Nowe Wydanie

Newsletter

Jeśli chcesz być powiadomiony o nowościach w serwisie, podaj email.

Sonda

Jaki wpływ będzie miało ograniczenie emisji CO2 na polski sektor energetyczny?

Energetyka wodna - lista artykułów

Małe elektrownie wodne

Energetyka wodna to proekologiczny sposób na wytwarzanie energii elektrycznej. Podstawową zaletą budowy małej elektrowni wodnej (MEW)  jest gwarancja, że wytworzona energia elektryczna zostanie zakupiona i to po opłacalnych cenach. Dodatkowo producent energii z wody uzyskuje świadectwa pochodzenia tzw. zielone certyfikaty, których obrót jest przeprowadzany na Towarowej giełdzie Energii. W rezultacie uzyskanie zielonych certyfikatów przez podmioty wytwarzające odnawialną energię elektryczną otwiera im drugie potencjalne źródło przychodu, obok przychodów ze sprzedaży wyprodukowanej energii elektrycznej.
Małe elektrownie wodne w Polsce, mają zatem przyszłość, mimo to jest ich stosunkowo mało. Szacuje się, iż obecnie w Polsce działa około 700 MEW. Przyczyną takiego stanu rzeczy jest - oprócz trudności z wydzierżawieniem cieku wodnego z jazem  oraz wysokich nakładów inwestycyjnych (koszt budowy małej elektrowni wodnej o mocy 600 kW wynosi ok. 7-8 mln zł) - skomplikowana procedura administracyjna uzyskania zgody na budowę samej inwestycji. Z doświadczeń inwestorów wynika, iż pozyskanie niezbędnych decyzji i pozwoleń o charakterze prawno-administracyjnym może zająć nawet kilka lat.

Od czego zacząć? Procedura oceny oddziaływania na środowisko


Kiedy znana jest już lokalizacja inwestycji, należy zająć się Oceną Oddziaływania na Środowisko (OOŚ), którą przeprowadza się w pierwszej fazie uzyskiwania zezwolenia na inwestycję , w ramach postępowania w sprawie wydania decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach. Uzyskanie dokumentu jest bardzo ważnym elementem całej inwestycji warunkującym ubieganie się o dalsze, niezbędne pozwolenia prawno-administracyjne.

Podstawowym aktem prawnym regulującym Procedurę OOŚ w prawie polskim jest ustawa z 3 października 2008 r. o udostępnianiu informacji o środowisku i jego ochronie, udziale społeczeństwa w ochronie środowiska oraz o ocenach oddziaływania na środowisko (Dz. U. Nr 199, poz. 1227). Zgodnie z nią OOŚ przeprowadzana jest, gdy przedsięwzięcie wymaga zezwolenia na inwestycję oraz może zawsze znacząco albo potencjalnie znacząco oddziaływać na środowisko. O tym, która inwestycja może zostać zakwalifikowana do jednej z powyższych kategorii decyduje rozporządzenie Rady Ministrów z 9 listopada 2004 r. w sprawie określenia rodzajów przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko oraz szczegółowych uwarunkowań związanych z kwalifikowaniem przedsięwzięcia do sporządzenia raportu o oddziaływaniu na środowisko (Dz. U. Nr 257, poz. 2573, z późn. zm.). oraz Dyrektywa Rady 97/11/EC z dnia 3 marca 1997 r. poprawiająca dyrektywę 85/337/EEC w sprawie oceny skutków dla środowiska niektórych publicznych i prywatnych przedsięwzięć (zwana Dyrektywą OOŚ).

Jaka jest różnica między zawsze a potencjalnie znacząco? Otóż zgodnie z rozporządzeniem, znacząco oddziaływać na środowisko mogą elektrownie wodne o mocy nie niższej niż 2,5 MW - §3 ust. 1 pkt 5. Ponadto przedsięwzięcie w postaci elektrowni wodnej wymienione jest w Aneksie II Dyrektywy OOŚ (pkt. 3 lit. h jako instalacje do produkcji energii elektrycznej w elektrowniach wodnych) czyli może potencjalnie znacząco oddziaływać na środowisko.

Podsumowując, każdy inwestor zamierzający budować MEW zobowiązany jest do złożenia wniosku o wydanie decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach. Przed jej wydaniem, na podstawie tzw. Screeningu  nastąpi rozpoznanie czy dana inwestycja powinna być poddana OOŚ. Selekcji dokonuje odpowiedni organ, tj. wójt, burmistrz, prezydent miasta, w porozumieniu z Regionalną Dyrekcją Ochrony Środowiska i ewentualnie Państwową Inspekcją Sanitarną. W efekcie po zakończeniu rozpoznania, wydane powinno zostać postanowienie nakładające obowiązek przeprowadzenia OOŚ lub postanowienie o braku obowiązku przeprowadzenia OOŚ.

Obszary Natura 2000

W ramach programu Natura 2000 wyznaczone zostały tzw. Obszary Specjalnej Ochrony Ptaków oraz Specjalne Obszary Ochrony Siedlisk, na których obowiązują ochronne regulacje prawne. Do sprawdzenia czy planowana inwestycja znajduje się na obszarze lub w sąsiedztwie obszarów Natura 2000, można wykorzystać interaktywną mapę obszarów chronionych zamieszczoną na stronie internetowej http://natura2000.gdos.gov.pl/natura2000/.

W przypadku przedsięwzięć wymienionych w Aneksie I lub II Dyrektywy OOŚ, ocenę oddziaływania na obszar Natura 2000 przeprowadza się w ramach postępowania w sprawie wydania decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach. Natomiast w przypadku przedsięwzięć wymienionych w Aneksie III (przedsięwzięcia inne niż mogące znacząco oddziaływać na środowisko) organ wydający decyzję budowlaną jest obowiązany do rozważenia przed jej wydaniem, czy planowane przedsięwzięcie może potencjalnie znacząco zakłócać eko-system.

Jeżeli Regionalna Dyrekcja Ochrony Środowiska (RDOŚ) po rozważeniu uzna, że przedsięwzięcie może znacząco oddziaływać na obszar Natura 2000, wydaje postanowienie o obowiązku przeprowadzenia oceny oddziaływania na obszar Natura 2000. W postanowieniu tym organ zobowiązuje wnioskodawcę do przedłożenia raportu o oddziaływaniu przedsięwzięcia na zagrożony obszar i określa zakres tego raportu. Natomiast jeżeli RDOŚ stwierdzi, że inwestycja nie będzie znacząco oddziaływać na ten teren, wydaje postanowienie o braku potrzeby przeprowadzania oceny oddziaływania.

Pozwolenie wodnoprawne

Pozwolenie wodnoprawne jest kolejną istotną decyzją administracyjną, niezbędną do budowy MEW. Wydawane jest ono wówczas, kiedy mamy do czynienia ze szczególnym korzystaniem z wód i z wykonaniem urządzeń wodnych, a także z innymi wskazanymi w Ustawie z dnia 18 lipca 2001 - Prawo wodne działaniami mogącymi mieć wpływ na stan wód. Należy przy tym zaznaczyć, że szczególnym korzystaniem z wód jest m. in. korzystanie z wód do celów energetycznych, natomiast urządzeniami wodnymi są m. in. obiekty energetyki wodnej.

Wniosek o udzielenie pozwolenia wodnoprawnego składa się do właściwego ze względu na miejsce korzystania z wód organu, którym jest Dyrektor Regionalnego Zarządu Gospodarki Wodnej. Do Wniosku należy przede wszystkim dołączyć:
• operat wodnoprawny,
• decyzję o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu, jeżeli na podstawie odrębnych przepisów jest ona wymagana; jeżeli decyzja ta nie jest wymagana – wypis i wyrys z miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego, jeżeli plan taki został sporządzony
• opis prowadzenia zamierzonej działalności sporządzony w języku nietechnicznym

Na etapie ubiegania się o pozwolenie wodnoprawne, wnioskodawca powinien posiadać już decyzję o środowiskowych uwarunkowaniach, ponieważ zgodnie z Ustawą z dnia 27 kwietnia 2001 r. - Prawo ochrony środowiska wydanie ww. decyzji następuje przed uzyskaniem Pozwolenia wodnoprawnego.

Pozwolenie na budowę

Warunkiem niezbędnym do rozpoczęcia robót budowlanych jest uzyskanie ostatecznego zezwolenia na inwestycję, a więc prawomocnej decyzji o udzieleniu pozwolenia na budowę.
Aby uzyskać pozwolenie na budowę, należy złożyć w Urzędzie Wojewódzkim stosowny wniosek o udzielenie pozwolenia, opisując w nim planowaną inwestycję poprzez podanie nazwy i rodzaju oraz adresu całego zamierzenia budowlanego, rodzaju obiektu bądź robót budowlanych, numerów ewidencyjnych działek budowlanych oraz obrębu ewidencyjnego. Ponadto do wniosku należy dołączyć:
• cztery egzemplarze projektu budowlanego wraz z opiniami, uzgodnieniami, pozwoleniami i innymi dokumentami wymaganymi przepisami szczególnymi oraz aktualnym na dzień opracowania projektu zaświadczeniem właściwej izby samorządu zawodowego o wpisie na listę jej członków projektanta, który sporządził projekt.

Jeżeli więc inwestycja dotyczy budowy MEW oprócz projektu budowlanego i zaświadczenia, należy dołączyć przede wszystkim decyzję o środowiskowych uwarunkowaniach, postanowienie w sprawie uzgodnienia warunków realizacji przedsięwzięcia – jeżeli zostało wydane (dotyczy obszarów Natura 2000) czy też pozwolenie wodnoprawne,
• oświadczenie o posiadanym prawie do dysponowania nieruchomością na cele budowlane;
(prawo do dysponowania nieruchomością na cele budowlane wynika z tytułu: własności, współwłasności, użytkowania wieczystego, trwałego zarządu, ograniczonego prawa rzeczowego lub stosunku zobowiązaniowego, przewidującego uprawnienie do wykonywania robót i obiektów budowlanych)
• przypadku wniosku składanego przez osobę prawną – aktualny odpis z Rejestru Przedsiębiorców Krajowego Rejestru Sądowego,
• decyzję o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu, jeśli jest wymagana zgodnie z przepisami o zagospodarowaniu przestrzennym.

Termin wydania pozwolenia na budowę wynosi maksymalnie 65 dni od dnia złożenia wniosku o wydanie decyzji. Jak jednak doświadczenie pokazuje, może się on jednak przedłużyć z przyczyn wskazanych w Ustawie – Prawo budowlane lub w skutek opóźnień spowodowanych z winy wnioskodawcy.

Przyłączenie do sieci elektroenergetycznej

Przyłączenie nowego obiektu do sieci energetycznej wiąże się z poniesieniem znaczących wydatków ekonomicznych. Ich wysokość zależy od wielu czynników, przede wszystkim od stanu technicznego sieci i aparatury energetycznej (trzeba pamiętać, że niestety w wielu wypadkach linie energetyczne są przestarzałe). Ponadto inwestor w niektórych przypadkach zobowiązany jest do wykonania ekspertyzy wpływu przyłączenia instalacji na krajowy system elektroenergetyczny.

Precyzyjne określenie opłaty przyłączeniowej następuje w momencie otrzymania tzw. warunków przyłączenia do sieci. Inwestor powinien wystąpić o ich uzyskanie do lokalnego zakładu energetycznego. Warto pamiętać, iż na etapie składania wniosku o określenie warunków przyłączenia inwestor powinien posiadać dokument określający tytuł prawny do korzystania z obiektu lub kiedy obiekt nie został jeszcze wybudowany, prawomocne pozwolenie na budowę bądź zgłoszenie budowy obiektu przyłączanego. W praktyce możliwe jest jednak uzyskanie warunków przyłączenia do sieci bez przedłożenia niniejszego dokumentu, ale już do zawarcia umowy przyłączeniowej, dokument ten jest niezbędny.

Koncesja na wytwarzanie energii elektrycznej

Obowiązkiem uzyskania koncesji na wytwarzanie energii elektrycznej objęte zostały wszystkie elektrownie wodne ponieważ zgodnie z Ustawą z dnia 10 kwietnia 1997 r. – Prawo energetyczne, koncesjonowaniu podlega każda działalność gospodarcza w zakresie wytwarzania energii elektrycznej w odnawialnych źródłach energii, bez względu na wielkość mocy zainstalowanej źródła, czy też ilość energii wyprodukowanej w takim źródle.

Wnioskodawca może ubiegać się najpierw o promesę koncesji, którą stosunkowo łatwiej można uzyskać (wymaganych jest mniej dokumentów). Pomimo, że promesa koncesji nie daje prawa do prowadzenia działalności w zakresie wytwarzania energii elektrycznej, może być dokumentem ułatwiającym przedsiębiorstwu uzyskanie finansowania planowanej inwestycji, a także uzyskanie w przyszłości koncesji, ponieważ na etapie wnioskowania o promesę, przedsiębiorca musi zgromadzić określone dokumenty. Ponadto w okresie ważności promesy nie można odmówić udzielenia koncesji na działalność określoną w promesie, chyba że uległ zmianie stan faktyczny lub prawny podany we wniosku o wydanie promesy.
Organem właściwym do udzielenia koncesji jest Prezes Urzędu Regulacji Energetyki i do niego należy składać wniosek. Czas trwania postępowania związany jest przede wszystkim z kompletnością złożonego wniosku i nie powinien przekraczać kilku tygodni. Do wniosku o udzielenie koncesji należy dołączyć:
• dokumenty o charakterze organizacyjnym (m. in. aktualny wyciąg KRS, zaświadczenie o nadaniu NIP czy zaświadczenie o niekaralności przedsiębiorcy)
• dokumenty o charakterze prawno-administracyjnym (m. in. decyzja o warunkach zabudowy, pozwolenie wodnoprawne, pozwolenie budowlane, techniczne warunki przyłączenia do sieci elektroenergetycznej lub tzw. umowa przyłączeniowa)
• dokumenty o charakterze finansowym (m. in. sprawozdania finansowe za okres ostatnich 3 lat, zestawienie rocznych, planowanych przychodów i kosztów )

Wykaz wszystkich wymaganych dokumentów znajduje się na stronie internetowej URE w tzw. pakiecie informacyjnym, www.ure.gov.pl.

Istotne jest to, że MEW są zwolnione z opłaty z tytułu wydania koncesji.

Przygotowanie inwestycji pod względem technicznym oraz skompletowanie odpowiednich dokumentów o charakterze środowiskowym i formalno-prawnym to trudny i czasochłonny etap przedsięwzięcia. Jednakże ma on kluczowe znaczenie zarówno z punktu widzenia samej budowy elektrowni, jak również aplikowania o środki pomocowe (np. środki unijne). Mając dobrze przygotowaną inwestycję, diametralnie zwiększamy swą szansę na skuteczne zrealizowanie przedsięwzięcia jak i pozyskanie wsparcia.

Finansowanie MEW

Inwestycja w MEW wiąże się niestety z wysokimi nakładami finansowymi. Dlatego też warto zainteresować się możliwościami dofinansowania jakie stwarzają krajowe źródła finansowania.
Mniejsze projekty finansowane są z RPO

Źródłem wsparcia, skierowanym do projektów mniejszych (o wartości poniżej 10 mln zł) mogą być Regionalne Programy Operacyjne, które są wdrażane na poziomie poszczególnych województw. Niestety nie wszystkie województwa wyszczególniły specjalne działania w zakresie OZE dla przedsiębiorców (w niektórych województwach beneficjentami działania mogą być tylko podmioty publiczne). W takiej sytuacji warto aplikować do działań związanych ogólnie z rozwojem przedsiębiorczości, jednakże kryteria wyboru w takich działaniach promują firmy wprowadzające na rynek innowacje, co poniekąd zmniejsza szanse MEW na uzyskanie dofinansowania.

Poniższa tabela prezentuje przykładowe zestawienie informacji dot. wsparcia MEW z wybranych RPO.

Województwo

Działanie lub poddziałanie w RPO

Beneficjenci

Min/maks wartość projektu MEW

Wysokość pomocy

Dolnośląskie

5.1 Odnawialne źródła energii

podmioty gospodarcze prowadzące działalność w ramach sekcji D, działu 35, grupy 35.1 (wyłącznie klasa 35.1) i 35.3 PKD

Maks.: 10 mln PLN

Wg mapy pomocy regionalnej

Lubelskie

1.4. Dotacje inwestycyjne w zakresie dostosowania

przedsiębiorstw do wymogów ochrony środowiska Schemat B: Inwestycje w zakresie produkcji i

wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych

Mikro, małe i średnie przedsiębiorstwa

Min.: 143 tys. PLN

maks.: 10 mln PLN

 

Wg mapy pomocy regionalnej min. 85 tys. PLN.

Maks. 4 mln PLN.

Lubuskie

3.2 Poprawa jakości powietrza, efektywności energetycznej oraz rozwój i wykorzysta wyk odnawialnych źródeł energii.

Przedsiębiorcy, j.s.t. i inne jednostki publiczne

 

Maks.: 4 mln PLN

Wg mapy pomocy regionalnej albo 85% luki finansowej

Małopolskie

7.2 Poprawa jakości powietrza i zwiększenie wykorzystania

odnawialnych źródeł energii

Przedsiębiorcy, j.s.t. i inne instytucje publiczne

Maks.: 10 mln

PLN

 

Wg mapy pomocy regionalnej albo 85% luki finansowej

Min.:20 tys. PLN

Maks.: 5 mln PLN

Mazowieckie

4.3. Ochrona powietrza, energetyka.

Przedsiębiorcy, j.s.t. i inne instytucje publiczne

Maks.: 10 mln PLN

Wg mapy pomocy regionalnej albo 85% luki finansowej

 

Podkarpackie

2.2. Infrastruktura energetyczna

j.s.t. i inne instytucje publiczne

Min.: 0,5 mln PLN

Maks.: 10 mln

PLN

 

Wg mapy pomocy regionalnej albo 85% luki finansowej Instytucja Zarządzająca może wprowadzić limity wsparcia w ramach poszczególnych konkursów.

Podlaskie

5.1. Rozwój regionalnej infrastruktury ochrony środowiska

5.2. Rozwój lokalnej infrastruktury ochrony środowiska

j.s.t. i inne instytucje publiczne

5.1: min.: 3 mln PLN, maks.: 10 mln PLN

5.2: min.: 1 mln PLN, maks.:3 mln PLN

Wg mapy pomocy regionalnej albo 85% luki finansowej

Śląskie

5.3. Czyste powietrze i odnawialne źródła energii

j.s.t. i inne instytucje publiczne

Maks.: 10 mln PLN

Wg mapy pomocy regionalnej albo 85% luki finansowej

Wielkopolskie

3.7 Zwiększenie wykorzystania odnawialnych zasobów energii

Przedsiębiorcy, j.s.t.

Maks.: 10 mln PLN dodatkowy wymóg: moc min.: 0,25 MW

Wg mapy pomocy regionalnej albo 85% luki finansowej

Zachodnio-pomorskie

4.1  Energia odnawialna i zarządzanie energią

Poddziałanie 4.1.4 Energia odnawialna: hydroelektryczna, geotermalna i pozostałe

Przedsiębiorcy, j.s.t. i inne instytucje publiczne

Maks. 10 mln PLN

Wg mapy pomocy regionalnej albo 85% luki finansowej

 

 



Źródła krajowe


Elektrownie wodne (o mocy poniżej 5 MW) mogą również liczyć na wsparcie w postaci pożyczki udzielanej na preferencyjnych warunkach. Jej udzielaniem zajmuje się Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w ramach tzw. Programu dla przedsięwzięć w zakresie odnawialnych źródeł energii i obiektów wysokosprawnej Kogeneracji”. Ze środków NFOŚiGW można uzyskać od 4 do 50 mln zł (jednak nie więcej niż 75% kosztów kwalifikowanych projektu) pożyczki o oprocentowaniu zmiennym (WIBOR 3M +50 pkt bazowych). Oprócz preferencyjnego oprocentowania możliwe jest również umorzenie nawet 50% wartości pożyczki, jednak warunki jego uzyskania są dość restrykcyjne. Przede wszystkim umorzenie nie będzie udzielane jeżeli wartość bieżąca netto inwestycji (NPV) będzie dodatnia.

Mimo, iż obecny okres programowania na lata 2007-2013 stwarza sporo możliwości dofinansowania MEW, nie oznacza to, iż każda prawidłowo złożona aplikacja uzyskuje dofinansowanie. Coraz większe zainteresowanie inwestorów energetyką odnawialną sprawia, iż wsparcie uzyskują projekty najlepsze, wyłonione w konkursie. Zawsze istnieje jednak szansa na otrzymanie dofinansowania dla projektów dobrze przygotowanych , dlatego warto inwestować w energetykę wodną.


Maciej Noskowiak
Konsultant
MCG SA

1. Elektrownia wodna o mocy zainstalowanej poniżej 5 MW. To kryterium stosuje się w Polsce oraz większości państw Europy zachodniej, poza krajami skandynawskimi, Szwajcarią i Włochami, gdzie za "małe" uznaje się elektrownie do 2 MW.
2. Budowla hydrotechniczna wybudowana w poprzek rzeki lub kanału piętrząca wodę.
3. Zezwolenie na inwestycje rozumiane jako decyzja właściwej władzy lub władz, na podstawie której wykonawca otrzymuje prawo do wykonania przedsięwzięcia. W polskich realiach prawnych wymogi zezwolenia na inwestycję co do zasady spełnia pozwolenie na budowę.
4. Screening – inaczej rozpoznanie, selekcja, kwalifikacja. Celem screeningu jest rozstrzygnięcie, w ramach etapu wstępnego czy przedsięwzięcie z II grupy powinno zostać poddane OOŚ.

Poprawa wydajności turbin wodnych

Poprawa wydajności turbin wodnych


Wykorzystywanie siły wody do wytwarzania początkowo mechanicznej, a następnie elektrycznej energii ma długą tradycję. W fabrykach, młynach, tartakach i innych zakładach można często spotkać turbiny wodne, które obecnie służą do wytwarzania energii elektrycznej.  Na wielu rzekach działają od wielu dekad elektrownie wodne, wyposażone w turbiny, generatory i transformatory starszej generacji. Dzięki nieustannemu rozwojowi i ciągłym modyfikacjom, obecnie stosowane elektrownie mają wyższą wydajność i lepiej wykorzystują siłę przepływającej wody, a ich działanie jest mniej zawodne niż kiedyś.

Podwyższenie rzędnej spiętrzenia

Stosując odpowiednie zasuwy lub zamknięcia, takie jak klapy spiętrzające lub jazy gumowe, można z jednej strony lepiej regulować rzędną spiętrzenia, z drugiej zaś bardzo często pojawia się także możliwość podwyższenia poziomu wody górnej. Podwyższenie rzędnej spiętrzenia, zwłaszcza w elektrowniach wodnych o niskim spadzie (turbina Kaplana i Fracisa), może przyczynić się do wzrostu wydajności elektrowni nawet o kilka procent. W przypadku większych różnic spadku należy przede wszystkim odpowiednio dobrać prędkość obrotową turbiny.

Zmniejszenie strat spadu na kratach

Często nie zwracamy uwagi na fakt, iż rzeczywisty spad w elektrowni wodnej uzależniony jest od poziomu  wody po przepływie przez kraty. Straty spadu na kratach można zniwelować stosując sprawnie działające, automatycznie sterowane maszyny do czyszczenia krat, które kontrolują różnice poziomu przed i za kratkami, dzięki czemu włączają się automatycznie w momencie zatkania krat. Sprawdzić należy również średnicę w świetle między prętami drobnej kraty. Jeśli pręty są za gęsto ułożone, straty na kratach są większe. Skuteczne czyszczenie krat ma wpływ na wydajność elektrowni w skali rocznej.

Zapobieganie wciągania powietrza przez komory wlotowe turbiny w przypadku swobodnego zwierciadła

Wciąganie powietrza przez wir wodny można często zaobserwować zwłaszcza w turbinach komorowych (turbinach Francisa i Kaplana). Powietrze dostaje się do turbiny, co zmniejsza jej sprawność i redukuje wydajność. Aby przeciwdziałać redukcji sprawności turbiny wystarczy wprowadzić w komorze turbiny pływającą pokrywę z drewnianych belek, która zapobiegnie wciąganiu powietrza.

Rewitalizacja turbiny

W zależności od typu turbiny i jej technicznych parametrów istnieją różne możliwości podnoszenia jej sprawności. Poniższej zestawione są najczęściej stosowane warianty modernizacji:


Korekcja szczeliny kierownicy


Mechaniczne zamykanie kierownic i tworząca się poprzez to większa szczelina między łopatkami kierowniczymi i pierścieniem łopatek mają wpływ na wydajność turbiny. Remont kierownicy oraz pokrywy kierownicy może przywrócić turbinie początkową sprawność z niewielkimi dopuszczalnymi odchyleniami. (...)


Korekcja szczelin wirnika


Podobnie jak w kierownicy, również w wirnikach szczelina między komorą wirnika a wirnikiem powinna być możliwie niewielka. Po długoletniej eksploatacji dochodzi do ścierania materiału między łopatką a pierścieniem wirnika, co można zlikwidować poprzez wykonanie na nowo komór wirnika lub łopatek wirnika, bądź w niektórych przypadkach naniesienie warstwy materiału (napawanie lub natryskiwanie). (...)


Przywrócenie konturu wirnika do stanu początkowego bądź wzrost wydajności wirnika przy obecnym profilu hydraulicznym


Wirnik i profil hydrauliczny to serce każdej turbiny, które w znacznym stopniu decyduje o jej sprawności i wydajności. Profil wirnika noszący oznaki zużycia (kamienie lub piasek w wodzie), nie tylko obniża sprawność turbiny, lecz jest też bardzo często przyczyną występowania  problemów z przepływem wody oraz pojawiania się kawitacji. Stąd profil wirnika ma istotny wpływ na wzrost sprawności i wydajności instalacji. Jeśli profil wirnika wykazuje tylko niewielkie oznaki zużycia, oryginalny kształt (o ile jest rzeczywiście znany) można przywrócić poprzez napawanie materiału, a następnie poprzez obróbkę maszynową lub ręczny szlif według szablonu. (...)

Remont przepustów wałów i dławnic

Jak już wspominaliśmy, wciąganie powietrza do turbiny wpływa niekorzystnie na jej sprawność i  związaną z tym wydajność całej instalacji. W przepustach wałów turbiny jako izolację często stosuje się dławnice oraz uszczelnienia labiryntowe. Z biegiem czasu zmniejsza się ich szczelność i powietrze jest wciągane do turbiny. Wał turbinowy można uszczelnić poprzez odnowienie izolacji, napawanie, natryskanie powłoki z metalu oraz mocowanie metalowych łusek na wale.


Modernizacja rur ssących turbiny


Sprawnie funkcjonująca rura ssąca ma szczególnie duży wpływ na ogólną wydajność turbiny. Rurom ssącym bardzo często nie poświęca się zbyt wiele uwagi, a w rzeczywistości wpływają one na sprawność turbiny nierzadko dużo bardziej, niż by się wydawało. Istnieją różnorodne możliwości poprawy działania rur ssących, ale taka modernizacja może wiązać się z ryzykiem. Zawsze korzystne jest pogłębienie w obrębie dolnego zbiornika, aby umożliwić swobodny odpływ wody roboczej. Inną możliwością jest planowe obniżanie poziomu wody w  dolnym zbiorniku, aby osiągnąć większy spad. (...)


Zwiększenie przelotowości turbiny


W niektórych instalacjach w określonych warunkach można, poprzez pełne wykorzystanie potencjału kierownicy i kąta rozwarcia wirnika bądź otwarcia dysz w turbinie Peltona, osiągnąć maksymalną przelotowość turbiny. Przy takich działaniach zalecana jest jednak ostrożność i umiar, ponieważ w turbinach Kaplana i Francisa w momencie zbyt wysokiego przepływu pojawia się niebezpieczeństwo kawitacji, a w przypadku turbin Peltona woda nie jest w stanie dobrze wypłynąć z czarek. Może przy tym dojść do tzw. uderzenia wody, co z jednej strony powoduje drastyczny spadek wydajności turbiny, z drugiej zaś może doprowadzić do uszkodzenia czarek wirnika.

Napęd między turbiną a generatorem

W celu przeniesienia stosunkowo niskiej prędkości obrotowej turbiny na wyższą prędkość obrotową generatora używano w przeszłości najczęściej przekładni. Te mechanizmy starszej generacji są co prawda trwałe i wytrzymałe, ale, jeśli chodzi o wydajność, ich potencjał nie jest do końca wykorzystywany. Przekładnie o starszej konstrukcji mają ogólnie niższą wydajność i posiadają liczne łożyska, które powodują straty tarciowe. (...)

Generatory

Generatory nowego typu wykazują ogólną wyższą wydajność dzięki wykonaniu z lepszego magnetycznego materiału, nowym technicznym rozwiązaniom, węższym szczelinom i mniejszym stratom w uzwojeniu. Nowsze generatory bardzo często osiągają współczynnik sprawności rzędu 95 do 97%, a straty w łożyskach są niwelowane.


Transformatory


Informacje dotyczące modernizacji generatorów odnoszą się też do transformatorów.


Regulator turbiny


Starsze elektrownie wodne bardzo często mają mechaniczne urządzenia regulujące. Wadą takiej konstrukcji jest ciągłe napędzanie mechanicznego regulatora poprzez pas i pochłanianie mocy, nawet jeśli w danej chwili nie ma potrzeby regulowania instalacji. Obecnie stosuje się elektrohydrauliczne urządzenia regulujące, posiadające wyższą jakość regulacji, a niższe zapotrzebowanie na moc. Silnik elektryczny wytwarza ciśnienie oleju w zbiorniku i moc ta zużywana jest dopiero wtedy, gdy zaistnieje potrzeba przesunięcia kierownicy, wirnika, odchylacza dysz lub strumienia.


Podsumowanie


Wszystkie wymienione dotychczas możliwości przedstawiają przegląd przez bardzo często podejmowane działania mające na celu modernizację elektrowni wodnych, każda instalacja posiada jednak indywidualny potencjał rozwojowy. Ogólnie zakłada się, że współczynnik sprawności nowoczesnych elektrowni wodnych (turbina, generator, napęd, transformator) wynosi ok. 75-85%, wyremontowanych elektrowni wodnych starszej generacji natomiast ok. 55, a maksymalnie 70%. Z biegiem lat sprawność regularnie spada z powodu ścierania się materiałów, odchylenia od początkowych dopuszczalnych wartości, jak również zmęczenia materiału. (...)


Josef Lampl, Schubert Elektroanlagen GmbH


Cały artykuł - GLOBEnergia 2/2009

Podkategorie

Aktualności - En. Wodna

------------------ Reklama ------------------

Warto przeczytać - En. Wodna

Wydarzenia Redakcji

fpc-300

wiatr300

solar300

gpe300

sacro300

energia-w-gminie300

k-energii300

------------------ Reklama ------------------