentru producerea de energie electrica ,prin amenajarea potentialului energetic al cursurilor de apa, a mareelor , a valurilor, etc.
2.Folosintele amenajarilor hidroenergetice
Amenajarile hidroenergetice constituie un exemplu de folosinta complexa, deoarece apa acumulata intr-un lac artificial poate fi folosita in acelasi timp pentru producerea de energie,alimentarea cu apa a zonelor agricole (irigatii) , alimentarea cu apa potabila sau industriala a centrelor apropiate, piscicultura, combaterea eroziunii solului,agrement, etc.
Exemple de folosinta complexa a apelor il constituie: Amenajarea hidrenergetica a raului Ages, Amenajarea Bistritei in sectorul Bicaz, Amenajarea Portile de Fier (pe Dunare), etc.
De exemplu, la Amenajarea Bistritei in sectorul Bicaz ,datorita lacului de acumulare dela Izvorul Muntelui ,in afara efectului energetic se satisfac si alte necesitati ale economiei nationale, cum ar fi:irigarea a 300 000 hectare teren agricol in campia Baraganului,atenuarea cu 60% a debitelor catastrofale ce se produceau pe valea Bistritei si Siretului, alimentarea cu apa a centrelor industriale din aval de hidrocentrala Bicaz (Roznov, Savinesti,etc).
La Amenajarea portile de Fier ,se asigura prin barajul creat pe Dunare , posibilitatea realizarii unei productii de energie de 10 miliarde kilowatiora (kWh), imbunatatirea conditiilor de navigatie si sporirea traficului fluvial pe acest sector.
3.Marimi fizice importante la dimensionarea amenajarilor hidoenergetice
In natura, cantitatile insemnate de apa evaporata cad inapoi sub forma de precipitatii si se infiltreza in straturile superioare ale scoartei pamantului sau in albiile cursurilor de apa.
Aceste mase tind sa coboare apoi spre nivelul marilor si oceanelor,producand an drumul lor un lucru mecanic necesar pentru invingerea rezistentelor care se opun miscarii apei in albiile naturale ale acesteia.
Orice cantitate de apa care este situata la un anumit nivel terestru reprezinta o sursa de energie hidraulica.Energia hidraulica din natura este formata din energie potentiala si enregie cinetica.
Aceasta enrgie poate fi transformata in cea mai mare parte in energie electrica cu ajutorul masinilor hidraulice amplasate in uzinele hidroelectrice
Cele mai importante marimi hidraulice la dimensionarea unei amenajari hidroenergetice sunt: debitul, caderea si randamentul.
Debitul este o marime fizica caracterizata prin volumul de apa raportat la unitatea de timp ,de aceea se masoara in metri cubi pe secunda (m /s).
Debitul este o marime foarte importanta la determinarea puterii hidraulice si deci la dimensionarea amenajarii hidrenergetice
Caderea reprezinta inaltimea la care se gaseste volumul de apa deasupra nivelului dat .Caderea este direct proportionala cu energia potentiala a cursului de apa, deci valoarea ei influenteaza direct puterea hidraulica
Randamentul unei uzine hidroenergetice este compus din produsul randamentelor diverselor instalatii care produc transformarea energiei hidraulice in energie electrica.Intotdeauna ,randamentul are o valoare subunitara (<1), deoarece pe traseu exista pierderi de sarcina.
4. Schema unei amenajari hidroelectrice
In fig.1, este prezentata schema unei amenajari hidroelectrice de mare cadere.
Schema este compusa din :
4.1.Lacul de acumulare
Este lacul artificial creat in spatele barajului in scopul stocarii (inmagazinarii) volumelor mari de apa care vor folosi la producerea energiei electrice
In afara de folosinta energetica, lacul de acumulare poate folosi la irigatii, alimentari cu apa, agrement,etc.
4.2.Barajul
Barajul reprezinta obstacolul artificial construit pe albia naturala a cursului de apa in scopul obtinerii lacului de acumulare. El poate fi de mai multe feluri:de beton,de anrocamente,de pamant ecranat cu beton,etc.
4.3. Aductiunea
Aductiunea reprezinta galeria situata sub nivelul minim din lacul de acumulare prin care se preia apa din lac ii se transporta spre centrala electrica
Aductiunea contine galeria fortata si conducta fortata.
Galeria fortata poate fi din beton sau din beton blindat cu blindaj metalic
Conducta fortata poate fi din beton ,sau conducta metalica .Conducta metalica se amplaseaza deobicei dupa nodul de presiune,din considerente de siguranta.Ea se termina la peretele centralei cu un distribuitor cu un numar de iesiri egal cu numarul turbinelor(minim doua iesiri)
4.4. Nodul de presiune
Nodul de presiune este compus din castelul de exchilibru si casa de vane.
Castelul de echilibru este o constructie de siguranta a amenajarii si are rolul de a prelua fluctuatiile majore de nivel din sistem si de a le atenua atfel incat sa nu ajunga sa produca catastrofe sau pierderi ireparabile in instalatiile amenajarii.
Casa de vane are rol de siguranta, reglaj si intretinere a aductiunii si este compusa dintr-o constructie care contine cel putin doua vane amplasate pe conducta de aductiune.
4.5.Centrala propriu-zisa
Centrala cuprinde urmatoarele:cladirea centralei,sala masinilor, instalatiile din centrala,masinile de ridicat,camera de comanda.
Turbinele si generatorul sunt amplasate in sala masinilor.
Instalatiile din centrala furnizeaza agenii necesari bunei fucnctionari a agregatelor :apa de racire, ulei sub presiune,aer comprimat, sau asigura epuismentul (eliminarea apei),stingerea incendiilor,aer conditionat.
Masinile de ridicat sunt deobicei podul rulant si diverse trolii de manevra.
Camera de comanda contine panouri electrice si automatizate pentru comenzile de la distanta a inchiderii-deschiderii diverselor echipamente , ridicarea-coborarea stavilelor segment pentru deversare controlata,inchiderea-deschiderea vanelor sferice,etc.
5.Avantajele amenajarilor hidroelectrice
Fata de energia obtinuta prin arderea combustibililor clasici( petrol, carbune, sisturi bituminoase) sau reactiile metalelor radioactive(uraniu imbogatit, plutoniu), energia electrica obtinuta prin amenajarea cursului raurilor sau fluviilor este in primul rand 'curata', fara a elibera in mediul inconjurator nici un fel de noxe.
Amenajarile hidroelectrice permit ,pe langa folosintele energetice si alte folosinte, asa cum am aratat: in agricultura,piscicultura,gospodarirea apelor, turism.
Amortizarea cheltuielilor constructiilor executate se face relativ rapid, astfel incat investitiile ulterioare sunt minime,numai pentru intretinere, ceea ce conduce la un cost ieftin al kilowatt-ului (adica apa este gratuita) , in comparatie cu centralele termice la care combustibilul are costuri din ce in ce mai ridicate.
Dezavantajele constau in modificarea biotopului inconjurator,necesitatea exproprierilor terenului din calea constructiilor,anii secetosi care pot scadea dramatic nivelul in lac.
In Romania zilelor de azi este mult mai avantajoasa obtinerea energiei electrice din hidrocentrale, deoarece acestea sunt existente, nu necesita import de combustibili si sistemul hidrotehnic este foarte bine organizat.
