Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. ”Grön” Energi Projektanalyskurs Foto: SNC-Lavalin Projektanalys för Småskalig vattenkraft Småskaligt.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. ”Grön” Energi Projektanalyskurs Foto: SNC-Lavalin Projektanalys för Småskalig vattenkraft Småskaligt."— Presentationens avskrift:

1 © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. ”Grön” Energi Projektanalyskurs Foto: SNC-Lavalin Projektanalys för Småskalig vattenkraft Småskaligt strömkraftverk, Kanada

2 Mål • • Översiktlig genomgång av små vattenkraftsystem • • Beskriva nyckelfaktorer för analys av småskaliga vattenkraftverk • • Introducera RETScreen ® Projektmodell för små vattenkraftverk © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

3 • • Elektricitet till  Centrala nät  Isolerade nät  Avlägsna kraftstationer …men också…  Pålitlighet  Väldigt låga driftskostnader  Minskad känslighet för energiprisvariationer Vad kan småskalig vattenkraft ge? Foto: Robin Hughes/ PNS © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

4 Komponenter småskaliga vattenkraftverk Flöde (m 3 /s) Fallhöjd (m) Effekt i kW ≈ 7 x fallhöjd x flöde Damm och förbiled ning Huvuddam/Reservoir Skyddsgrind Anslutning till elnät Turbin Generator Inloppstub Kraftverks- byggnad Utflöde Avloppstub Elektrisk styrning Transformator- station Nerströmsområde

5 • • “Små” är inte allmänt fastställt  Storleken på verken relaterar inte bara till elektrisk kapacitet utan också hur låg eller hög fallhöjden är “Små” vattenkraftverk > 0,8 m> 12,8 m 3 /s1 till 50 MW Små 0,3 till 0,8 m0,4 till 12,8 m 3 /s 100 till 1 000 kW Mini < 0,3 m< 0,4 m 3 /s< 100 kW Mikro RETScreen ® Tubdiameter RETScreen ® flöde Typisk effekt © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

6 Typer av småskaliga vattenkraftverk • • Typ av elnät  Centralt nät  Isolerat nät eller enskilt nät • • Typ av anläggningar  Strömkraftverk  Utan vattenmagasin  Effekt varierar med vattnets flöde: lägre fast kapacitet  Med damm  Högre fast kapacitet hela året  Signifikant uppdämning krävs vanligtvis Foto: Frontier Technology/ Low Impact Hydropower Institute Foto: PG&E National Energy Group/Low Impact Hydropower Institute 17,6 MW Strömkraftsvattenverk, Massachusetts, USA 4,3 MW Strömkraftsvattenverk, Oregon, USA © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

7 Viktiga delar: Anläggningar • • Typiskt att räkna med 60% av verkets initialkostnad • • Avledning av damm eller fördämning  Låg dam av enkel konstruktion för strömkraftverk  Betong, trä, murverk  Kostnad för enbart damm kan göra projektet ogenomförbart • • Vattenflöde  Intag via skyddsgrind och lucka; utflöde vid utgång  Uppgrävd kanal, underjordisk tunnel och/eller inlopps- tub  Klaff/lucka vid turbiningång/utgång, för underhåll • • Kraftstation  Husturbin, mekanisk och elektrisk utrustning Foto: Ottawa Engineering © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

8 Vikitga delar: turbin • • Nerskalade versioner av stora vattenturbiner • • Effektivitet på 90% möjlig • • I strömkraftverk kan flödeshastigheten variera  Turbinen ska fungera väl vid en spännvidd av flödes- hastigheter eller så ska flera turbiner användas • • Reaktion: Francis, fast bladinställning-propeller, Kaplan  För låg- till mellanhöjds tillämpning  Undervattensturbin som använder vattentryck och kinetisk energi • • Impuls: Pelton, Turgo, blandat flöde  För hög fallhöjdstillämpning  Använder kinetisk energi i vattenflöde med hög fart Francis Turbine Foto: PO Sjöman Hydrotech Consulting Pelton Turbin © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

9 Komponenter: Elektrisk- och annan utrustning • • Generator  Induktion  Måste anknytas till andra generatorer  Används för att mata elektricitet till ett större nät  Synkron  Kan fungera isolerat från andra generatorer  För fristående och isolerade nättillämpningar • • Annan utrustning  Hastighetsökare för att matcha turbinen med generatorn  Ventiler, elektroniska styranordningar, skyddsanordningar  Transformers © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

10 Världens vattenkraftresurser • • Mer regn nedfaller på kontinenterna än vad som avdunstar från dem • • För jämvikt måste regnvatten flyta till hav genom vattendrag 19200Australasien 451 070Europa 9350Central Amerika 113 190Syd Amerika 55970Nord Amerika 63 830Forna Sovjet Unionen 61 920Kina 82 280Sydasien och Mellan Östern 31 150Afrika % UtvecklatTeknisk potential (TWh/år) Källa: Renewable Energy: Sources for Fuels and Electricity, 1993, Island Press. © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

11 Vattenkraftens platsspecifika resurser • Väldigt platsspecifik: ett vattendrag som kan exploateras krävs!  Förändring av höjd inom ett relativt kort avstånd (fallhöjd)  Acceptabel variation i flödeshastigheten över tid: diagram för flödesvaraktighet  Restflöde reducerar flödet tillgängligt för energigenerering • Estimerad flödes- varaktighet baserad på  Mätningar av flöden över tid  Storlek på dränering ovanför anläggningen, specifik avrinning och form på flödesvaraktighet © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Flöde Flödes-varaktighetskurva Andel av tid med lika eller större flöde (%)

12 Kostnader för små vattenkraftsystem • • 75% av kostnaderna är platsspecifika • • Höga initialkostnader  Men anläggningar och utrustning kan hålla i >50 år • • Väldigt låga drifts- och underhållskostnader  En deltidsmaskinist räcker oftast för skötseln  Periodiskt underhåll av huvudutrustning kräver extern kontraktering • • Projekt med hög fallhöjd tenderar att bli mindre kostsamma • • Typiskt spann: 1 200 $ till 6 000 $ per installerad kW Foto: Ottawa Engineering © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

13 Nyckelfaktorer Små vattenkraftprojekt • • Håll kostnaderna nere genom enkel design och praktiska, lättkonstruerade anläggningskonstruktioner • • Existerande dammar och anläggningsstrukturer kan användas • • Utvecklingstid på 2-5 år  Resurs- och miljöstudier: tillstånd • • Fyra faser för konstruktionsarbetet:  Utforskande undersökningar/hydrauliska studier  Förprojektering  Projektering  Systemplanering and projektkonstruktion Foto: Ottawa Engineering © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

14 Små vattenkraftprojekt Miljöhänsyn • • Små vattenkraftverk kan förändra  Fiskars naturliga habitat  Platsens estetik  Rekreations/navigeringssyften • • Effekter och miljövärdering kan krävas beroende på plats och typ av projekt:  Strömkraftverk vid existerande damm: relativt små  Strömkraftverk på oexploaterat område: damm/fördämning/avledande konstruktion  Vattenmagasinsutbyggnad: större effekter som ökar med skalan på projektet © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

15 Exempel: Slovakien, Kanada och USA Små nätanslutna vattenkraftverk • • Strömkraftverk kommer att mata nätet när det finns ett tillgängligt flöde • • Energibolagsägt eller oberoende energiproducent med långsiktiga avtal Foto: Emil Bedi (Foundation for Alternative Energy)/ Inforse Foto: CHI Energy 2,3 MW, 2 turbiner, Jasenie, Slovakien Småskalig vattenkraftstation, Newfoundland, Kanada Småskalig vattenkraftstation, Southeastern, USA © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

16 Exempel: USA och Kina Små vattenkraftverk anslutna till isolerade nät • • Avlägsna samhällen • • Avlägsna bostäder & industrier Foto: Duane Hippe/ NREL Pix Foto: International Network on Small Hydro Power Små vattenkraftsgeneratorer, Kina King Cove 800 kW småskaligt vattenkraftverk, By med 700 invånare • Högre elpris • Strömkraftverksprojekt kräver typisk tilläggskapacitet och kan ha flöden som överstiger efterfrågan © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

17 RETScreen ® Små vattenkraftverk Projektmodell • • Global analys av energiproduktion, livscykelkostnader och reduktion av växthusgaser  Centralt nät, isolerat nät och enskilt nät  Mikrovattenverk med en turbin till små vattenkraftverk med flera turbiner  “Formel-metod” för kostnader • • Täcks i nuläget inte:  Säsongsvariationer i belastning på isolerade nät  Variationer i fallhöjd i magasins- projekt (användaren måste tillhandahålla medel värden) © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

18 RETScreen ® Små vattenkraftverk Energiberäkning Se e-Textbok “Grön” Energi Projektanalys RETScreen ® Konstruktion och fallstudier Kapitlet om Små vattenkraftverk Projektanalys Beräkna flödesvaraktig- het Beräkna turbineffektivitet Beräkna anläggningens kapacitet Beräkna kapacitetens varaktighet Beräkna möjlig förnybar energi Diagram för varaktighets- stegran Beräkna levererad förnybar energi (isolerade- & fristående nät) Beräkna levererad förnybar energi (centralt nät)

19 Exempel på Utvärdering från RETScreen ® Små vattenkraftverk Projektmodell • Turbineffektivitet  Jämfört med tillverkarens data för en installerad 7 MW GEC Alsthom Francis turbin • Anläggningens kapacitet & produktion  Jämfört med HydrA för en skotsk anläggning  Alla resultat inom 6,5% • Metod för kostnadsuträkning med formel  Jämfört med RETScreen ®, inom 11% av en detaljerad kostnadsuppskattning för ett 6 MW projekt på Newfoundland © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. Tillverkare Effektivitet (%) Procent av dimensionerande flöde Tillverkare Turbineffektivitetskruvor

20 Slutsatser • • Små vattenkraftverk (upp till 50 MW) kan försörja centrala eller isolerade nät och avlägsna stationer med el • • Strömkraftverk:  Lägre kostnader och miljöeffekter  Kräver dock back-up kapacitet på isolerade nät • • Initialkostnaderna är höga och till 75% platsspecifika • • RETScreen ® uppskattar kapacitet, säker kapacitet, utgående effekt och kostnader baserade på platskaraktäristika såsom flödesvaraktighet och fallhöjd • • RETScreen ® kan ge betydande kostnadsbesparingar vid preliminära förprojekteringsstudier © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.

21 Projektanalysmodulen för små vattenkraftverk RETScreen ® Internationella ”Grön” Energi Projektanalyskurs www.retscreen.net För mer information besök gärna RETScreens hemsida på Frågor? © Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.


Ladda ner ppt "© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006. ”Grön” Energi Projektanalyskurs Foto: SNC-Lavalin Projektanalys för Småskalig vattenkraft Småskaligt."

Liknande presentationer


Google-annonser