Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
A vízenergia felhasználása
Dr. Kádár Péter
[email protected]
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
1
Vázlat • • • • • • •
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Vízimalmok Vízenergia Turbinák Hazai erőművek Erőművek külföldön ÓE KVK VEI tározós vízerőmű modell Óbudai Dunapart
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
2
Magyarország egyik legnagyobb méretű római emléke – Várpalota-Öskü – római gát
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
3
Ókori Noria kerék, Hama, Szíria
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
4
Középkori kanalas vízimalom
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
5
Felülcsapott vízkerék (Jalsoviczky)
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
6
Alulcsapott vízkerék (Jalsoviczky)
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
7
Függőleges tengelyű Francis turbina (Jalsoviczky)
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
8
Vízszintes tengelyű Francis turbina(Jalsoviczky)
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
9
Séd, Vilonya, Varga-malom
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
10
Az első hazai áramtermelők
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
11
Szabályozó koszorús Francis turbinák a Zalán
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
12
Malmok Budapesten és környékén
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
13
A Császár malom – Malom tó
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
14
Rádl malom a Bécsi úton
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
15
Aquincum (-i kocsma)
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
16
Külső Bécsi út
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
17
Lajos utcai kapudísz a Kiscelli múzeumban
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
18
Lajos utcai kapudísz a Kiscelli múzeumban
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
19
Hajómalmok a Hajógyári szigetnél
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
20
A Schuszter malom az Óbudai múzeumban
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
21
A világ vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• A Világon 750 GW vízerőmű kapacitás 2803 TWh-t termelt ( évi 3740 h kihasználás). • MO éves energiaigénye 40 TWh • MO éves teljesítmányigénye 6 GW • Ez a Világ összes villamosenergia-termelésének a 16,1%-át teszi ki. • Ez a Világ összes fosszilis primerenergia-felhasználásának a 2,5%. • Egy év alatt kb. 5%-kal nőtt a termelés (kb. 30 GW új vízerőmű épült). • Legnagyobb vízerőmű: Jangce 18,2 GW (2009-re), Itaipú 14 GW. • Nagy termelők: Kanada 338 TWh, Kína 328 TWh, Brazília 320 TWh. • Nemzeti villamosenergia-termelésben: Norvégia 90%, Brazília 86%. • Az EU-25-ben a franciák 65 TWh, svédek 56 TWh, spanyolok 40 TWh. • A lehetőségek kihasználása: Európa 67%, Ázsia 22%, Afrika 7%. BWK, 2005. december, p. 43-51. ill. Tombor Antal előadása, 2006. 02. 14. Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
22
Az EU vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• • • •
Az EU-25-ben 17 300 kis vízerőmű volt (az újakban 2800) 11 GW-tal. A legtöbb kiserőmű az olaszoknál (21%) és a franciáknál (17%) van. Ezekkel évente 43 TWh-t termelnek (de 70%-uk idősebb 40 évnél). Árapály-erőmű összesen 271,4 MW (St. Malo [F] 240 MW, 518 GWh). • Hullám- és tengeráramlás-hasznosító vízerőművek kísérleti stádiumban vannak (dán 20 kW, skót 350-750 kW). • Magyarországon évek óta 48 MW vízerőmű van, 200 (±20) GWh/a. <1% !
BWK, 2005. december, p. 43-51. ill. Tombor Antal előadása, 2006. 02. 14. Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
23
Mozgási energia?
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
½ m v2 A Duna átlagos vízhozama Budapesten: 2000 m3/sec Átlagos sebessége: 3,6 km/h 1 m/s Lassítsuk le a felére a sebességét! (ekkor kétszeres keresztmetszettel kell majd továbbfolynia) Kinyert energia másodpercenként (teljesítmény): ½ x 2000 x 1000 x (12- 0,52) /sec = 0,75 x 106 J/sec = 0,75 MW
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
24
Helyzeti energia!
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
mgh A Duna átlagos vízhozama Budapesten: 2000 m3/sec Ejtsük le a magasságát: 10 m-el Továbbfolyási keresztmetszet nem változik. Kinyert energia másodpercenként (teljesítmény): 2000 x 1000 x 9,81 x 10) /sec = 196,2 x 106 Nm/sec = 196,2 MW Hatásfok nem 100 %! Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
25
Vízerőmű kategóriák
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Hasznosítható esés (H) szerint •kisesésű •közepes esésű •nagyesésű Teljesítőképesség (P) szerint: •törpe •kis •közepes •nagy Termelt energia szempontjából megkülönböztetünk csúcs- és alaperőműveket. Műszaki szempontból: tengerre, tóra, folyóra telepített erőművek. Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
26
Üzemmódok
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• Kvázi zsinór termelés (átfolyó rendszerű, minimum 50 % és 100 % között, de a folyót nem lehet elzárni) • Csúcserőmű (0 %, de néha 100 %) • Szivattyús tározós (-100% és % 100% között, de a hatásfok csak 70% és a töltési ill. ürítési teljesítmény nem feltétlen egyezik meg) • Alacsony víz (0%) • Árvíz (0 %)
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
27
Duzzasztás vagy üzemvíz csatorna
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
28
Duzzasztó és erőmű elrendezések
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
29
Vízerőtelep részei
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• előcsatorna (vizet vezeti a csigaházba ill. a turbinára) • csigaház: (befolyó víz szétosztása a turbinákra) – küszöb (fenék közeli hordalék visszatartása) – gereb (jég és uszadék bejutásának megakadályozása) • turbinazsilip (előcsatorna lezárása) • szívócső aknával, vagy szívócsatorna („energiacsökkentett” víz kivezetése) • villamos és egyéb berendezések • turbina
http://www.bmeeok.hu/bmeeok/uploaded/bmeeok_24_03-W.doc
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
30
A teljesítménygörbe
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
31
Hazai folyók vízhozama
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
32
Mikor, mennyi az annyi?
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
33
A Duna energetikai hossz-szelvénye
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
34
Vízlépcső építési célok • • • • • •
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Árvízvédelem Vízgazdálkodás, öntözés Halászat Sport, szabadidő Energia Hajózás Változó prioritások!
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
35
Hazai vízerőpotenciál
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• Magyarország elméleti vízerőkészlete 1400 MW; 7480 GWh/a (5%-a a Trianon előtti vízerőpotenciálnak!) • Hasznosítható 1060 MW; 4500 GWh/a (Gazdaságosan: 3400 GWh/a); • Megoszlás – Duna 66%; – Tisza 10%; – Mellékfolyók 24% • Kiépült 37 mű; 50 MW; 210 GWh/a; (Össz: 51 db hidrogenerátor)
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
36
Pelton, Kaplan, Francis és Bánki turbina
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
A vízturbinák két fő típusa az akciós és a reakciós rendszerű gép. Az akciós vízturbinában az energiaátalakulás lényegében az állórészben megy végbe, az állórészből kilépő sugár nyomása a forgórészben való áthaladás közben már nem változik. Ezzel szemben a reakciós vízturbinában vízsugárnak még jelentős túlnyomása van az álló lapátozás és a járókerék.
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
37
Turbina típusok
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• A jelenleg használatos akciós turbinák: a Pelton- és a Bánki-turbina. A Pelton-turbina házába a víz sugárcsövön jut be, a vízmennyiség a sugárcső áteresztőképessé-gével szabályozható. A Pelton-turbinát nagy vízszintkülönbség esetén használják, ahol a magasan fekvő víztárolóból csővezetéken keresztül vezetik a vizet a mélyebben fekvő turbinaállomásra. A Bánki-turbinát feltalálójáról Bánki Donátról nevezték el. A turbina vezetőcsatornájának feladata, hogy a vízsugarat hegyesszögben a járókerék lapátjaira vezesse. A kétszeres átömlés azt jelenti, hogy a vízsugár először a járókerék belsejébe kerül és innen — egy második átömléssel— a szabadba. • A reakciós turbinák közül pedig a Francis-turbina különféle változatait és a Kaplan-turbinát használják. A kis vízszintkülönbségek, de nagy víztömegek energiájának hasznosításakor célszerű a Kaplan-turbina használata. A Francis-turbinák nagy vízszint-és vízhozamintervallumon belül használhatók, a terhelésingadozásokat a lapátok állításával lehet követni. (http://library.thinkquest.org/06aug/01189/hungarian/e_viz_+.htm) Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
38
Girard (1867), Pelton, iker Francis, Bánki, Francis (1903) és Kaplan turbina
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
39
Ikervár
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• Épült: 1895-96 (585 kW DC); Felúj: 1923 - 25 AC 8,0 m; 28 m3/s; 1540 kW; 7,0 millió KwH/A 2 db 220 kW + 2 db 550 kW FRA turbina Hasznosítja 85 - 130 fkm ÚJJÁÉPÍTVE: 1995 4 db 520 kW FRA vert.csőturbina + 1 db 200 kW iker FRA hor.turbina 4 db aszinkron gen (csőben) + kondenzátor telepek. (+1db szinkron gen. a csarnokban szeml.) 7,6 m; 4×8+4,3 m3/s; 4×520+200 = 2280 kW; 14,5 millió kWh/a Felvízcsat: 5390 m; 30 m3/s vízkiv.mű Rábából; Alvízcsat: 3550 m Herpenyő patakba Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
40
Ikervár
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
41
Ikervár
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
42
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
43
Gibárt
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• Üzembe: 1908 4,4 m; 18 m3/s; 500 kW; 2,5 millió kWh/a 2 db FR turbina hor. Duzzasztó: 2 db 13,5 m Felvízcsatorna: 240 m. Hasznosítja 64 - 73 fkm szakaszt HERNÁD
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
44
Gibárt
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
45
Gibárt
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
46
Gibárt
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
47
Gibárt
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
48
Felsődobsza
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• Üzembe: 1912 Felújítva: 1964 4,0 m; 22 m3/s; 510 kW; 2,8 millió kWh/a 2 × 220 kW + 2 × 55 kW FRA turbinavert Duzzasztó: 2 db 9 m önműködő billenőtáblás Üzemvízcsat: Felvíz 1000 m; Terelőgát 80 m. Hasznosítja: 52 - 62 fkm szakaszt HERNÁD
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
49
Felsődobsza
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
50
Felsődobsza
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
51
Szinkronozó és vezérlő
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
52
55 kW-os generátor és a ‘280 kW-os’ turbina
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
53
Felsődobsza
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
54
Kesznyéten
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• Üzembe: 1943 13,5 m; 40 m3/s; 4.400 kW; 23.5 millió kWh/a 2 db KAP turbina vert. Üzemvízcsat: Felvíz 7300 m (Hernádból BŐCS-nél); Alvíz: 2500 m (Sajóba)
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
55
Kesznyéten
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
56
Tiszalök
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• Üzembe: 1954 duzzasztó; 1958 hajózsilip; 1959 erőmű 5.0 m; 300 m3/s, 12.500 kW; 45,0 millió kWh/a 3 db KAP turbinavert (4,8 m átm; 75 ford/min; 100 m3/s) Üzemelés 1,5 - 7,5 m esésnél 3 db 4800 kVA generátor külön gerjesztő gépcsop Csatlakozás: 120 kV és 20 kV Duzzasztózsilip: 3 db 37 m kapu Hajózsilip: 1 db 12 × 85 m Hordkép: 1200 t Öntözés: 400e ha Keleti Főcsatorna max 60 m3/s
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
57
Tiszalök – árvíz idején
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
58
Kisköre
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• Üzembe: 1975 6,27 m; 560 m3/s; 28 000 kW; 104,0 millió kWh/a (80 - 110) 4 db csőturbinahor (4,3m átm; 107 ford/min; 140 m3/s; 7 MW). Üzemelés 2,0 - 10,7 m esésnél Trafo: 2 db 2,5 / 20 / 120 kV; 14 MVA + 2 db 2,5 / 0,4 kV Duzzasztó: 5 db 24 m billenő szegmens. Hajózsilip: 1 db 12 × 85 m; Hordkép: 1350 t Tározó: 128 km2; 253 millió m3 (hasznos 132 millió) Öntözés: 400 e ha Nagykunsági Főcsatorna max 80 m3/s Jászsági Főcsatatorna max 48 m3/s Halvonuláskor halzsilip
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
59
Bársonyos
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
HERNÁDVÉCSE 1,8 m; 3 m3/s; 52 kW Aszinkron gen. FELSŐMÉRA 3 m3/s; 33 kW ALSÓMÉRA 1,5 m; 3 m3/s; 39 kW; 1958 - 63 FORRÓ 1,8 m; 3 m3/s; 44 kW 65/min HALMAJ 3 m3/s; 40 kW MIND Leállítva!
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
60
Bársonyos – Alsóméra, Forró
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
61
Gyöngyös folyó(cska)
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
•
•
BOGÁT LUKÁCSHÁZA Indult: 1952 Indult: 1952 3,2 m; 1,5 m3/s; 26 kW; 134 kWh/a; 1 db FRA.turbina vert. 1,6 m; 1,8 m3/s; 13 kW; 47 e kWh/a; 1 db FRA.turbina vert. GENCS FELSŐ TANAKAJD Indult: 1952 Indult: 1950 (1920: 30 LE; 220 V DC) 2,4 m; 1,6 m3/s; 2,2m; 0,9 m3/s; 25 kW; 142 e kWh/a; 1 db FRA.turbina 13 kW; 53 e kWh/a; 1 db FRA.turbina vert. vert. GENCS ALSÓ Indult: 1954 2,4 m; 1,5 m3/s; 18 kW; 38 e kWh/a; 1 db FRA.turbina vert.
VASSZÉCSENY Indult: 1959 (1919 - 1929 220 V..DC) 3,0m; 1,6 m3/s; 25 kW; 81 e kWh/a; 1 db FRA.turbina vert.
GYÖNGYÖSHERMÁN Indult: 1952 1,9 m; 1,9 m3/s; 13 kW; 41 e kWh/a; 1 db FRA.turbina vert.
SÁRVÁR - ÚJMAJOR Indult: 1960 1,8 m; 1,9 m3/s; 18 kW; 44 e kWh/a; 1 db FRA.turbina vert.
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
62
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
63
Tanakajd
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
64
Bogát, Lipárd, Vasszécseny
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
65
Vágszakály – törpe erőmű
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
66
„Háztartási” Nagyesésű turbinák
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
www.permanent.hu Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
67
Tessék választani!
www.permanent.hu
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
68
„Háztartási” Kisesésű turbinák
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
A - generátor B - turbina fej, üzemvízcsatorna beömlő nyílása C - üzemvíz-csatorna D - vízelvezető cső E - duzzasztó fal F - patakmeder G - zsilip H - hordalékszűrő I - bukógát
www.permanent.hu
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
69
Tessék választani!
www.permanent.hu
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
70
Mikroszet terv
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
71
Mikroszet terv
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
72
Francis Source:Hydrolink
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
73
Kaplan Source:Hydrolink
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
74
Pelton Source:Hydrolink
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
75
A világ legnagyobb vízerőműve
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• A Három Szurdok Víztározó építését 1993-ban 23,6 milliárd dolláros (4147 milliárd forintos) költségvetéssel kezdték el, a gátat tavaly nyáron helyezték üzembe, az áramtermelés azonban a tervek szerint csak 2008-ban kezdődik el. Az óriásberuházás nagyon sok bírálatot kapott a természeti környezetet és a helyi lakosságot érintő hatásai miatt. A környezetvédők szerint a duzzasztómű fölött leülepedik, feldúsul a szennyeződés, fenyegetve az iparosodás által amúgy is megtizedelt jangcei élővilágot. Sokak szerint túl nagyok a költségek, és nem is biztos, hogy a gát megvédi a térséget az árvizektől. A kínai kormány viszont úgy véli, hogy a gát, illetve a hatalmas víztározó segít a jangcei árvizek elhárításában, javítja a folyami hajózást, és enyhít az ország krónikus energiahiányán. (MTI)
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
76
Three Gorge Dam
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
77
Három szurdok, Jangce, Kína
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
78
Sok és nagy
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• További négymillió embert költöztetnek át Kínában a gigantikus Három Szurdok duzzasztó térségében az elkövetkezendő 10-15 évben. A világ legnagyobb vízerőművi létesítményének építése miatt eddig közel 1,4 millió embert szakítottak el otthonától és költöztettek Kína különböző területeire, hogy helyet teremtsenek a víztározó építésének. • Az elkövetkezendő években Közép-Kínában a gigantikus erőmű és védmű kezdeténél található Csungcsing (Chongqing) város központjától távol eső kerületek lakóit fogják átköltöztetni, elsősorban azokról a területekről, ahol a 600 kilométer hosszú víztározó már erodálni kezdte a Jangce-folyó partját. Csungcsing város alpolgármestere, Jü Jüan-mu (Yu Yuanmu) kijelentette, hogy az áttelepítéseket a régió 2007 és 2020 közötti fejlesztési terveivel összhangban, lépcsőzetesen valósítják meg. Jü szerint az áttelepítés nélkülözhetetlen annak érdekében, hogy megóvják a víztározó térségének ökológiáját. Az átköltöztetettek Csungcsing központjától busszal egyórányi távolságba kerülnek, az első kétmillió embert öt éven belül helyezik át. Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
79
Gezhouba
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
80
Itaipu, BRA
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• 12 GW • 2nd largest
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
81
Itaipu
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
82
Itaipu
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
83
Hoover dam, Colorado river, USA
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
84
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
85
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
86
Grimsel, Svájc
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
87
Grimsel
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
88
Grimsel
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
89
Grimsel
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
90
A hegy gyomrában: Hagneck, Grimsel II.
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
91
A hegy gyomrában, 1800 m esés, Innertkirchen II.
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
92
Innertkirchen II., Grimsel II. SF6, ZLS
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
93
Bős
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
94
Dunakiliti, tervezett duzzasztás
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
95
Dunakiliti
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
96
Bős
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• A dunakiliti duzzasztómű mögött keletkező hrusovi (Dunakörtvélyes) tározó az 1858-as folyamkilométertől az 1842-ig tart, szélessége 1-4 km, hossza 16 km, felszíne 53 km². A tározómedence befogadóképessége 243 millió m³, átlagos mélysége 4,7 m. A duzzasztógát bal oldalán torkollik be az üzemvízcsatorna első szakasza, a 17,6 km hosszú felvízcsatorna, amely a Duna főmedrében folyó víz befogadására és a hajózás új medreként szolgál. A bősi erőműből a 7 km hosszú alvízcsatorna Szapnál (Palőikovo) vezeti ismét vissza a Duna vizét a főmederbe. Az alvízcsatorna fenekét 5 m-rel kimélyítik a nagyobb esés elérése érdekében, így jön létre a max. 23, 27 m esés. A csatorna befogadóképessége 10 millió m³, 5000 m³/sec vízmennyiség levezetésére képes, szélessége 283-650 m közötti. A gabčíkovói erőmű 9 Kaplan-turbinája átlagos évben 2650 GWh/év teljesítményt nyújt. Folyamatos üzem esetén ezt 2900 GWh/évre lehet növelni. Bal oldalon két 34×264 m-es hajózsilip készül. A régi mederben (azaz a magyar Szigetközt a Csallóköztől elválasztó 1842-1811. folyamkilóméteres szakaszon) legalább 50 m³/s, max. 200 m³/s állandó átfolyást biztosítanak. Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
97
Bős-Nagymaros
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• A bősi erőmű turbináinak teljesítménye 720 MW, a nagymarosi hat turbináé pedig 160 MW. A két létesítmény együttes termelése csapadékos évben 4620, száraz évben 2700 GWh/év. A nagymarosi létesítmény célja, hogy kiegyenlítse a bősi erőmű szakaszos üzemelésének árapályhatásait, visszaduzzasztó hatásával akkor is biztosítsa a hajózáshoz szükséges vízmélységet, amikor az üzemvízcsatornából nem érkezik utánpótlás, részt vesz a hajózás bonyolításában és közúti hídként összeköttetést teremt a Duna két partja között. Az erőműrendszer terveiben szerepel a csúcsra járatás, vagyis kisebb igény (éjszaka) idején a tározót feltöltik és a fogyasztási csúcs ideje alatt az összes turbina teljes teljesítménnyel üzemel. Alvízi oldalon a csúcsüzem kezdetekor hirtelen megnő a vízszint és hat órán keresztül folyamatosan növekszik, majd az éjszakai töltés 18 órája alatt lassan visszasüllyed a kiinduló állapotra. A vízlépcső okozta vízszintingadozás a számítások szerint Gabčíkovo alvizénél 2,3 m, és még Győrnél is 1 m. A vízlépcsők a folyó. természetes életének teljes átalakítását jelentik, alapvető változásokat hoznak a fizikai adottságokban (vízsebesség, hordalék- szállítás, átlátszóság, hőmérséklet, jégviszonyok stb.) és ezek révén a kémiai, biológiai folyamatokban is (oxigénellátottság: redoxpotenciál, nitrogén- és foszfát- forgalom, biokémiai lebomlás, fito- és zooplankton-viszonyok stb.) Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
98
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
99
Alvíz
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
100
Felvíz, adatok, alállomás
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
101
Zsilipecske
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
102
Nem kicsi (kapu egyszer már kidőlt)
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
103
Freudenau am Wien
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
104
Kaplan turbina (aus Nagymaros)
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
105
A Duna alatt
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
106
Hidraulika terem, vezérlés, irányító központ
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
107
Felvíz és alvíz
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
108
Resica - Ferencfalva
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
109
Resica – Brezova 1916
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
110
Sebes-Körös
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
111
Sebes-Körös
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
112
Előtte és utána
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
113
Jád folyó, Dragánvölgy
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
114
Szamos
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
115
Béles
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
116
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
117
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
118
É
Olt
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
119
Vaskapu
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
120
Vaskapu
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
121
Vaskapu
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
122
Vág
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
123
Vágkirályfalva
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
124
Fekete Vág - SZET
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
125
A hidrokinetikus energiahasznosítás
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• • • • • •
áramló közeg (pl. folyó vagy tengerszoros) Turbina a víznek csak egy kis része halad át a turbinán kisléptékű ellátás Valójában nem különbözik a vízerőművektől Az eredeti víztömeg fékeződik, lassul, szétterül. Amennyiben igen sok ilyen berendezéssel kezdjük elgátolni a folyáskeresztmetszetet a víz kezd visszatorlódni, kezdődik a duzzasztás. • Egy nagy folyóba alámerített lebegő turbina egy is duzzaszt, legfeljebb elhanyagolható mértékben. Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
126
A hidrokinetikus energiahasznosítás
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
http://cleantechnica.com/2008/12/26 /first-commercial-hydrokinetic-turbine-installed-in-us/
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
127
A vízerőművek és gátak nyújtotta előnyök
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• • • • • • • • • • • •
Megújuló energiaforrás A vízerőmű üzeme CO2 kibocsátással nem jár Csökken a folyó mederalakító, romboló hatása Szemben a hűtővizet felhasználó hőerőművekkel, nincsen környezeti hőterhelés (mint pl. Paksi, Dunamenti vagy Tiszai hőerőműnél) A gátrendszer az árvízvédelemben is szerepet játszhat. A hajózóutakat egyszerűbbé, gazdaságosabbá teszi. Kis személyzetet igényel Könnyen és gyorsan indítható, szabályozható, önállóan indulni képes hatásfoka 80% felett van Élettartama tipikusan 100 év Új típusú vizes élőhelyeket alakíthat ki (pl. Tiszató) Turisztikai célponttá válhat (pl. Tiszató) Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
128
Nem kívánt hatások • • • • • • • • • • • •
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Területhasznosítás cca. 0,1 - 10 W/m2 – legrosszabb! Élővilág átalakítás Kulturális értékek elvesztése Ökológiai problémák A tározókban (felvíz): a) a víz áramlási sebességének csökkenése; b) az üledék- lerakódás fokozódása; c) talajvízszint-emelkedés Alvíz mellett A) az árterek nedvességének csökkenése; B) talajvízszintcsökkenés. Az élőhal-tömeg csökkenhet Mezőgazdaságilag értékes termőterületet vonnak ki a termelésből. A biológiai, genetikai diverzitás csökken Eltűnnek a nedves területek A csúcsrajáratás okozta vízszintingadozást a hal- ikrák és a halivadékok nem viselik el Ivóvíz- készletek kockáztatása Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
129
Szivattyús tározós erőmű az Óbudai Egyetemen
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
130
Építés
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
131
Felső tározó
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
132
Vezeték
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
133
Alsó tározó
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
134
Pelton turbina
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
135
Generátor
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
136
Turbinaüzem
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
137
Óbudai Dunapart • • • • • • • •
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Európa második legnagyobb folyója Volt ipari rakpart Üdülőpart, sportolók Korzó és vigalom Természeti környezet visszaállítása? Lakóterület? Európai Duna útvonal? Betongát vagy plázs?
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
138
Tengerjáró hajó a Rómain
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
139
Még létező élővilág
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
140
Még létező élővilág
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
141
Még létező élővilág
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
142
Még létező élővilág
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
143
Még létező élővilág
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
144
Ártéri erdő
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
145
Eltűnő csónakházak
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
146
Funkcióváltás
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
147
Árvizek
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
148
Természetes vagy…
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
149
… vagy szabályozott környezet?
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
150
…egyéb alternatíva?
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
? Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
151
Megállapítások
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
• A világon többtízezer hidroenergetikai létesítmény van • Olcsó az üzemeltetés, méregdrága az építés • Nem bocsát ki széndioxidot, csak az építéshez kell néhány millió m3 földet arrébb tenni, legalább ennyi beton kell még, meg pár ezer tonna vas hozzá • Az üzemvízcsatorna sehol sem szép • A kis léptékű erőművek elfogadhatóbbak • A völgyzáró gát esztétikusabb, mint a kiemelt csatorna • Hegy és víz nélkül meggondolandó • Utána a vízözön (mindent elönt, elpusztít) • A SZET hatásfoka 65-75 % Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
152
Óbudai Egyetem KVK Villamosenergetikai Intézet
Köszönöm a figyelmet!
Óbudai Zöld Szabadegyetem – 2011.02.17. A vízenergia felhasználása
153