Iδροηλεκτρική ενέργεια - NTUA€¦ · Η υδροηλεκτρική...

Εισαγωγή στην Ενεργειακή Τεχνολογία

Υδροηλεκτρική ενέργεια

Νίκος Μαμάσης, Επίκουρος Καθηγητής ΕΜΠ Σχολή Πολιτικών Μηχανικών

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος

Άδεια Χρήσης

Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons.

Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

Εισαγωγή στην Ενεργειακή Τεχνολογία Υδροηλεκτρική ενέργεια

Νίκος Μαμάσης και Ιωάννης Στεφανάκος

Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Αθήνα 2011

Διάρθρωση παρουσίασης: Υδροηλεκτρική ενέργεια

Εισαγωγή

Χαρακτηριστικά υδροηλεκτρικών έργων

Υδροστρόβιλοι

Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα

Μικρά Υδροηλεκτρικά έργα

Συστήματα άντλησης-ταμίευσης

Υβριδικά συστήματα

4

Εισαγωγή (1/2)

Υδροηλεκτρική ενέργεια ονομάζεται η ενέργεια του νερού το οποίο, μέσω υδατοπτώσεων κινεί υδροστροβίλους για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

Η αξιοποίηση της υδραυλικής ενέργειας πραγματοποιούταν από την αρχαιότητα μέσω των υδρόμυλων για το άλεσμα των δημητριακών και την κοπή ξυλείας (υδροπρίονα)

5

Εικόνα 1: Υδρόμυλοι

Υδροτροχοί

Εισαγωγή (2/2)

6

Εικόνα 2: Οριζόντιος υδροτροχός Εικόνα 3: Κατακόρυφος υδροτροχός

I: ισχύς (W) ρ: πυκνότητα νερού 1000 kg/m3 g: επιτάχυνση βαρύτητας 9.81 m/s2

I = ρ * g * Q * H * n

Παροχή

Φράγμα

ΥΗΣ

Στάθμη

Υδροληψία

Στρόβιλος

Γεννήτρια

Αγωγός πτώσης

Αγωγός φυγής

Υψομετρική διαφορά

Μετασχηματιστής

Δίκτυο υψηλής τάσης

Q: παροχή m3/s H: υψομετρική διαφορά m n: συνολικός βαθμός απόδοσης 85 %

Χαρακτηριστικά υδροηλεκτρικών έργων (1/5)

I (kW) = 9.81 * Q (m3/s) * H (m) * n 7

Σχήμα 1: Συνιστώσες υδροηλεκτρικού σταθμού (ΥΗΣ)


8

Σχήμα 2: Σχηματική Διάταξη Συστήματος Παραγωγής

Πηγή: ΔΕΗ Α.Ε., Διευθυνση εκμεταλλευσης υδροηλεκτρικων σταθμων


9

Σχήμα 3: Γενική διάταξη μεγάλου υδροηλεκτρικού έργου (Κρεμαστά στον Αχελώο)

Κυριότερα πλεονεκτήματα των μεγάλων ΥΗΕ

Γρήγορη παραλαβή και απόρριψη φορτίου, και κάλυψη των αιχμών της ζήτησης

Μεγάλη διάρκεια ζωής

Δεν υπάρχει υποβάθμιση του φυσικού πόρου

Πολύ χαμηλό κόστος λειτουργίας και συντήρησης

Βελτίωση του φυσικού περιβάλλοντος (δημιουργία λίμνης και υδροβιότοπου)

Μηδενικές εκπομπές ρύπων

Χρήση του νερού και για άλλες ανάγκες (άρδευση, ύδρευση, περιβαλλοντική)

Έργα υποδομής που συμβάλλουν στην ανάπτυξη της περιοχής

Παρουσιάζουν μεγάλο βαθμό ενεργειακής απόδοσης για ΑΠΕ

Μεγάλη αξιοπιστία των υδροστροβίλων

Παραγωγή ενέργειας χωρίς διακυμάνσεις

Θέσεις εργασίας

Χαμηλή έκθεση σε μεταβολές τιμών ενέργειας


10

Ταμιευτήρες πολλαπλού σκοπού μεγάλων ΥΗΕ

Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, κάλυψη ενεργειακών αιχμών

Αρδεύσεις καλλιεργειών (σήμερα διατίθεται το 35% του ωφέλιμου όγκου των υπαρχόντων ταμιευτήρων)

Ύδρευση πόλεων

Αντιπλημμυρική προστασία

Ψύξη μονάδων Θερμοηλεκτρικών Σταθμών

Βιομηχανικές χρήσεις

Δραστηριότητες στους ταμιευτήρες (αλιεία, αναψυχή, περιβαλλοντική εκπαίδευση, εναλλακτικός τουρισμός)

Κατασκευή δρόμων και δημιουργία υποδομών

Αναβάθμιση τοπίου, δημιουργία υδροβιότοπου


11

Οπτική όχληση: από τα έργα οδοποιίας, μεγάλα πρανή, κατολισθήσεις σε ασταθή εδάφη, αλόγιστη διάθεση των μπαζών σε κοντινά ρέματα ή χαράδρες, αλλαγή της εμφάνισης κάποιου καταρράκτη στο εκτρεπόμενο τμήμα των νερών, επιπτώσεις από την κατάκλιση της γης, επίδραση στη γεωργία.

Επιπτώσεις στη χλωρίδα – πανίδα: η παροχή στη φυσική κοίτη του ποταμού μπορεί να μηδενιστεί (επιβάλλεται η εξασφάλιση οικολογικής παροχής), αποψίλωση της βλάστησης κατά τη φάση της κατασκευής και από την κατάληψη του δημιουργουμένου ταμιευτήρα, εμπόδια στην ελεύθερη κίνηση της ιχθυοπανίδας (ειδική τεχνική κατασκευή ιχθυοδρόμου, όμως μόνο για τα μικρού ύψους φράγματα).

Έδαφος, επιφανειακά και υπόγεια νερά: η διακοπή της ροής των φερτών από την υδροληψία-φράγμα δημιουργεί μακροπρόθεσμα μεταβολή στην κοίτη και την εκβολή του ποταμού, ανύψωση του υπόγειου υδροφόρου ορίζοντα, αλλαγή στις χρήσεις του νερού κατάντη του έργου υδροληψίας.

Επιπτώσεις μεγάλων ΥΗΕ στο περιβάλλον

Υδροηλεκτρικά Έργα

12

Η κύρια συνιστώσα ενός υδροηλεκτρικού έργου είναι ο υδροστρόβιλος. Η επιλογή του γίνεται με βάση το ύψος και την παροχή της υδατόπτωσης και τον υπολογιζόμενο αριθμό στροφών

Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι υδροστροβίλων:

Δράσης. Το υδατόρευμα προσπίπτει μέσω ακροφυσίου με μορφή τζετ στην εσωτερική στεφάνη. Επιλέγεται όταν υπάρχει μεγάλο ύψος υδατόπτωσης (Pelton)

Ανάδρασης (Francis και Kaplan). Όλος ο δρομέας είναι βυθισμένος στο νερό και υπάρχει εισροή από όλη την περιφέρεια. Ο Francis χρησιμοποιείται για μεσαίες τιμές υδραυλικού φορτίου (10-150 m) και αποδίδει καλύτερα όταν η ταχύτητα του νερού είναι παραπλήσια με αυτήν των πτερυγίων του. O Kaplan χρησιμοποιείται όταν το ύψος της υδατόπτωσης είναι χαμηλό αλλά η παροχή μεγάλη.

Υδροστρόβιλοι (1/5)

13

Τμήμα εισόδου: Αρχίζει από τη σφαιρική βάνα στο άκρο του αγωγού προσαγωγής και καταλήγει στο ή στα ακροφύσια τροφοδοσίας. Η ρύθμιση της παροχής επιτυγχάνεται μέσω βελόνης, η οποία μετακινείται κατά τον άξονα του ακροφυσίου μέσω υδραυλικού, συνήθως, συστήματος.

Πτερωτή: Φέρει κατά την περιφέρεια σκαφίδια (συνήθως μεταξύ 20 και 22), κατασκευάζεται από ανοξείδωτο χάλυβα και είτε ολόσωμη, είτε τα σκαφίδια είναι ανεξάρτητα και προσαρμόζονται στην πτερωτή μέσω κοχλίωσης και κωνικής ασφάλειας.

Τμήμα εξόδου: Οδηγεί το νερό που πέφτει από την πτερωτή στη διώρυγα απαγωγής

Pelton (για ύψη πτώσης > 150 m)


14

Εικόνα 4: Υδροστρόβιλος Pelton

Pelton (για ύψη πτώσης > 150 m)


Jostedal, Sogn og Fjordane (GE Hydro)

15 Εικόνα 5: Υδροστρόβιλος Pelton- Τρισδιάστατη διάταξη

Εικόνα 6: Υδροστρόβιλος Pelton- Κάτοψη

Κατάλληλος στις περιπτώσεις χαμηλών πιεζομετρικών φορτίων (περίπου 3–15 m) και υψηλών τιμών ροής του νερού.

Είναι μία προπέλα, η οποία λειτουργεί όπως μία προπέλα πλοίου, αλλά συνήθως κατακόρυφα.

Το νερό εισέρχεται πλευρικά στο στρόβιλο, ρέει διαμέσου της προπέλας και θέτει τον έλικα σε περιστροφή.

Kaplan (για ύψη πτώσης < 15 m)


16 Σχήμα 4: Υδροστρόβιλος Kaplan

Εικόνα 7: Υδροστρόβιλος Kaplan

Είναι στρόβιλος μικτού τύπου

ροής με ακτινική εισαγωγή νερού και αξονική εκροή.

Χρησιμοποιείται για πιεζομετρικά φορτία μεταξύ 10 και 150 m.

Το νερό εισέρχεται στη σπείρα, ρέει μεταξύ των σταθερών κατευθυντήριων βανών και στη συνέχεια εισέρχεται στον κινητήρα.

Ο κινητήρας αποτελείται από καμπύλα πτερύγια, είναι εντελώς βυθισμένος στο νερό και τόσο η πίεση όσο και η ταχύτητα του νερού μειώνονται από την είσοδο στην έξοδο.

Το νερό εκφορτίζεται διαμέσου μιας εξόδου από το κέντρο του στροβίλου.

Francis (για ύψη πτώσης < 150 m)


17

Σχήμα 5: Υδροστρόβιλος Francis

Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα (1/19)

Όνομα Χώρα Έτος κατασκευής

Ισχύς (MW)

Επιφάνεια ταμιευτήρα (km2)

Three Gorges Κίνα 2011 18.300-22.500

632

Itaipu Βραζιλία – Παραγουά

η

2003 14.000 1350

Guri (Simón Bolívar)

Βενεζουέλα

1986 10.200 4250

Tucurui Βραζιλία 1984 8.370 3014

Τα 4 μεγαλύτερα του κόσμου

18


19

Εικόνα 8: Φράγμα Tucurui Εικόνα 9: Φράγμα Guri (Simón Bolívar)

Εικόνα 10: Φράγμα Itaipu Εικόνα 11: Φράγμα Three Gorges

Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα (3/19) Η υδροηλεκτρική ενέργεια στην Ελλάδα

Συγκρότημα Αράχθου

(553,9 MW)

Συγκρότημα Αχελώου (925,6 MW)

Συγκρότημα Νέστου (500 MW)

Συγκρότημα Αλιάκμονα

(879,3 MW)

ΥΗΣ Πλαστήρα (129,9 MW)

ΥΗΣ Λάδωνα (70 MW)

Στη δυτική και βόρεια Ελλάδα υπάρχει ιδιαίτερα πλούσιο δυναμικό υδατοπτώσεων λόγω της διαμόρφωσης λεκανών απορροής και των σημαντικών βροχοπτώσεων

Η συνολική εγκατεστημένη ισχύς είναι 3.060 MW

Η Μέση Ετήσια Παραγωγή Ενέργειας είναι 4.000-5.000 GWh

Η μέση συνεισφορά στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι 8-10%

Η ενέργεια που προέρχεται από ΥΗΣ καλύπτει ηλεκτρικά φορτία αιχμής.

Τα τρία μεγαλύτερα υδροηλεκτρικά έργα είναι στα Κρεμαστά (437 MW), στο Θησαυρό (384 MW) και στο Πολύφυτο (375 MW)

Υπάρχει μεγάλη δυνατότητα περαιτέρω ανάπτυξης υδροηλεκτρικών σταθμών.

20

Σχήμα 6: Μεγάλα υδροηλεκτρικά έργα της ΔΕΗ

25 υδροηλεκτρικά έργα της ΔΕΗ σε λειτουργία

ΛΟΥΡΟΣ (1954-0,035) ΑΓΡΑΣ (1954- 3,8) ΛΑΔΩΝΑΣ (1955- 46,2) ΠΛΑΣΤΗΡΑΣ (1960- 300) ΚΡΕΜΑΣΤΑ (1966- 2805) ΚΑΣΤΡΑΚΙ (1969- 53) ΕΔΕΣΣΑΙΟΣ (1969- 0,46) ΠΟΛΥΦΥΤΟ (1974- 1020) ΠΟΥΡΝΑΡΙ (1981- 303) ΑΣΩΜΑΤΑ (1985-10) ΣΦΗΚΙΑ (1985-16) ΣΤΡΑΤΟΣ (1989-11) ΠΗΓΕΣ ΑΩΟΥ (1990-145) ΘΗΣΑΥΡΟΣ (1997-570) ΠΟΥΡΝΑΡΙ ΙΙ (1999- 3,6) ΠΛΑΤΑΝΟΒΡΥΣΗ (1999- 12)

ΓΛΑΥΚΟΣ (1927) ΒΕΡΜΙΟ (1929) ΑΓΙΑ ΚΡΗΤΗΣ (1929) ΑΛΜΥΡΟΣ ΚΡΗΤΗΣ (1931) ΑΓ. ΙΩΑΝΝΗΣ ΣΕΡΡΩΝ (1931) ΓΚΙΩΝΑ (1988) ΣΤΡΑΤΟΣ ΙΙ (1988) ΜΑΚΡΟΧΩΡΙ (1992) ΑΓ. ΒΑΡΒΑΡΑ ΑΛΙΑΚΜΟΝΑ (2008) ΣΜΟΚΟΒΟ (2008) ΠΑΠΑΔΙΑ (2010)


16 ΜΕΓΑΛΑ ΥΗ ΕΡΓΑ (έτος ένταξης-ωφέλιμος όγκος

ταμιευτήρα hm3) 11 ΜΙΚΡΑ ΥΗ ΕΡΓΑ

21

Σημερινή Πραγματικότητα

Λειτουργούν δεκαέξι (16) μεγάλα ΥΗΕ Εγκατεστημένη ισχύς υδροηλεκτρικών, 3.060 ΜW (το 22% περίπου της συνολικής ισχύος του διασυνδεδεμένου συστήματος) Η υδροηλεκτρική παραγωγή, όπως προβλεπόταν από τις μελέτες, έπρεπε να είναι 6.400 GWh το χρόνο Πραγματική μέση παραγωγή όλων των υδροηλεκτρικών, 4.000 έως 5.000 GWh (το 10% περίπου της συνολικής ηλεκτρικής παραγωγής) Διαθέσιμος ωφέλιμος όγκος όλων των ταμιευτήρων των υδροηλεκτρικών, 5.300 εκατομμύρια m3 Το 30% περίπου του ωφελίμου όγκου των ταμιευτήρων των υδροηλεκτρικών, διατίθεται κατά πρoτεραιότητα για άλλες, πέραν της ηλεκτροπαραγωγής, χρήσεις

Δεν προγραμματίζονται από τη ΔΕΗ νέα μεγάλα ΥΗΕ

Δεν ενεργοποιήθηκαν ακόμη οι ιδιώτες επενδυτές


22

Χαρακτηριστικά υδροηλεκτρικών έργων ΔΕΗ


Αχελώος Κρεμαστών 4 109.3 Francis 437.2 848 22

Αχελώος Καστρακίου 4 80 Francis 320 598 21

Αχελώος Στράτος Ι 2 75 Francis 150 237 17

Αχελώος Στράτος ΙΙ 1 6.2 Tube-S type 6.2 16

Αχελώος Πλαστήρα 3 43.3 Pelton 129.9 198 17

Αλιάκμονας Πολυφύτου 3 125 Francis 375 420 13

Αλιάκμονας Σφηκιάς (αντλητικός) 3 105 Francis-pump 315 380 14

Αλιάκμονας Ασωμάτων 2 54 Francis 108 130 14

Αλιάκμονας Μακροχωρίου 3 3.6 Caplan 10.8 30 32

Αλιάκμονας Βερμίου 2 0.75 Francis 1.5 6 46

Αλιάκμονας Άγρα 2 25 Francis 50 35 8

Αλιάκμονας Εδεσσαίου 1 19 Francis 19 25 15

Ποταμός ΥΗΣ Αριθμός Ισχύς (MW)

Iσχύς (MW) (GWh) Τύπος

Στρόβιλοι Ενέργεια Σταθμός

Συνεχής λειτουργία

(%)

23

Αώος Πηγών Αώου 2 105 Pelton 210 165 9

Άραχθος Πουρναρίου Ι 3 100 Francis 300 235 9

Άραχθος Πουρναρίου ΙΙ 2 16 bulb

1 1.6 S units 33.6 45 15

Λούρος Λούρου 2 2.5 Francis

1 5.3 Francis 10.3 50 55

Νέστος Θησαυρού (αντλητικός) 3 128 Francis-pump 384 440 13

Νέστος Πλατανόβρυσης 2 58 Francis 116 240 24

Λάδωνας Λάδωνας 2 35 Francis 70 260 42

Υδραγωγείο Μόρνου Γκιώνας 1 8.5 Francis 8.5 40 54

Γλαύκος Γλαύκου 1 1.3 Pelton

1 2.4 Francis 3.7 11.4 35

Ποταμός ΥΗΣ Αριθμός Ισχύς (MW)

Iσχύς (MW) (GWh) Τύπος

Στρόβιλοι

Χαρακτηριστικά υδροηλεκτρικών έργων ΔΕΗ


Ενέργεια Σταθμός

Συνεχής λειτουργία

(%)

24


YHE Πηγών Αώου

Λειτουργεί με εκτροπή των νερών

από τον ποταμό Αώο (ο οποίος εκβάλλει στην

Αδριατική), στον Μετσοβίτικο

(παραπόταμο του Αράχθου)

25 Εικόνα 12: YHE Πηγών Αώου

Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα (9/19) YHE Πηγών Αώου (με εκτροπή των νερών από τον Αώο στον Άραχθο)

26

Εισροές

Παραγωγή από Εισροές

Αποθέματα

Δυνατότητα Παραγωγής

με σταθερά Αποθέματα

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

Έτος

Εισ

ρο

ές (m

cm

), Π

αρ

αγω

γή

&

Α

πο

θέμ

ατα

(G

Wh

)Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα (10/19)

27

Σχήμα 7: Χρονική εξέλιξη εισροών, υδροηλεκτρικής παραγωγής και αποθεμάτων των μεγάλων υδροηλεκτρικών της Ελλάδας


0

5

10

15

20

25

30

351

95

8

19

60

19

62

19

64

19

66

19

68

19

70

19

72

19

74

19

76

19

78

19

80

19

82

19

84

19

86

19

88

19

90

19

92

19

94

19

96

19

98

20

00

20

02

20

04

20

06

20

08

20

10

Έτος

Πο

σο

στό

Υδ

ρο

ηλεκτρ

ική

ς Π

αρ

αγω

γή

ς

(%)

`

28

Σχήμα 8: Χρονική εξέλιξη ποσοστού της Υδροηλεκτρικής Παραγωγής στο Διασυνδεδεμένο Σύστημα

Παραγωγή από εισροές και ισχύς των ΥΗΕ


0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

65001950

1955

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

Έτος

Εγκα

τεσ

τημ

ένη

Ισ

χύς (

MW

) , Π

αρ

αγω

γή

απ

ό Ε

ισρ

οές

(G

Wh

)

Παραγωγή

Ισχύς

29

Σχήμα 9: Παραγωγή από εισροές και ισχύς των YHE


30

Σχήμα 10: Μεταβολή των ημερήσιων ενεργειακών αποθεμάτων των Υδροηλεκτρικών (2003-2008)

Η σκοπιμότητα κατασκευής νέων ΥΗΕ

Για να διπλασιάσουμε την παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας, έστω μέχρι το 2020, (Οδηγία 2001/77)

Για να διπλασιάσουμε τις αποθήκες νερού

Για την αντιπλημμυρική προστασία των κατάντη περιοχών στα περισσότερα ποτάμια

Για την βελτίωση της ενεργειακή μας αυτονομίας

Για να διευκολύνουμε την διείσδυση και των άλλων ΑΠΕ (αιολικά)

Για να αποφύγουμε κατά το δυνατόν τα πυρηνικά


31

32

Χρειαζόμαστε πράγματι νέους μεγάλους Ταμιευτήρες;

Όγκος βροχής 116.000 hm3

Εξάτμιση 59.000 hm3

Υπόγεια & επιφανειακά 57.000 hm3

Εισροή από άλλες χώρες 13.000 hm3

Απορροή μεγάλων ποταμών 47.000 hm3

Σημερινή ζήτηση 8.200 hm3

Ταμιευτήρες Υδροηλεκτρικών 5.300 hm3

Ταμιευτήρες Άρδευτικών 450 hm3

Ταμιευτήρες Ύδρευσης ~900 hm3 Σύνολο ταμιευτήρων ~ 6.700 hm3 Ταμιευτήρες σε κατασκευή 1.318 hm3

(από τα οποία 1.080 hm3 οι ταμιευτήρες των ΥΗΕ Ιλαρίωνα, Μεσοχώρας, Συκιάς)


32

Υπάρχουν θέσεις για νέα ΥΗ;


1 Αυλάκι Αχελώος 100 150 99 249 6 60.8 63.7 58

2 Βίνιανη - Μαρκόπουλο Ανατ. Αχελώος 324 195 20 215 6 51.6 54 49.2

3 Αγραφιώτης Ανατ. Αχελώος 40 143 24 167 6 32.1 33.6 30.6

4 Τρικεριώτης Ανατ. Αχελώος 40 99 220 319 6 33.9 35.5 32.3

5 Στενό - Καλλαρίτικο Άραχθος 390 624 78 702 8 189.1 201.7 177.4

6 Άγιος Νικόλαος Άραχθος 140 170 220 390 7 63.8 66.9 60.9

7 Πιστιανά Άραχθος 60 153 51 204 6 45.2 47.4 43.1

8 Βωβούσα Αώος 135 364 0 364 5 38.8 40.6 37

9 Ελεύθερο Αώος 80 205 80 285 6 55.7 58.3 53.1

10 Αγία Βαρβάρα Σαραντάπορος 35 93 59 152 5 26.4 27.6 25.2

11 Γλύζιανη Καλαμάς 86 225 131 356 5 43.7 45.9 41.7

12 Σουλόπουλος Καλαμάς 25 61 36 97 5 21.1 22.2 20.2

Έργο Ποταμός Ισχύς (MW)

Παραγόμενη Ενέργεια

(GWh/έτος) Πρ. Δευ. Συν

Διάρκεια κατασκευής

(έτη)

Προϋπο-λογισμός 109

δραχμές

Επιτόκιο

6% 8% 4%

ΥΗΕ (σε διάφορα στάδια μελέτης)

33

Υπάρχουν θέσεις για νέα ΥΗΕ;


13 Βροσίνα Καλαμάς 70 193 66 259 5 42.7 44.7 40.7

14 Μινίνα Καλαμάς 50 145 66 211 5 43.3 45.3 41.3

15 Γίτανη Καλαμάς 2.4 15

16 Κορομηλιά-Καστοριά Αλιάκμων 6.2 6 11 17 5 12.5 13.1 11.9

17 Μετόχι - Σπήλαιο Αλιάκμων 25 60 34 94 5

18 Τρίκωμο Αλιάκμων 10 22 13 35 5

19 Ελάφι Αλιάκμων 75 206 129 335 6 51.8 54.3 49.5

20 Ιλαρίωνας Αλιάκμων 160 214 199 413 6 61 64 58.2

21 Πύλη-Μουζάκι Πηνειός 130 200 52 252 5 76 79.7 72.5

22 Μαυρομάτι Πηνειός 30 48 8 56 4 14.5 15.2 13.8

23 Ελεούσα Αξιός 4.7 27

ΣΥΝΟΛΟ 2018 3576 1596 5214

ΥΗΕ (σε διάφορα στάδια μελέτης)

Έργο Ποταμός Ισχύς (MW)

Παραγόμενη Ενέργεια

(GWh/έτος)

Πρ. Δευ. Συν

Διάρκεια κατασκευής

(έτη)

Προϋπο-λογισμός 109

δραχμές

Επιτόκιο

6% 8% 4%

34

Σύνοψη

Η ΔΕΗ έχει αξιοποιήσει το ένα τρίτο περίπου του Υδροδυναμικού της χώρας

Οι ΥΗΣ παράγουν ενέργεια από ανανεώσιμη πηγή (νερό)

Οι ΥΗΣ ρυθμίζουν το ηλεκτρικό σύστημα (αιχμή, τάση, συχνότητα, αξιοπιστία)

Η ΔΕΗ με τους ταμιευτήρες των ΥΗΕ εξυπηρετεί και πολλές άλλες χρήσεις όπως: ύδρευση, άρδευση, ψυχαγωγία, αντιπλημμυρική προστασία κτλ, αναλαμβάνοντας παράλληλα και το αντίστοιχο κόστος

Τα μεγάλα ΥΗΕ επηρεάζουν σημαντικά το περιβάλλον (θετικά και αρνητικά)

Τα ΥΗΕ είναι πολλαπλού σκοπού και απόλυτα αναγκαία για τις μεσογειακές χώρες όπως η Ελλάδα για να είναι δυνατή η ορθολογική διαχείριση των υδατικών πόρων χωρίς ταμιευτήρες και φράγματα

Οι ταμιευτήρες είναι συνήθως πλούσιοι σε χλωρίδα και πανίδα και εξελίσσονται σε σημαντικούς υγροβιότοπους

Τα ΥΗΕ συμβάλλουν στην ήπια ανάπτυξη

Με την υπερετήσια εκμετάλλευση των μεγάλων ταμιευτήρων, εξασφαλίζονται τα απαραίτητα αποθέματα για την αντιμετώπιση περιόδων ξηρασίας


35

Μεγάλα Υδροηλεκτρικά Έργα (19/19) Εκτίμηση βασικών μεγεθών

Σε θέση ποταμού με μέση ετήσια εισροή Q= 50 m3/s, προγραμματίζεται η κατασκευή φράγματος για την δημιουργία ταμιευτήρα. Το μέσο καθαρό ύψος πτώσης για την παραγωγή ενέργειας είναι 100 m και η μέση ετήσια λειτουργία ΥΗΣ είναι 3000 hr

I: ισχύς (W) ρ: πυκνότητα νερού 1000 kg/m3 g: επιτάχυνση βαρύτητας 9.81 m/s2

I = ρ * g * Q * H * n

Q: παροχή m3/s H: υψομετρική διαφορά m, n: συνολικός βαθμός απόδοσης 90 %

I = 1000 * 9.81 * 50 * 100 * 0.9= 44.145.000 W = 44.1 MW E= 44.145.000 W * 3.000 hr = 132.4 GWh

36

Μεγάλα και Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα (1/3)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

800-900

700-800

600-700

500-600

400-500

300-400

200-300

100-200

0-100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

800-900

700-800

600-700

500-600

400-500

300-400

200-300

100-200

0-100

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

80-90

70-80

60-70

50-60

40-50

30-40

20-30

10-20

0-10

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

80-90

70-80

60-70

50-60

40-50

30-40

20-30

10-20

0-10

Θεωρητική ισχύς (kW) Θεωρητική ισχύς (ΜW)

Παροχή (m3/s) Παροχή (m3/s) ρ=1000 kg/m3 g=9.81 m/s2

n=0.9

I (kW) = 9.81 * Q (m3/s) * H (m) * n 37

Σχήμα 11: Εκτίμηση βασικών μεγεθών

Παροχή (m3/s)

ρ=1000 kg/m3 g=9.81 m/s2

n=0.9


0- 10 kW

10-100 kW

100 - 500 kW

500 kW - 1 MW

1 - 5 MW

5 - 10 MW

10 - 20 MW

20 - 50 MW

50 - 100 MW

100 - 200 MW

200 - 500 MW

500 MW - 1 GW

1 - 10 GW! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 1

2

50

100

200

500

1000

20

10

5

I (kW) = 9.81 * Q (m3/s) * H (m) * n

38 Σχήμα 12: Θεωρητική ισχύς (kW)

Παροχή (m3/s)


0- 10 kW

10-100 kW

100 - 500 kW

500 kW - 1 MW

1 - 5 MW

5 - 10 MW

10 - 20 MW

20 - 50 MW

50 - 100 MW

100 - 200 MW

200 - 500 MW

500 MW - 1 GW

1 - 10 GW! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

! ! ! ! ! ! ! ! ! !

1 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 1

2

50

100

200

500

1000

20

10

5

Αώος Q= 44.5 m3/s H= 685 m I = 210 MW

Θερμόρεμα Q= 1 m3/s H= 260 m I = 1.95 MW

Καστράκι Q= 480 m3/s H=75 m I = 320 MW

Πλαστήρας Q= 29 m3/s H=577 m I = 130 MW

Πουρνάρι Ι Q= 500 m3/s H=72 m I = 300 MW

Πουρνάρι ΙΙ Q= 300 m3/s H=15 m I = 30 MW Πουρνάρι ΙΙΙ

Q= 12 m3/s H=6.5 m I = 660 kW

39 Σχήμα 13: Θεωρητική ισχύς (kW)

μικρού ύψους (< 20 m)

μέσου ύψους (20 - 150 m)

μεγάλου ύψους (> 150 m)

micro (< 0.1 ΜW)

mini (0.1-1 ΜW)

μικρό (1-10 ΜW)

Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα (1/26) Κατηγορίες ΜΥΗΕ

Τρεις κατηγορίες ως προς το ύψος πτώσης

Τρεις κατηγορίες ως προς την ονομαστική ισχύ

40

Πηγή ύδατος (ποτάμι ή φράγμα)-υδροληψία (intake)

Δεξαμενή καθίζησης ή εξαμμωτής (desilter) και δεξαμενή φόρτισης (forebay)

Μικρά Υδροηλεκτρικά Έργα (2/26)

Σύστημα προσαγωγής (penstock). Αγωγός πτώσης που μεταφέρει νερό στο σταθμό (αγωγός, εξαεριστικές βαλβίδες, βαλβίδες εκκένωσης φερτών, βαλβίδες ανακούφισης, δεξαμενές, πύργοι ανάπλασης)

Σταθμός παραγωγής (power house). Ο χώρος όπου καταλήγει το σύστημα προσαγωγής και εγκαθίσταται ο ηλεκτρομηχανολογικός (Η/Μ) εξοπλισμός (υδροστρόβιλοι, γεννήτριες, μετασχηματιστές και εξοπλισμός παρακολούθησης του έργου)

41

Εικόνα 13: Συνιστώσες ενός τυπικού ΜΥΗΕ

Φωτογραφία: ΔΕΛΤΑ Project

ΜΥΗΣ Θερμόρεμα, Σπερχειάδα Φθιώτιδας, Ισχύς 1.95 MW, 2003


42

Εικόνα 14: Υδροληψία-Υπερχείλιση

Υδροληψία



43

Εικόνα 15: ΜΥΗΣ Θερμόρεμα-Εσχάρα υδροληψίας ορεινού τύπου



44

Εικόνα 16: ΜΥΗΣ Θερμόρεμα- Διώρυγα προσαγωγής –παγίδες φερτών



45

Εικόνα 17: ΜΥΗΣ Θερμόρεμα- Δεξαμενές εξάμμωσης



46

Εικόνα 18: ΜΥΗΣ Θερμόρεμα- Αγωγός προσαγωγής


47

Εικόνα 19: Αγωγός Προσαγωγής (ΜΥΗΣ Κρύας Βρύσης)


48

Εικόνα 20: Δεξαμενής φόρτισης (ΜΥΗΣ Κρύας Βρύσης)

Επιλογή θέσης εγκατάστασης

Εκτίμηση υδροδυναμικού περιοχής

Μελέτη Σκοπιμότητας

Προμελέτη Εγκατάστασης

Μελέτη-κατασκευή υδροστροβίλων

Μελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (ΜΠΕ)

Μετρήσεις λειτουργίας και βαθμού απόδοσης

Στάδια κατασκευής ΜΥΗΕ


49

0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Συχνότητα υπέρβασης (%)

Παρ

οχή

(m3/s

)

Υδατικό δυναμικό θέσης


0

2

4

6

8

10

12

14

0 365 730 1095 1460 1825 2190 2555 2920 3285 3650

Ημέρα (1/10/1971-30/9/1981)

Πα

ρο

χή (

m3

/s)

50

Σχήμα 14: Υδρογράφημα

Σχήμα 15: Καμπύλη διάρκειας

Οικολογική παροχή


….ως ελάχιστη απαιτούμενη οικολογική παροχή νερού που παραμένει στη φυσική κοίτη υδατορεύματος, αμέσως κατάντη του έργου υδροληψίας του υπό χωροθέτηση Μ.ΥΗ.Ε., πρέπει να εκλαμβάνεται το μεγαλύτερο από τα πιο κάτω μεγέθη, εκτός αν απαιτείται τεκμηριωμένα η αύξησή της, λόγω των απαιτήσεων του κατάντη οικοσυστήματος (ύπαρξη σημαντικού οικοσυστήματος): • 30% της μέσης παροχής των θερινών μηνών Ιουνίου - Ιουλίου – Αυγούστου ή • 50% της μέσης παροχής του μηνός Σεπτεμβρίου ή • 30 lt/sec σε κάθε περίπτωση.

Ειδικό πλαίσιο χωροταξικού σχεδιασμού και αειφόρου ανάπτυξης για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και της στρατηγικής μελέτης περιβαλλοντικών επιπτώσεων αυτού, ΥΠΕΧΩΔΕ 2008

Οι βασικές μεθοδολογίες εκτίμησης της Οικολογικής Παροχής λαμβάνουν υπόψη:

τις ιστορικές παροχές του ποταμού

τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των διατομών

την διατήρηση του ποταμού ως ενδιαίτημα για συγκεκριμένα είδη, υγροβιότοπο και φυσικό τοπίο

τα στατιστικά χαρακτηριστικά της χρονοσειράς παροχών (ως ποσοστό της ετήσιας ή θερινής απορροής ή με βάση την καμπύλη διάρκειας)

την υγρή περίμετρο σε συγκεκριμένες διατομές

τους όγκους νερού που απαιτούνται για τη διατήρηση συγκεκριμένων ειδών και υγροβιοτόπων

Έτσι η οικολογική παροχή μπορεί να εκτιμηθεί με βάση

51


52

Εικόνα 21: Αναρρυθμιστικός ταμιευτήρας και ΜΥΗΕ Αγ. Βαρβάρας (900 kW) για την οικολογική παροχή στον ποταμό Αλιάκμονα

Κανόνες


Συνήθως οι στρόβιλοι εκμεταλλεύονται παροχές κατ’ ελάχιστο μέχρι 10% έως 40% της παροχής που αντιστοιχεί στην ονομαστική παροχή σχεδιασμού τους, ανάλογα με τον τύπο τους (Pelton - Francis αντίστοιχα)

Οι όγκοι V’’ και V’ (βλέπε το επόμενο διάγραμμα) δεν αξιοποιούνται ενεργειακά. Ο όγκος V’ εξαρτάται από το ελάχιστο της λειτουργίας του μικρότερου στροβίλου

Επιδιώκεται λοιπόν ελαχιστοποίηση του όγκου V’ επιλέγοντας στροβίλους διαφορετικού μεγέθους

Απαιτείται η εκμετάλλευση, για την παραγωγή ενέργειας, τουλάχιστον του 75% του καθαρού διαθέσιμου υδάτινου δυναμικού της θέσης

Ο σταθμός παραγωγής απαιτείται να έχει συντελεστή φορτίου (load factor) όχι μικρότερο του 30%, δηλαδή να λειτουργεί τουλάχιστον περί τις 2600 ώρες το χρόνο

Το κόστος κατασκευής ενός ΜΥΗΕ εκτιμάται, για την επιδότησή του, περί τα 1.500 €/kW. Επιδοτείται το 40-50%

53

Σχεδιασμός

Καμπύλη Διαρκείας Ημερησίων Παροχών

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100

Χρόνος, Όγκος (%)

Μέσ

η Η

μερ

ήσ

ια Π

αρ

οχ

ή (

m3/s

ec

)

Qσυνολ.

Qσυνολ.-Qοικολ.

(Vσ-V''-V')/Vσ (%)

V''

V'


54 Σχήμα 16: Καμπύλη διαρκείας ημερήσιων παροχών

0.001

0.01

0.1

1

10

0 20 40 60 80 100

Συχνότητα υπέρβασης (%)

Παροχή

(m

3/s

)

Qmin-Qmax:2-10 m3/s Ιmax= 15.7 MW PT= 15 % PV= 49 % Ε= 6.1 GWh

Qmin-Qmax: 0.2-1 m3/s Ιmax= 1.6 MW PT= 70 % PV= 56 % Ε= 7.0 GWh


1 στρόβιλος 15.7 ΜW

1 στρόβιλος 1.6 ΜW

ΥΠΟΜΝΗΜΑ Qmin, Qmax: Ελάχιστη, μέγιστη παροχή εκμετάλλευσης (m3/s)

Ιmax: Ισχύς στη μέγιστη παροχή εκμετάλλευσης (MW)

PT : Ποσοστό χρόνου λειτουργίας στο έτος (%) PV: Ποσοστό όγκου νερού που χρησιμοποιείται (%) Ε: Συνολική ενέργεια (GWh)

Η=200 m ρ=1000 kg/m3 g=9.81 m/s2

n=0.8

15.7 10

7.8 5

6.3 4

4.7 3

3.9 2.5

3.1 2

2.4 1.5

1.6 1

0.8 0.5

I (MW) Q (m3/s)

ΔΕΔΟΜΕΝΑ Θεωρητική ισχύς για διάφορες παροχές

55 Σχήμα 17: Επιλογή στροβίλων

0.001

0.01

0.1

1

10

0 20 40 60 80 100


Παροχή

(m

3/s

)

Qmin-Qmax: 0.5-2.5 m3/s Ιmax= 3.9 MW

Qmin-Qmax: 0.1-2.5 m3/s Ιmax= 4.7 MW PT= 90 % PV= 92 % Ε= 11.5 GWh

Qmin-Qmax=0.1-0.5 m3/s Ιmax= 0.8 MW


2 στρόβιλοι 3.9 και 0.8 ΜW




Η=200 m ρ=1000 kg/m3 g=9.81 m/s2

n=0.8

15.7 10

7.8 5

6.3 4

4.7 3

3.9 2.5

3.1 2

2.4 1.5

1.6 1

0.8 0.5

I (MW) Q (m3/s)


56

Σχήμα 18: Επιλογή στροβίλων

0.001

0.01

0.1

1

10

0 20 40 60 80 100


Παροχή

(m

3/s

)






Η=200 m ρ=1000 kg/m3 g=9.81 m/s2

n=0.8

15.7 10

7.8 5

6.3 4

4.7 3

3.9 2.5

3.1 2

2.4 1.5

1.6 1

0.8 0.5

I (MW) Q (m3/s)



Qmin-Qmax: 0.4 -2 m3/s Ιmax= 3.1 MW


PT= 0.70 % PV= 0.89 % Ε= 11.1 GWh

Qmin-Qmax: 0.2 -3 m3/s Ιmax= 6.3 MW PT= 0.70 % PV= 0.95 % Ε= 11.8 GWh



Qmin-Qmax: 0.2-1 m3/s Ιmax= 1.6 MW

57

Σχήμα 19: Επιλογή στροβίλων

ΜΥΗΕ σε λειτουργία (ΔΕΣΜΗΕ, Ιανουάριος 2009)

53,2 (31) ΔΕΗ 9 (11)

14,9 (9) ΔΕΗ Αν.+Ιδιώτες 3 (4)

5,0 (3) ΕΥΔΑΠ ή Δήμοι 7 (9)

96,9 (57) Ιδιώτες 61 (76)

MW (%) Ιδιοκτησία Πλήθος Έργων (%)

170,1 (100) Σύνολο 80 (100)

31,5 (19) 10 < Ισχύς <= 11 3 (4)

36,1 (21) 5 < Ισχύς <= 10 5 (6)

50,6 (30) 2 < Ισχύς <= 5 15 (19)

23,2 (14) 1 < Ισχύς <= 2 15 (19)

28,7 (17) 0 < Ισχύς <= 1 42 (53)

MW (%) Μέγεθος Πλήθος Έργων (%)


58

ΜΥΗΕ με άδεια Εγκατάστασης (ΥΠΑΝ, Μάρτιος 2009)

157,7 (100) 110 (100)

0 (0) 10 < Ισχύς <= 15 0 (0)

21,5 (14) 5 < Ισχύς <= 10 3 (3)

52,6 (33) 2 < Ισχύς <= 5 15 (14)

43,3 (27) 1 < Ισχύς <= 2 28 (25)

40,3 (26) 0 < Ισχύς <= 1 64 (58)

MW (%) Μέγεθος Πλήθος Έργων (%)


59

Παραγωγή του συνόλου των Μικρών Υδροηλεκτρικών Έργων το ξηρό 2008

6,5 2384,0 324.930 Σύνολα

7,9 245,1 158,42 38.821 Δεκέμβριος

3,9 117,4 150,88 17.710 Νοέμβριος

3,7 114,0 150,25 17.131 Οκτώβριος

3,0 90,8 148,70 13.496 Σεπτέμβριος

3,7 115,2 148,70 17.136 Αύγουστος

4,6 142,3 148,27 21.101 Ιούλιος

6,1 182,9 144,47 26.419 Ιούνιος

8,4 261,6 141,89 37.124 Μάιος

10,6 319,1 141,89 45.273 Απρίλιος

8,8 272,4 130,99 35.680 Μάρτιος

8,1 226,1 116,15 26.259 Φεβρουάριος

9,6 297,2 96,85 28.780 Ιανουάριος

Ώρες /ημέρα

Ώρες λειτουργίας

Ισχύς (MW)

Παραγωγή (MWh)

Μήνας


60

Τυπική πορεία αδειοδότησης ενός ΜΥΗΕ


61

Υποβολή αίτησης στη ΡΑΕ. Ο φάκελος. πρέπει να περιλαμβάνει:

Έκδοση Άδειας Παραγωγής Τυπική πορεία αδειοδότησης ενός ΜΥΗΕ

Νομική υπόσταση, διοικητική και οργανωτική δομή του αιτούντος, καθώς και οικονομικά στοιχεία των τελευταίων 3 ετών

Συνοπτική παρουσίαση του Επιχειρηματικού Σχεδίου για τα επόμενα 5 έτη

Μελέτη σκοπιμότητας

Συνοπτικό χρηματοοικονομικό προγραμματισμό για το έργο που θα παρέχει την προβλεπόμενη ταμειακή ροή

Έκδοση Άδειας Εγκατάστασης Αρμόδιος για έκδοση άδειας εγκατάστασης είναι ο Γενικός Γραμματέας της οικείας περιφέρειας

Σε περίπτωση σύνδεσης σταθμού στο Σύστημα ή σε Δίκτυο τα αναγκαία στοιχεία για τη διατύπωση προσφοράς σύνδεσης του σταθμού (Τοπογραφικό διάγραμμα 1:50.000, περιγραφή Η/Μ εγκαταστάσεων )

Φάκελος μελέτης προέγκρισης χωροθέτησης

Φάκελος μελέτης περιβαλλοντικών επιπτώσεων

Άδεια χρήσης νερού και, εφόσον ο αιτών είναι νομικό πρόσωπο που δεν υπάγεται στον ευρύτερο δημόσιο τομέα, άδεια εκτέλεσης έργου αξιοποίησης υδατικών πόρων, σύμφωνα με τις διατάξεις του Ν. 1739/1987


62

Ο συνοδευτικός της αίτησης φάκελος περιλαμβάνει την πλήρη Μελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (ΜΠΕ) του έργου, στην οποία αναλύονται εκτενέστερα το σύνολο των στοιχείων που αναφέρονται στην ΠΠΕΑ

Απαραίτητη η θετική γνωμοδότηση του Νομαρχιακού Συμβουλίου της οικείας Νομαρχιακής Αυτοδιοίκησης και των Οργανισμών Ρυθμιστικού Σχεδίου και Προστασίας Περιβάλλοντος, εφόσον το έργο πρόκειται να εγκατασταθεί σε περιοχή δικαιοδοσίας των εν λόγω οργανισμών


Προκαταρκτική Περιβαλλοντική Εκτίμηση και Αξιολόγηση (ΠΠΕΑ)

Τεχνική Περιγραφή Έργου

Προμελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (ΠΠΕ)

Χάρτες και Φωτογραφικό Υλικό – Τοπογραφικοί χάρτες

Θετικές γνωμοδοτήσεις Δασαρχείου, Πολεοδομικής Υπηρεσίας, ΟΤΕ, Εφορειών Προϊστορικών και Κλασικών Αρχαιοτήτων, Βυζαντινών Αρχαιοτήτων και Νεοτέρων Μνημείων, ΥΠΑ, ΓΕΕΘΑ., ΕΟΤ και των Οργανισμών Ρυθμιστικού Σχεδίου και Προστασίας Περιβάλλοντος, εφόσον το έργο πρόκειται να εγκατασταθεί σε περιοχή δικαιοδοσίας των εν λόγω οργανισμών

Έγκριση Περιβαλλοντικών Όρων (ΕΠΟ)


63

Έγκριση Επέμβασης (ΕΕπ) σε δάσος ή δασική έκταση

Αρμόδιος για έκδοση της είναι ο Γενικός Γραμματέας της οικείας Περιφέρειας

Προϋπόθεση για τη χορήγηση ΕΕπ είναι η ΕΠΟ του συγκεκριμένου έργου

Τα περιεχόμενα του φακέλου για την ΕΕπ είναι η Τεχνική Περιγραφή Έργου, οι χάρτες και φωτογραφικό υλικό, όπως αυτά ορίζονται για το φάκελο της ΠΠΕΑ

.

Άδεια Χρήσης Νερού – Εκτέλεσης Έργου Αξιοποίησης Υδατικών Πόρων

Αρμόδια αρχή για την έκδοση της άδειας είναι το ΥΠΑΝ

Τοπογραφικό διάγραμμα, κατάλληλης κλίμακας

Αντίγραφο ιδιωτικού συμφωνητικού σε περίπτωση χρήσης νερού από χώρο ξένης ιδιοκτησίας

Νόμιμη εξουσιοδότηση εκπροσώπησης

Γενική περιγραφή του έργου.

Επαρκή στοιχεία μελέτης στα οποία αναλύεται η ποιοτική και ποσοτική κατάσταση των υδατικών πόρων, πριν και μετά την εκτέλεση του έργου



64

Έκδοση Άδειας Λειτουργίας

Επικυρωμένο αντίγραφο σύμβασης σύνδεσης στο Σύστημα ή στο Δίκτυο, μεταξύ Παραγωγού και ΔΕΣΜΗΕ ή ΔΕΗ ΑΕ αντίστοιχα.

Επικυρωμένο αντίγραφο σύμβασης αγοραπωλησίας Η/Ε μεταξύ Παραγωγού και ΔΕΣΜΗΕ ή ΔΕΗ ΑΕ, ανάλογα με το αν η παραγόμενη ενέργεια διοχετεύεται στο Σύστημα ή στο Δίκτυο αντίστοιχα.

Βεβαίωση του ΔΕΣΜΗΕ ή της ΔΕΗ ΑΕ περί ολοκλήρωσης των κατασκευών του δικτύου σύνδεσης και των λοιπών αναγκαίων εγκαταστάσεων, σύμφωνα με τις ελάχιστες προδιαγραφές που ορίζονται στη σύμβαση σύνδεσης.

Νόμιμα θεωρημένο αντίγραφο της οικοδομικής άδειας του σταθμού παραγωγής.

Πιστοποιητικό της αρμόδιας Υπηρεσίας του Πυροσβεστικού Σώματος, ότι έχουν ληφθεί όλα τα απαραίτητα μέτρα πυρασφάλειας

Έκθεση αυτοψίας της Αδειοδοτούσας Αρχής, με την οποία βεβαιώνεται η τήρηση των όρων και περιορισμών της άδειας εγκατάστασης.

Υπεύθυνη δήλωση του φορέα του έργου ότι έχουν τηρηθεί οι όροι της απόφασης ΕΠΟ και ότι θα τηρούνται και κατά τη διάρκεια λειτουργίας.

Λοιπές υπεύθυνες δηλώσεις του ιδιοκτήτη, του επιβλέποντος την κατασκευή μηχανικού και του μηχανικού επίβλεψης της λειτουργίας του έργου.



65

Τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίµακας Περιορισμός χρονικής αναντιστοιχίας της παραγωγής με τη ζήτηση Οι μονάδες μετατροπής ενέργειας είναι αντιστρεπτές Κίνηση του νερού εντός ενός συστήματος ταμιευτήρων.

Συνήθης ζήτηση Η αποθήκευση νερού δεν μεταβάλλεται στον πάνω ταμιευτήρα

Μικρή ζήτηση Η επιπλέον ενέργεια χρησιμοποιείται για την άντληση νερού στον πάνω ταμιευτήρα

Μεγάλη ζήτηση Το νερό στον πάνω ταμιευτήρα χρησιμοποιείται για την παραγωγή πρόσθετης ενέργειας

Συστήματα άντλησης ταμίευσης Εισαγωγή

66

Σχήμα 20: Συστήματα άντλησης ταμίευσης και ζήτηση

Παραγωγή από εισροές και άντληση

Συστήματα άντλησης ταμίευσης στην Ελλάδα

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

5.000

5.500

6.000

6.500

1985

1990

1995

2000

2005

2010

Έτος

Πα

ρα

γωγή

απ

ό Ε

ισρ

οές

κα

ι Ά

ντλη

ση

(G

Wh

)

Από Εισροές

Από Άντληση

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1985

1990

1995

2000

2005

2010

Έτος

Παρ

αγω

γή α

πό:

[ Ά

ντλη

ση/

Εισ

ροές

] (%

)

67

Σχήμα 21: Παραγωγή από εισροές και άντληση

Σχήμα 22: Ποσοστό παραγωγής από άντληση

Σφηκιά-Ασώματα (315 ΜW) Συμβατική Παραγωγή (από τα νερά του ποταμού) 266 GWh

Παραγωγή από την αναστρέψιμη λειτουργία 394 GWh

Θησαυρός-Πλατανόβρυση (384 MW) Συμβατική Παραγωγή (από τα νερά του ποταμού) 440 GWh

Παραγωγή από την αναστρέψιμη λειτουργία 615 GWh

Απόδοση κύκλου~ 30%

68


0

100

200

300

400

01-86 07-86 01-87 07-87 01-88 07-88 01-89 07-89 01-90 07-90 01-91 07-91 01-92 07-92 01-93 07-93 01-94 07-94 01-95 07-95

Όγκ

ος

νερ

ού h

m3

Φυσική εισροή

Εισροή από άντληση

Νερό που χρησιμοποιήθηκε για παραγωγή

0

10

20

30

40

50

60

01-86 07-86 01-87 07-87 01-88 07-88 01-89 07-89 01-90 07-90 01-91 07-91 01-92 07-92 01-93 07-93 01-94 07-94 01-95 07-95

Ενέ

ργε

ια G

Wh

Παραγωγή σταθμού χωρίς άντληση (GWh)

Παραγωγή σταθμού (GWh)

Λειτουργία Σφηκιάς (1986-1995)

69


Σχήμα 23: Λειτουργία Σφηκιάς-Όγκοι νερού

Σχήμα 24: Λειτουργία Σφηκιάς-Παραγωγή ενέργειας

Λειτουργία Σφηκιάς (1986-1995)

0

10

20

30

40

50

60

01-86 07-86 01-87 07-87 01-88 07-88 01-89 07-89 01-90 07-90 01-91 07-91 01-92 07-92 01-93 07-93 01-94 07-94 01-95 07-95

Ενέρ

γεια

GW

h

Κατανάλωση για άντληση (GWh)

Παραγωγή νερού που αντλήθηκε (GWh)

Μέση κατανάλωση άντλησης: 0.193 kW/m3

Μέση παραγωγή αντλούμενου νερού: 0.138 kW/m3

Επανάκτηση του 71.5 % της ενέργειας άντλησης

Μέση ετήσια παραγωγή: 358 GWh Μέση ετήσια παραγωγή χωρίς άντληση: 151 GWh Μέση ετήσια κατανάλωση για άντληση: 288 GWh

70


Σχήμα 25: Λειτουργία Σφηκιάς-Ενέργεια άντλησης

Ολοκληρώθηκε το 2001 στην περιοχή Yamnashi-Ken της Ιαπωνίας, ισχύος 1600 MW. Αποτελείται από 2 ταμιευτήρες χωρητικότητας 19.2 και 18.4 hm3 που έχουν υψομετρική διαφορά 685 m. Ο σταθμός παραγωγής ενέργειας βρίσκεται 500 m κάτω από την επιφάνεια του εδάφους και συνδέεται με τον άνω και κάτω ταμιευτήρα με σήραγγες μήκους 5 και 3 km.

Συστήματα άντλησης ταμίευσης (1/3)

71 Εικόνα 22: Σύστημα άντλησης ταμίευσης Kazunogawa

Λειτούργησε το 1999 στο νησί Okinawa της Ιαπωνίας. Tο πρώτο έργο άντλησης-ταμίευσης στον κόσμο που χρησιμοποιεί θαλασσινό νερό. Έχει ισχύ 30 MW μέγιστο ύψος πτώσης 140 m και μέγιστη παροχή 26 m3/s

72


Εικόνα 23: Σύστημα άντλησης ταμίευσης Okinawa

Η διήθηση του θαλασσινού νερού από τη δεξαμενή στο έδαφος

Η προσκόλληση των θαλάσσιων οργανισμών στο εσωτερικό των αγωγών

Η διάβρωση των στροβίλων και των άλλων μεταλλικών στοιχείων

Τα προβλήματα που δημιουργήθηκαν κατά τη λειτουργία ήταν:

73


Εικόνα 24: Σύστημα άντλησης ταμίευσης Okinawa-Τομή

Υβριδικά Συστήματα (1/6) Στο Υβριδικό Σύστημα Παραγωγής Ενέργειας ενσωματώνονται περισσότερες από μία πηγές ενέργειας που λειτουργούν συνδυαστικά, ώστε να υπάρχει η δυνατότητα αποθήκευσης της ενέργειας.

74

Εικόνα 25: Λειτουργία υβριδικών υδροηλεκτρικών έργων

το υπάρχον φράγμα στο Πέζι χωρητικότητας 1 hm3 νερού

2 δεξαμενές νερού (με μικρά φράγματα) στις θέσεις Άνω Προεσπέρα και Κάτω Προεσπέρα, χωρητικότητας (0.08 hm3)

2 μικρούς υδροηλεκτρικούς σταθμούς στις παραπάνω θέσεις, ισχύος 1050 και 3100 kW αντίστοιχα

4 ανεμογεννήτριες συνολική ισχύος 2400 kW στη θέση Στραβοκουντούρα με μελλοντική τοποθέτηση άλλων 4 στη θέση Περδίκι συνολικής ισχύος 1835 kW

ένα αντλιοστάσιο στην Κάτω Προεσπέρα ισχύος 2000 kW

τον υπάρχοντα θερμικό σταθμό παραγωγής Αγίου Κήρυκου

το Κέντρο Ελέγχου και Κατανομής Φορτίου Αγίου Κήρυκου

Στην περιοχή Πέζι του Δήμου Ραχών Ικαρία κατασκευάζεται από τη ΔΕΗ υβριδικό σύστημα παραγωγής ενέργειας. Το έργο αποτελείται από:

75

Υβριδικά Συστήματα (2/6)

Εικόνα 26: Υβριδικό Ενεργειακό Έργο Ικαρίας

Εικόνα 27: Φράγμα Ράχες – Νήσος Ικαρία


Πηγή: ΔΕΗ Ανανεώσιμες

76

Σχήμα 26: Υβριδικό ενεργειακό έργο Ικαρίας


Πηγή: ΔΕΗ Ανανεώσιμες

77

σχήμα 27: Υβριδικό ενεργειακό έργο Ικαρίας

Υβριδικά Συστήματα (5/6) Λειτουργία υβριδικού ενεργειακού έργου Ικαρίας

Ο ΜΥΗΣ Άνω Προεσπέρας, εκμεταλλεύεται τις υπερχειλίσεις του υπάρχοντος στο Πέζι για την παραγωγή ενέργειας.

To νερό, εξερχόμενο από τον πρώτο Άνω Προεσπέρας ΜΥΗΣ φορτίζει την παρακείμενη δεξαμενή.

Στη συνέχεια, κατευθύνεται στον ΜΥΗΣ Κάτω Προεσπέρας, όπου χρησιμοποιείται για την παραγωγή πρόσθετης ενέργειας και καταλήγει στη δεύτερη κατά σειρά δεξαμενή.

Το καλοκαίρι το νερό του φράγματος διατίθεται σε μεγάλο βαθμό για ύδρευση και άρδευση, ενώ παράλληλα η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνει την ημέρα. Η απαιτούμενη ισχύς ηλεκτρικής είναι 4MW το χειμώνα και 10 MW το καλοκαίρι. Τότε θα γίνεται άντληση νερού τη νύκτα από την κάτω στην πάνω δεξαμενή με τη χρήση της αιολική ενέργειας

Η αιολική ενέργεια θα διοχετεύεται: (α) στο Δίκτυο ηλεκτροδότησης και (β) στο Αντλιοστάσιο, το οποίο χρησιμοποιείται για τη μεταφορά νερού από την κάτω στην επάνω δεξαμενή

Το έργο αναμένεται κοστίσει 23 Μ EURO και να έχει ετήσια καθαρή απόδοση ηλεκτρικής ενέργειας περίπου 11 GWh

78

Ενεργειακή επάρκεια του νησιού ειδικά κατά τους καλοκαιρινούς

μήνες όπου η απαιτούμενη ισχύς είναι μεγάλη

Μείωση των εκπεμπόμενων ρύπων από την μείωση της λειτουργίας του τοπικού Θερμικού Σταθμού

Αύξηση της απασχόλησης στο νησί, μέσα από τη δημιουργία νέων θέσεων εργασίας

Βελτίωση και ανάπτυξη ηλεκτρικού και οδικού δικτύου

Αύξηση των επισκεπτών (επιστημονικός τουρισμός)

Υβριδικά Συστήματα (6/6) Οφέλη υβριδικού ενεργειακού έργου Ικαρίας

79

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ (1/5) • Εικόνα 1: Υδρόμυλοι, "Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε

περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε

μαζί μας."

• Εικόνα 3: Κατακόρυφος υδροτροχός, "Υλικό με μη προσδιορισμένη

προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος

επικοινωνήστε μαζί μας."

• Σχήμα 3: Γενική διάταξη μεγάλου υδροηλεκτρικού έργου (Κρεμαστά στον

Αχελώο), ΔΕΗ Α.Ε., Διεύθυνση εκμετάλλευσης υδροηλεκτρικών σταθμών,

CC: BY-NC-SA

• Εικόνα 4: Υδροστρόβιλος Pelton, "Υλικό με μη προσδιορισμένη



• Εικόνα 5: Υδροστρόβιλος Pelton- Τρισδιάστατη διάταξη, GE Hydro, CC: BY-

NC-SA 80

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ (2/5) • Εικόνα 6: Υδροστρόβιλος Pelton- Κάτοψη, GE Hydro, CC: BY-NC-SA

• Σχήμα 4: Υδροστρόβιλος Kaplan, "Υλικό με μη προσδιορισμένη



• Εικόνα 7: Υδροστρόβιλος Kaplan, "Υλικό με μη προσδιορισμένη



• Σχήμα 5: Υδροστρόβιλος Francis, "Υλικό με μη προσδιορισμένη



• Εικόνα 8: Φράγμα Tucurui, "Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε


μαζί μας."

81

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ (3/5) • Εικόνα 9: Φράγμα Guri (Simón Bolívar), "Υλικό με μη προσδιορισμένη



• Εικόνα 10: Φράγμα Itaipu, "Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε


μαζί μας."

• Εικόνα 11: Φράγμα Three Gorges, "Υλικό με μη προσδιορισμένη



• Εικόνα 14: Υδροληψία-Υπερχείλιση, ΔΕΛΤΑ Project, CC: BY-NC-SA

• Εικόνα 15: ΜΥΗΣ Θερμόρεμα-Εσχάρα υδροληψίας ορεινού τύπου, ΔΕΛΤΑ Project, CC: BY-NC-SA

• Εικόνα 16: ΜΥΗΣ Θερμόρεμα- Διώρυγα προσαγωγής –παγίδες φερτών, ΔΕΛΤΑ Project, CC: BY-NC-SA

82

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ (4/5) • Εικόνα 17: ΜΥΗΣ Θερμόρεμα- Δεξαμενές εξάμμωσης, ΔΕΛΤΑ Project, CC:

BY-NC-SA

• Εικόνα 18: ΜΥΗΣ Θερμόρεμα- Αγωγός προσαγωγής, ΔΕΛΤΑ Project, CC:

BY-NC-SA

• Εικόνα 21: Αναρρυθμιστικός ταμιευτήρας και ΜΥΗΕ Αγ. Βαρβάρας (900 kW) για την οικολογική παροχή στον ποταμό Αλιάκμονα, "Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας.«

• Σχήμα 20: Συστήματα άντλησης ταμίευσης και ζήτηση, www.inforse.org , CC: BY-NC-SA

• Εικόνα 22: Σύστημα άντλησης ταμίευσης Kazunogawa, "Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας."

• Εικόνα 23: Σύστημα άντλησης ταμίευσης Okinawa, "Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας."

83

http://www.inforse.org/

ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ (5/5) • Εικόνα 24: Σύστημα άντλησης ταμίευσης Okinawa-Τομή, "Υλικό με μη

προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του

κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας."

• Εικόνα 25: Λειτουργία υβριδικών υδροηλεκτρικών έργων, "Υλικό με μη

προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του

κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας."

• Εικόνα 26: Υβριδικό Ενεργειακό Έργο Ικαρίας, ΔΕΗ, CC: BY-NC-SA

• Εικόνα 27: Φράγμα Ράχες – Νήσος Ικαρία, Υλικό με μη προσδιορισμένη



• Σχήμα 26: Υβριδικό ενεργειακό έργο Ικαρίας, ΔΕΗ Ανανεώσιμες, CC: BY-

NC-SA

• Σχήμα 27: Υβριδικό ενεργειακό έργο Ικαρίας, ΔΕΗ Ανανεώσιμες, CC: BY-

NC-SA

84

Χρηματοδότηση

• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.

• Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού.

• Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Iδροηλεκτρική ενέργεια - NTUA€¦ · Η υδροηλεκτρική...

Documents

Transcript of Iδροηλεκτρική ενέργεια - NTUA€¦ · Η υδροηλεκτρική...