Male hidroelektrane – MHE

Orijentacija na korišćenje malih hidropotencijala zahteva de se prilikom razrade dugoročne razvojne politike utvrde raspoložive energetske mogućnosti malih vodotoka, ali bez izrade odgovarajuće teh. dokumentacije to je nesagledivo. Neki autori tvrde da mali energetski potencijali iznose 5-7%, a drugi oko 10% ukupnog energetskog potencijala zemlje. Te se procene stalno menjaju i zavise od toga kako definišemo gornju instalisanu snagu MHE.

Danas u SCG funkcioniše 46 MHE, od toga 39 u Srbiji. Ukupna instalisana snaga je 57MW (od toga 49MW u Srbiji). Kao poređenje može se iskoristiti podatak da je ukupna instalisana snaga HE u SRJ iznosi 3506MW.

U Srbiji je gotovo sasvim neiskorišćen potencijal malih HE snage do 10 MW. Postoji katastar ovih HE sa obrađenim osnovnim tehničkim parametrima, koji obuhvata oko 850 objekata, ukupne snage od oko 500 MW i godišnje proizvodnje od 1500 GWh.

Smatra se da bi u Jugoslaviji MHE mogle imati instalisanu snagu do 650MW.

POJAM I DEFINICIJA MHE

U literaturi se mogu naći razni podaci o tome kako definisati MHE. Gotovo se ne može naići na dve zemlje sa identičnom podelom.
Osnovni parametri, koje bi trebalo koristiti u klasifikaciji MHE jesu:

• instalisana snaga agregata
• vrsta agregata u odnosu na turbinu i način rada
• broj obrtaja
• način rada u odnosu na opšti energetski sistem
• instalisani pad, itd.

Prema snazi turbine imamo podelu na mikro turbine snage do 100kW, mini turbine snage do 1MW i male ili srednje turbine snage do 10MW. Takođe, prema raspoloživom padu i snazi imamo podelu koja je prikazana u tabeli 2.4.2.1. 

Tip HE	Snaga (Kw)	Pad (m) mali	Pad (m) srednji	Pad (m) veliki
Mikro HE	do 50	ispod 15	15-50	preko 50
Mini HE	50-500	ispod 20	20-100	preko 100
Male HE	500-5000	ispod 25		preko 130

tabela 2.4.2.1: PODELA MHE

Podela MHE prema raspoloživom padu prihvaćena je u većini zemalja koje su prema inst. padu definisale opremu. Tako, na primer, jedan broj proizvođača elektromašinske opreme u SAD proizvodi standardizovane agregate u koje se uključuje turbina, sinhroni generator sa sistemom automatske regulacije, ulazni ventil, kontrolna ploča za max. padove od 15m i snage od 10 do 5000kW.

MHE se, dalje, dele:
a) Prema zahvatu:

• protočna s bočnim zahvatom iz glavnog vodotoka
• sa akumulacijom-branom, sa dnevnim, nedeljnim, godišnjim ili višegodišnjim izravnjavanjem

b) Prema regulisanosti protoka:

• MHE sa protokom koji se može podešavati-regulacija protoka na ulazu u turbinu (ručna ili automatska)
• sa stalnim protokom, bilo zbog stvarne prirode opterećenja, ili uništavanjem viška energije

c) Prema povezanosti sa mrežom i načinom rada:

• izolovane elektrane-samostalni rad
• elektrane vezane na mrežu-paralelni rad
• elektrane koji rade pod režimom ±on-off±
• elektrane u kojima radi jedna, dve ili više jedinica
• elektrane koje rade po potrebi, u zavisnosti od potrošnje

d) Prema instalisanoj snazi HE za naše uslove

• džepne HE do 20kW
• mini HE od 20 do 500kW
• male HE od 0.5 do 1MW
• male HE od 1 do 3 MW
• srednje HE od 3 do 10 MW
• velike HE preko 10MW

PREDNOSTI I NEDOSTACI MHE

Prednosti izgradnje MHE u odnosu na izgradnju drugih izvora energije su mnogobrojne:

• u odnosu na velike HE nemamo plavljenja širokih područja (kako bi se obezbedio prostor za akumulaciju vode) i narušavanja lokalnog ekološkog sistema
• mogu obezbediti navodnjavanje zemljišta, kao i snadbevanje vodom okolnih naselja,izgradnju ribnjaka i zaštitu od poplava
• smanjuju unvesticiona ulaganja za elektrifikaciju udaljenih naselja od opšte električne mreže, a elektrifikacijom takvih ruralnih naselja doprinosi se unapređenju njihovog razvoja
• eksploatišu se uz veoma male materijalne troškove
• radni vek je vrlo dug, praktično neograničen; prosečan vek je 30 godina, mada ima MHE koje već rade 80 godina

Naravno, MHE kao izvori energije, u odnosu na druge slične izvore imaju nedostatke, a to su:

• visoki investicioni troškovi po instalisanom kW
• veliki troškovi istraživanja u odnosu na ukupne investicije
• eksploatacija zavisi od postojećih resursa
• zahteva integralno vodoprivredno rešenje, s tim što se prednost mora dati sistemima za snadbevanje vodom i za navodnjavanje, zato MHE moraju raditi sa instalisanim protokom koji je određen prema drugim potrošačima
• ako radi autonomno, proizvodnja el.energije zavisi od potrošnje, pa višak ostaje neiskorišćen

 

FINANSIRANJE

Usled tzv. efekta veličine cena 1kW instalisane snage veća je nego kod velikih HE ili TE. Ona iznosi između 1000 i 5000 USD. Za poređenje kod TE cena je oko 1000 USD, a kod HE još manja. Ovakav raspon u ceni proizlazi iz različitog položaja lokacija za potencijalnu izgradnju MHE. Naime, najčešće se pogodne lokacije nalaze u nepristupačnim delovima, pa ne postoje putevi neophodni za sve etape izgradnje. Ovaj problem može biti najozbiljnija prepreka nekim ambicioznim projektima te ovom problemu moramo prići sveobuhvatno putem multinamenskog projekta rešavanja putne komunikacije, el. energije i vodosnadbevanja. Trebalo bi da se donesu zakonski propisi gde bi svim investitorima koji grade MHE, ali i ostale alternativne izvore omogućili dobijanje kredita pod povoljnim uslovima. Naravno trebalo bi da postoji obaveza da opšta energetska mreža preuzme i plati svaki kWh dobijene el. energije. Velika prednost kod ulaganja u izgradnju MHE je ta što je period izgradnje srazmerno mali, te se može očekivati brz povraćaj sredstava. Kada bi se npr. 80% postojećih vodenica u Srbiji pretvorilo u MHE, dobilo bi se oko 50MW instalisane snage i godišnje proizvodilo oko 300 miliona kWh el. energije. Ako bi tu energiju morali uvoziti po prosečnoj ceni od oko 3 USc dobili bi cifru od 9 miliona USD godišnje.

U ukupnim investicijama gradnje MHE na građevinski deo otpada oko 35%, mašinski i elektro deo oko 45%, dok ostatak od 20% otpada na troškove tehničke dokumentacije i kamate.

 

POSTOJEĆI PROJEKTI U SCG

Preduzeće Energoprojekt-Hidroinžnjering, u saradnji sa Institutom za vodoprivredu „Jaroslav Čarni“ izradilo je „Katastar malih HE na teritoriji Srbije van SAP“. Ovaj katastar sadrži podatke o lokacijama koje su pogodne za izgradnju MHE,sa konkretnim rešenjima i teh. podacima. Pomenuta studija je zavrešena 1987. godine i od tada se sa radovima iz ove oblasti stalo.

Katastar obuhvata površinu od 56000km2 i sadrži podatke za 856 lokacija pogodnih za izgradnju MHE, snaga iznad 100kW, što znači da mikro HE nisu obuhvaćene. Lokacije se nalaze na malim planinskim rekama, što jasno implicira da su u pitanju uglavnom nepristupačni predeli. Po tom projektu ukupna inst. snaga bi iznosila 443MW, sa god. proizvodnjom od 1.55TWh, a to je oko 15% proizvodnje HE u Srbiji u 2000. godini. Ako bi tu energiju uvozili morali bismo da platimo oko 47 miliona dolara. U najvećem broju slučajeva u pitanju su brdsko-planinski tokovi sa velikim neto padom i malim protokom.

NOVE METODE U PLANIRANJU MHE

Ovde se pre svega misli na softverske metode, koji se razvijaju u poslednje vreme. Njima se olakšava identifikacija povoljnih lokacija, prognoza potrebe za energijom, izbor opreme, planiranje potrošnje, procena troškova i studije isplativosti; sve ovo naravno znači i smanjenje troškova projekta i veliku uštedu vremena. Svi ovi softveri u osnovi imaju za cilj prognoziranje korisne energije iz konkretne hidro šeme. Pri tome se koriste dve metode: Flow Duratin Curve (FDC) i Simulated StreamFlow (SSF).

U prvoj metodi se pribavljaju karakteristike zahvata: površina, količina padavina, isparavanje i tip zemljišta. Na osnovu toga se proceni srednji protok i dalje se izabere odgovarajuća FDC kriva (iz spektra od oko 30 karakterističnih krivi, dobijenih statistički). Na osnovu dobijene krive program preporučuje jednu ili više turbina i za svaki izbor daje prognoziranu godišnju proizvodnju el. energije.

Drugi metod koristi postojeću bazu podataka o registrovanim protocima, ili koristi neki simulacioni metod koji na osnovu meteoroloških podataka ovu bazu kreira. Na ovaj način može biti izračunata dnevna, ili proizvodnja el. energije po času.

http://hr.wikipedia.org/wiki/Male_hidroelektrane