Vízerőmű

BME - GTK Energetika előadás prezentáció Készítette: Farkas Lóránt Sándor

• • • • • • •

Vízenergia

Napból - Földre jutó energia 23 %-a a víz körforgás fenntartása.

Ennek 99 %-a a párolgás-lecsapódás átalakulása.

Vízenergia Kb 20.000 TWh.

Kinyert kb. 2000 TWh, tehát 10 %-a.

A világ vízerőműveinek összteljesítménye mintegy 715 000 MW A Föld elektromos összteljesítményének 19%-a A megújuló energiahasznosításnak 2005-ben a 63%-a

Múlt - hasznosítás

A lulcsapott vízikerék F elülcsapott vízikerék K özépen csapott vízikerék

Jelen hasznosítás

Vízerőmű

V ízenergiát hasznosítja, elektromos áram kinyerésére.

• A vízenergia megújuló energia • Nem szennyezi a környezetet • Nem termel üvegházhatást kiváltó gázt.

Vízerőművek típusai hasznosítható esés

Kis esésű vízerőmű Esés: <15 m Vízhozam: nagy Felhasználás: alaperőmű (teljesítmény kihasználás >50%) Beépített turbinák: Kaplan-turbina, keresztáramú turbina, mint például a Bánki-turbina Közepes esésű vízerőmű Esés: 15-50 m Vízhozam: közepes-nagy Felhasználás: alaperőmű, közepes kihasználás (30-50%) Beépített turbinák: Francis-turbina, Kaplan-turbina, keresztáramú turbina Nagy esésű vízerőmű Esés: 50-2000 m Vízhozam: kicsi Felhasználás: csúcserőmű (kihasználás <30%) Beépített turbinák: Francis-turbina, Pelton-turbina

Vízerőművek típusai Beépítés szerint

•

Folyóvizes erőmű

•

Tározós erőmű

•

Földalatti erőmű

•

Szivattyús-tározós erőmű

•

Árapály erőmű

•

Tengeráramlat erőmű

•

Hullámerőmű (Portugália)

•

Ozmózis erőmű (Norvégia)

Vízturbina

A

vízturbina

egy forgó erőgép, mely a mozgó víz energiáját mechanikai munkává alakítja.

Vízturbina + Generátor

Vízturbina működési elve

A folyadék munkavégzőképességét járókerék forgatásával mechanikai munkává alakítja.

A víz a felvízből egy nyomócsövön keresztül lép be a turbinába annak nyomócsonkján keresztül.

A turbina járókerekén, energiáját átadva mechanikai energiát közöl a járókerékkel.

A szívócsövön keresztül az alvízbe ömlik.

• • • A turbinák járókerekén átáramló folyadék iránya szerint lehetnek: radiális, axiális, félaxiális.

Attól függően, hogy a járókeréken való átáramláskor a víz nyomása megváltozik, vagy sem lehet beszélni reakciós ill. szabadsugár turbinákról

Vízturbina fajtái

Reakciós turbinák: • Francis • Kaplan, propeller, cső • Tyson • Vízkerék Szabadsugár-turbinák: • Pelton • Turgo • Bánki

Francis (1849)

A Grand Coulee erőmű Francis turbinájának járókereke, mely közel egymillió LE teljesítményt ad le (szerelés alatt)

Francis

Komplett Francis Turbina Generátorral ellátva Nyitott állapot Zárt állapot

Kaplan (1913)

A Bonneville Gát Kaplan turbinája 61 év üzem után

Pelton (1879)

Turgo

Bánki

Vízturbinák alkalmazása

Vízturbina teljesítménye

P = η ρ g H Q ahol: •

P

= a teljesítmény (J/s vagy W,kW) • η = a turbina hatásfoka (kb.: 76,5 % vagy több, korszerű nagy vízturbinák mechanikai hatásfoka 90%-nál nagyobb.) • • • ρ = a víz sűrűsége (kg/m 3 )

g H

= = nehézségi gyorsulás (9,81 m/s 2 ) esés (m). • Q = az áramló mennyiség (m 3 /s)

Vízerőmű rangsor

•

Név, Legnagyobb teljesítmény, Ország

• Három-szoros gát 22 500 MW • Xiluodu gát 12 600 MW Kína Kína A világ legnagyobb erőműve. • Baihetan gát 12 000 MW Kína • Wudongde gát 7000 MW Kína • Longtan gát 6300 MW Kína • Xiangjiaba gát 6000 MW • Jirau gát 3300 MW Kína Brazília • Pati gát 3300 MW Argentína • Santo Antônio gát 3150 MW • Goupitan gát 3000 MW Kína Brazília • Boguchan gát 3000 MW • Son la gát 2400 MW Oroszország Vietnam • Alsó Subansiri gát 2000 MW India

•

Magyar vízenergia

Elméletileg a hasznosítható vízerőkészlet-teljesítményt 1060 MW ra becsülik, amely átlagos évben 4500 GWh energiatermelésnek felel meg.

• • • • •

Duna 72% Tisza 10% Dráva 9% Rába, Hernád 5% Egyéb 4%

• • •

A hazánkban működő vízerőművek száma 37, összes teljesítménye 50 MW.

E nergiatermelésük 177 GWh.

Ebből 90% a Tiszára és mellékfolyóira jut

Magyar vízerőművek

•

Hazai vízerőművek: 37 db

• • • • • • • • • Bős–nagymarosi vízlépcső Kiskörei Vízerőmű 28 000 kW Tiszai Vízerőmű (Tiszalök) 12 500 kW Ikervári Vízerőmű Kenyeri Vízerőmű Körmendi Vízerőmű Kesznyéteni Vízerőmű Felsődobszai Vízerőmű Gibárti Vízerőmű

Vízerőmű tervezése

• Esés figyelembevétele • Vízhozam figyelembevétele • Megfelelő turbina kiválasztása • Szükséges gát statikájának számolása • Tájba illő Design

Veszélyek - Problémák

• Gát teherbírásának számolása – esetleges esőzések miatt tömegnövekedés - Katasztrófa • Fagyás • Jég morajlás • Vízhozam csökkenés • Halak pusztulása • Élővilág megváltoztatása

A Jövő

Felhasznált irodalom

• www.energiaporta.hu

• www.panemsuli.hu

• www.nyf.hu

• www.wikipedia.hu

• www.origo.hu

• www.youtube.com

Köszönöm a figyelmet !!

Tegyétek fel kérdéseiteket !