Μικρά υδροηλεκτρικά έργα - Τα βήματα μιας μελέτης

[Samdreamth]

Αξιοσημείωτα θέματα κατά την εκπόνηση της μελέτης

2.1 Παροχή

Η εκτίμηση της παροχής, είναι ίσως ένα από τα πιο σημαντικά στοιχεία κατά την μελέτη ενός υδροηλεκτρικού έργου. Σε αντίθεση με το διαθέσιμο υδραυλικό ύψος, το οποίο υπολογίζεται σχετικά εύκολα, η συλλογή στοιχείων για την παροχή είναι μια δύσκολη διαδικασία που απαιτεί προσοχή. Η σειρά «αξιοπιστίας», με βάση την οποία θα εκτιμηθεί η παροχή και στη συνέχεια θα χαραχθεί η καμπύλη διάρκειας παροχής, είναι η εξής:

1. Εκτίμηση παροχής από διαθέσιμα υδρολογικά στοιχεία, τα οποία προέρχονται από ήδη πραγματοποιηθείσες μετρήσεις στην περιοχή ενδιαφέροντος.
2. Προσεγγιστική εκτίμηση της παροχής από πρόσφατες μετρήσεις, λαμβάνοντας υπόψη και δεδομένα από γειτονικές λεκάνες απορροής.
3. Εκτίμηση της παροχής από σχόλια και παρατηρήσεις κατοίκων της περιοχής ενδιαφέροντος σε συνδυασμό με λίγες – επί τόπου – μετρήσεις.

Όπως προκύπτει και από την σειρά κατάταξης, είναι φανερό ότι για την εκτίμηση της παροχής, δίνεται μεγαλύτερη βαρύτητα στις μετρήσεις. ΓιΆ αυτό λοιπόν, το πρώτο πράγμα που θα πρέπει να κάνει ο μελετητής, είναι η εύρεση καταγεγραμμένων παροχών από μετρήσεις.

2.2 Υδροστρόβιλος

Έχοντας ως δεδομένα, το διαθέσιμο υδραυλικό ύψος πτώσης και το εύρος που κυμαίνεται η παροχή του νερού στην περιοχή ενδιαφέροντος, γίνεται η επιλογή του τύπου του υδροστροβίλου που θα χρησιμοποιηθεί στην εγκατάσταση. Η επιλογή αυτή γίνεται με βάση διάφορα οικονομοτεχνικά κριτήρια, λαμβάνοντας ωστόσο υπόψη τα όσα αναφέρθηκαν στην παράγραφο 1.5.1.5.

Πρέπει να τονιστεί ότι έχει μεγαλύτερη σημασία η σωστή επιλογή του μεγέθους του υδροστροβίλου και του εύρους λειτουργίας του, παρά η μέγιστη τιμή του βαθμού απόδοσης που επιτυγχάνει. Δηλαδή, είναι πιο σημαντικό να επιλεγεί ένας υδροστρόβιλος με μεγάλο εύρος λειτουργίας (να λειτουργεί δηλαδή σΆ ένα μεγάλο εύρος παροχών), παρά ένας υδροστρόβιλος που έχει απλώς μεγάλο ονομαστικό βαθμό απόδοσης.

Κατά τον υπολογισμό της παραγόμενης ηλεκτρικής ισχύος από την εγκατάσταση, πρέπει να προσεχτεί πολύ η τιμή του βαθμού απόδοσης του υδροστροβίλου που θα χρησιμοποιηθεί, γιατί μπορεί να οδηγήσει σε λανθασμένα αποτελέσματα. Στους υπολογισμούς, καλό είναι να χρησιμοποιείται ένας βαθμός απόδοσης υδροστροβίλου μειωμένος κατά 5 – 15% σε σχέση με τον ονομαστικό. Με την μείωση αυτή, προσομοιώνεται το γεγονός ότι ο υδροστρόβιλος δεν θα λειτουργεί πάντα στις ονομαστικές τιμές της παροχής του, και κατά συνέπεια, δεν θα αποδίδει την αναμενόμενη ισχύ, αλλά ούτε και θα έχει τον ονομαστικό βαθμό απόδοσης.

2.3 Γεννήτρια – μετασχηματιστής

Από τους ισχύοντες κανονισμούς, είναι γνωστό, ότι εάν η ισχύς του υδροηλεκτρικού είναι μικρότερη των 100 kW, η μονάδα μπορεί, να συνδεθεί απευθείας στο δίκτυο χαμηλής τάσης, διαφορετικά, η σύνδεση πρέπει να γίνει στο δίκτυο μέσης τάσης, δηλαδή των 15 ή 20 kV. Στη δεύτερη περίπτωση, μεταξύ της γεννήτριας και του δικτύου θα πρέπει να παρεμβληθεί τριφασικός μετασχηματιστής ισχύος, ο οποίος θα εξασφαλίζει τον κατάλληλο αναβιβασμό της τάσης.

Από τα παραπάνω, γίνεται σαφές, ότι στις micro/pico υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις (κάτω των 100 kW), δεν απαιτείται μετασχηματιστής. Το όφελος από την απουσία μετασχηματιστή είναι η σημαντική μείωση του κόστους της εγκατάστασης (μείωση περίπου 4 – 8%).

Επίσης, εξαιτίας της χαμηλής ισχύος (<100 kW), στις micro/pico υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις συμφέρει περισσότερο η επιλογή μιας ασύγχρονης γεννήτριας, σε συνδυασμό με συστοιχία πυκνωτών για διόρθωση του συντελεστή ισχύος. Η επιλογή αυτή στηρίζεται καθαρά σε οικονομικά κριτήρια, καθώς οι ασύγχρονες γεννήτριες είναι φθηνότερες έναντι των σύγχρονων.

Ένας ακόμη σημαντικός παράγοντας που πρέπει να προσεχτεί είναι ο βαθμός απόδοσης της γεννήτριας. Είναι γνωστό ότι ο βαθμός απόδοσης εξαρτάται από το φορτίο της γεννήτριας και μάλιστα, όσο μεγαλύτερο είναι το φορτίο, τόσο μεγαλύτερος είναι και ο βαθμός απόδοσης. Δηλαδή, όσο η τιμή του φορτίου είναι κοντά στην ονομαστική, τόσο και ο βαθμός απόδοσης είναι κοντά στον ονομαστικό. Μια μείωση της τάξεως του 1 – 5% του ονομαστικού βαθμού απόδοσης της γεννήτριας, θα προσομοίωνε στους υπολογισμούς αυτήν τη διακύμανση του φορτίου.