HIDROENERGETSKA POSTROJENJA

Tehniko veleuilite u Zagrebustrunij studij elektrotehnike, smjer EE

Kolegij:

Studenti: JMBAG: Profesor: Datum izrade: Sadraj1.VODNA ENERGIJA I NAINI NJEZINA KORITENJA52.VODOENERGETSKI PRORAUNI153.VRSTE HIDROELEKTRANA164.PODIJELA TURBINA184.1.Akcijske turbine (impulsne turbine)184.2.Reakcijske turbine(pretlane turbine)195.VRSTE TURBINA195.1.Pelton turbina205.2.Turgo turbina235.3.Francisova turbina245.4.Kaplan turbina255.5.Poprena turbina (Crossflow)276.ODABIR TURBINE317.PODJELA HIDROELEKTRANA327.1.Podjela prema poloaju strojarnice327.1.1.Pribranske hidroelektrane327.1.2.Derivacijske hidroelektrane337.2.Prema nainu koritenja vode347.3.Prema padu358.UTIJECAJ NA OKOLI358.1.Osiguravanje biolokog minimuma358.2.Riblje staze358.3.Negativan utjecaj na okoli369.LITERATURA37

Hidroenergetska postrojenja skup su objekata za skupljanje, dovoenje i odvoenje vode te strojeva za pretvorbu energije vode u mehaniku i elektrinu energiju, kao i ureaja za transformaciju i razvod elektrine energije. Agregat za pretvorbu snage vode u mehaniku jest vodni motor ili turbina koja pokree elektrini generator.Zadaa je elektroenergetskog sustava (EES) da osigura opskrbu potroaa elektrinom energijom odreenog napona i frekvencije na kvalitetan i ekonomian nain. Potrbe za elektrinom strujom tijekom dana, tjedna, mjeseca i godine, ovisno o vrsti potroaa, mijenjaju se, ime EES mora u potpunosti udovoljiti. Stoga po svom znaaju razliite hidroelektrane(HE) i termoelektrane (TE), koje sustavu daju energiju radei u paralelnom radu, voene su iz posebnog centra regije i zemlje radi odravanja ravnotee proizvodnje i potronje elektrine energije. Tom cilju pomae mogunost povezivanja zemlje i s europskim elektroenergetskim sustavom.

1. VODNA ENERGIJA I NAINI NJEZINA KORITENJA Dvije treine Zemljine kugle pokriveno je vodom koja isparava, pa ukapljivanjem opet dospijeva na nju u obliku oborina. U ovisnosti o klimatskim uvijetima koliine oborina nekog podruja razliite su i promjenjive tijekom godine. Koliina vode koja e se oborinama slijevati u vodotok i u sekundi protjecati nekim presjekom rijeke ovisi jo o geolokim i vegetacijskim uvijetima okolnog terena. Krivulje vodnih koliina pokazuju promjenu protoka neke rijeke tijekom mjeseci u godini, sa zimskim i ljetnim minimumom te proljetnim i jesenjim maksimumom.

Osnova je za dobivanje promjene trajanja vodnih koliina iz koje se vidi tijekom koliko se vremena moe osigurati odreeni protok vode. Primjerice, vodni protok. Srednju godinju koliinu izraunavamo ako povrinu ispod krivulje podijelimo s vremenom:

Poznavajui ovisnost vodnog protoka i raspoloivog pada rijeke, odnosno vodostaja, takoer mjerenjem, moe se ucrtati krivulja promjene pada tijekom godine. Iz krivulje trajanja koliina i pripadnih visina razina moe se nainiti krivulja raspoloive snage P tijekom godine pomou formule

Povrina ispod krivulje snage ini raspoloivu energiju u toku srednje godine

Od te energije treba oduzeti energiju koliine tekuine zakonskog minimuma koji se proputa kroz branu.

Energija vodnog toka troi se dijelom na vanjske i unutarnje sile trenja, premjetanja nanosa i na kaotino gibanje estica tekuine. Na taj se nain u prirodnom toku rijeke do njezina ua u jezero ili more iscrpljuje ukupna energija vode koju je imala na izvoru. Prirodni tokovi vode mogu imati razliite oblike, ostvarujui razlike visina na svom putu. Stvaranjem petlje razliite visine krakova, kao i manjih akumulacija razliitih visina, i drugi oblici prirodnih tokova omoguuju koritenje raspoloive vodne energije na nekom dijelu toka.

Jednadba odranja energije opisuje njezine oblike bilo kojeg vodotoka uz pretpostavku da se protok vode Q ne mijenja i da su gubici zanemarivi:

E=[(z1-z2)x g +(p1-p2)x + ]x V x z1, z2 geodetske visine nad morem oznaenih presjekap1, p2 tlakovi1, 2 koeficijent kinetike energije

Pretpostavljajui da su brzine strujanja v1 i v2 te da je p1=p2 za otvoreni tok, a da je geodetska razlika presjeka oznaena sa Hg=z1-z2 iz vodnog toka moe se dobiti energija za vrijeme t prema jednadbi:E = g Hg V Dok je njegova snaga P = g Hg QNajdjelotvornije iskoritavanje vodnih tokova mogue je ako je razlika razina ostvarena na kratkom putu, to je u prirodi rijetka pojava. Stoga se umjetnim putem premouju velike duine rijeka s derivacijom da bi se koristila razlika razina. Derivacije se izvode kao otvoreni kanali ili cijevi. Podizanje razine ostvaruje se i branama, gdje se na velikim rijekama neznatnog pada, uz pomo brana, dobiva odreena razlika razina ulazne i izlazne vode HE na vrlo kratkom putu, koje na taj nain omoguavaju veliku akumulaciju tekuine. U sistemu privoda vode derivacijom gubi se dio energije na duini derivacije, stoga se nastoje oblikovati presjeci i skratiti duina. U ovisnosti o sistemu privoda vode elektrani, zgrada strojarnice s agregatima turbina-generator postavlja se iza derivacijskog kanala ili derivacijskih cijevi. To je derivacijski tip HE kojim se mogu koristiti padovi i do 2000 m. Hidroelektrane, iji se padovi stvaraju velikom branom, imaju strojarnicu, u kojoj su postavljeni HE agrregati i potrebna oprema, a koja je smjetena uz branu, te se nazivaju pribranskim HE. U masivnih, velikih brana izgrauje se strojarnica u tijelu brane. Pribranske HE mogu ostvariti od 80 do 200 m pada. Plimne su HE iskljuivo ugraene u brani.

Padovi hidroelektrana. Razlika gornje, dotone razine vode i donje odvodne vode, naziva se statikim padom Hst. Ukupni pad HE zove se Hb bruto, koji slijedi ako se Hst uvea za kinetiku energiju ulazne mase vode kojoj treba oduzeti kinetiku energiju vode na izlaznom presjeku

Netto pad Hn hidroelektrane dobiva se ako se od Hb oduzmu gubici strujanja vode u privodnom dijelu sustava do ulaza u turbine. Zanemarujui razlike kinetikih energija ulazne i izlazne vode sustava HE, raspoloivi pad turbine prema jednadbi iznosi

Ako je rije o HE s Peltonovom turbinom kod koje je izlazni presjek vode na sapnici izdignut od razine donje vode za hs, tada je raspoloivi pad turbine manji, prema jednadbi

Energija koju HE proizvodi pretvorbom vodne energije pomou turbine i elektrogeneratora u elektrinu energiju prema jednadbi

i snaga

U jednadbi V je zapremnina vode koja protjee kroz turbinu, Q je protok turbine, je stupanj korisnog djelovanja agregata koji je jednak produktu turbine i elektrogeneratora . Stupnjevi korisnog djelovanja turbine i generatora u ovisnosti o tipu i veliini stroja u projektnoj toki mogu iznositi za turbinu od 0,85 do 0,96 i za elektrogenerator od 0,96 do 0,98. Snaga koja je na raspolaganju potroaima, u ovisnosti o gubicima u elektrinom transformatoru prema potrebnom naponu troila te gubicima u razvodnoj mrei do mjesta potronje, bit e manja od iznosa, prema gore navedenoj jednadbi.

Zbir svih nominalnih snaga agregata instaliranih u HE daje nazivnu snagu Pn hidroelektrane, to obino odgovara maksimalnoj snazi HE

U jednadbi su : Pg garantirana snaga, Pd dodatna snaga, Pr rezervna snaga. Pg se dobiva analizom grafova optereenja potroaa te zadane raunske osoguranosti energijom. Najvea energija koja se moe dobiti u vremenu T iz HE jednaka je

Emax = PN T

U nekom razdoblju rada T hidroelektrane, kada e se mijenjati potronja struje i protok vode, proizvedena e energija biti

PHE transformirana snaga vode u elektrinu struju u vremenu T. Omjer energije prema jednadbi jest koeficijent nazivne snage. K moe iznositi od 0,29 do 0,45 za neke elektrane prema literaturi ( za vrijeme rada elektrane od 3950 sati kroz godinu dana jest K=0,45)

2. VODOENERGETSKI PRORAUNI Vodoenergetskim proraunima odreuju se svi potrebni parametri vodoprivrednog i vodoenergetskog kompleksa za projektiranje ovog sustava. Nazivna snaga HE, potrebna snaga za potronju i potrebna potronja vode za HE i ostale potroae vodoprivrednog gospodarstva temeljne su veliine prorauna. Odreivanje nazivne snage podrazumijeva poznavanje garantirane snage Pg, koja se odreuje na temelju energetskih mogunosti HE i njezinih postrojenja a u skladu s poznavanjem osiguranih vodnih koliina. Dopunska se snaga odreuje bez garancije, posebno za HE s ogranienom mogunou regulacije vodnog toka, i za taj iznos ne iskljuuje raunanje na druge elektrane. Rezervna snaga Pr, kojaje sastavni dio Pn moe se ralaniti prema jednadbi, a treba omoguiti neprekidan rad HEPr = PA + Ppr + Prm + PdrPA rezerva u sluaju iznenadnih kvarova (havarija), Ppr snaga koja se koristi pri neplaniranim oscilacijama preoptereenja zbog odravanja ravnotee. Ta rezerva moe iznositi priblino 3% Pmax, Prm rezerva za potrebe kratkih ne planiranih remontnih radova neke od HE ili TE u sustavu radi zamjene manjih dijelova, Pdr rezerva za prekoplanska preoptereenja. Odreivanje otrebne potronje vode za rad HE vezano je s nizom podataka do kojih se dolazi mjerenjem i raunskim putem. To su minimalni i maksimalni protoci vode, ovisnost protoka o visini vode u funkciji vremena, topografski podaci akumulacijskih jezera, koji omoguavaju izraunavanje zapremnine vode; godinje potrebe vode korisnika; godinja isparavanja s vodnih povrina i drugi.

3. VRSTE HIDROELEKTRANA

Protonim elektranama nazivaju se one HE koje koriste energiju vode onako kako ona dolazi vodnim tokom. U protonoj HE energija vode danog trenutka optereenja sustava moe biti vea od potrebne pa se voda preko prepusta mora pustiti neiskoritena u tok rijeke. Dio vode neprekidno se puta uz turbine u skladu s propisanim biolokim minimumom. HE s akumulacijom vode zadranu vodu mogu iskoritavati prema potrebi sustava. Takav je najvei broj HE u svijeu. U akumulacijske HE ubrajaju se i elektrane na plimu i oseku. Iskoritavanje plime i oseke, pojava koja se pojavljuje u mjeseevu danu od 24 sata, poznato je i u ranijoj povijesti ovjeanstva. Oscilacija razine mora nije vremenski postojana, ve ovisi o djelovanju sunca i uzajamnom poloaju mjeseca i sunca. U Hrvatskoj su plime od 0,2 do 1 metar. Da bi turbine plimne HE bile opskrbljene vodom dui dio, potrebne su vee rezerve vode, u vie odijeljenih bazena, koje se naizmjenino privode turbinama. Najvea plimna HE u Europi je je u Francuskoj na uu Rone u La Manchu gdje je srednja amplituda plime 8,4 m. Centrala ima 24 reverzibilna agregata cijevnog tipa snage po 10 MW. HE mali padova grade se u tzv. cijevnoj izvedbi, koja i do 50% pojeftinjuje izgradnju graevinskih objekata. Potopljen agregat u obliku kruke smanjuje gubitke strujanja, ali zahtijeva dobro brtvljenje elektrinog dijela agregata. Pumpno-turbinske elektrane nazvane su ponekad reverzibilnim, a u nekoj literaturi akumulacijskim. Bit koncepcije te vrste elektrane jest u potpomaganju akumulacije siromane vodom u redovitim intervalima vremena pomou pumpe. Pumpa moe biti neovisno pogonjena elektromotorom ili bilo kojom drugom vrstom motora. Isto tako, turbina u obratnom radu moe preuzeti ulogu pume u vrijeme kada njezin rad u sustavu nije potreban.

Takve se HE obino koriste za pokrivanje pica optereenja elektrinog sustava u dnevnom pogonu. Unutar elektroenergetskog sustava povezuje se rad svih sudionika u ritmu dnevnog osiguranja potronje u skladu s njihovim znaajkama. Dok termoelektrane ne podnose prekide u radu i uestala ponovno ukljuivanja, dotle su HE pogodne da unutar ES pokrivaju vrhove trenutnog porasta potreba potronje, istodobno tedei energiju vode u svojim akumulacijama. Stoga u promjenjivom ritmu dnevnih potreba termoelektrane pokrivaju bazu a HE vrhove dijagrama potronje, odnosno optereenja. U dnevnom ritmu optereenja elektroenergetskog sustava postoje razlike u pojedinim gradovima i regijama, to ovisi o vrsti djelatnosti koja je tamo zastupljena i potronji elektrine struje potrebnoj za tu djelatnost. Primjerice, potrebe za strujom industrije koja ne moe prekidati rad (3 smjene) znatno su vee od one koja radi 8 do 24 sata. Isto tako turistika privreda zahtijeva 24 satnu potronju, kada se velika troila mogu ukopavati u noni ritam opskrbe. Ako se analizira rad sezonske razlike, optereenja elektrinog sustava, oito je da grijanje nastambi zimi dodatno optereuje elektroenergetski sustav. Godinji plan potrebne energije za niz godina moe se razlikovati za istu regiju, zbog promjene potronje ili pak klimatskih nejednakosti pojedinih godina istih podruj. U planu godinjih potreba predviaju se i rezervne snage (Pr). U dijagramima optereenja reba uoiti podatke najvee, najmanje te srednje snage, iznosi kojih se mijenjaju tjedno, mjeseno i godinje. Koeficijent minimalnog optereenja (omjer minimalne i maximalne snage) iznosi od 0,55 do 0,61.

4. PODIJELA TURBINA

Turbine moemo podijeliti u dvije osnovne skupine a to su akcijske i reakcijske turbine.4.1. Akcijske turbine (impulsne turbine)

Mlaz vode velikom brzinom izlazi iz mlaznice, udara u lopaticu i vrti rotor Voda se skree sa puta oblikom lopatica Zakretna sila nastaje samo na temelju promjene koliine gibanja (impulsa) Tlak vode kroz rotor ostaje nepromijenjen Peltonova, Turgoi Crossflowturbina

4.2. Reakcijske turbine(pretlane turbine)

Ove turbine su potpuno uronjene u vodu Voda je na lopatice turbine usmjerena preko statorskih zakretnih lopatica Tlak na ulazu u rotor vei nego na izlazu Dio potencijalne ene. se pretvara u kinetiku u statoru, a dio u rotoru Zakretna sila rezultat je i razlike tlakova Kaplanova, Francisovai Propelernaturbina

5. VRSTE TURBINA

Izbor turbine za HE obavlja se nakon upoznavanja modela turbine ije su znaajke dobivene u laboratorijskim uvijetima. Modelna turbina i turbina potrebnih dimenzija za dane radne uvijete HE moraju zadovoljiti uvjete geometrijske, kinematike i dinamike slinosti. Matematiki odnosi izvedeni pomou pi teorema dimenzionalne analize obuhvaaju znaajke veliine geometrije i rada hidraulikog stroja: protok, gravitacijsko ubrzanje, pad turbine, brzinu obrtanja, tipian promjer, gustou i kinematiki viskozitet. Te veliine povezuju se u bezdimenzionalne parametre slinosti postupkom matematike obrade koji su istog iznosa za modelnu (m) i izvedenu turbinu (i).Znaajka slinosti kao izvorna forma naziva se i specifinom brzohodnosti, a esto se oznaava sa Pomou znaajki nq i ns turbine se mogu svrstati u 3 tipine skupine: Pelton, Francis i propelernu (Kaplan).

5.1. Pelton turbina

Peltonova turbinajevodna turbinakoja se koristi za velike padove (preko 200 m) i manje protoke vode. Ona je meuturbinamas najveimstupnjem iskoritenja. Izumio ju jeLester Allan Pelton1878. Ona je glavni prestavnik turbina slobodnog mlaza iliakcijskihturbina.Geometrijalopatica je tako podeena da se one okreu sa polabrzinemlaza vode, koriste skoro svukoliinu gibanjamlaza vode, koji naputa turbinu gotovo bez ikakve brzine. Ona nije potopljena u vodi i lopatice se okreu u zraku. Maksimalnasnagamoe biti do 200MW.

Rotor turbine se obino sastoji od 12 do 40 lopatica, a svaka je lopatica otrim bridom podijeljena u dva jednaka ovalna dijela. Ovakav oblik lopatice ree mlaz vode u dva dijela od kojih svaki naputa lopaticu podkutemod gotovo 180. Osebujnost lopatica Peltonovih turbina jest u tome to nisu stalno optereene, kao npr. lopatice rotoraFrancisovih turbina, ve su samo privremeno u dodiru s mlazom. Tijekom dodira lopatice s mlazom nagib lopatice prema mlazu, kao i mjesto gdje ovaj ulazi u lopaticu, se stalno mijenja.Ovisno o konstrukciji, Peltonove turbine mogu imati jednu ili vie mlaznica, odnosno slobodnih mlazova, a rotor turbine moe biti postavljen na horizontalno ili vertikalno vratilo, na kojem mogu biti postavljena jedan ili dva rotora . Postavljanje vie rotora na vertikalno vratilo zahtijeva paljivu konstrukciju, kako gornji rotor ne bi hidrodinamiki naruavao rad donjeg rotora. Izvedba Peltonove turbine s vertikalnim vratilom je povoljnija, jer omoguuje dovod vode po obodu rotora, te postavljanje rotora na minimalnu visinu iznad donje vode. Dovod vode po obodu rotora (u istoj horizontalnoj ravnini) omoguuje koritenje veeg broja mlazova koji se nalaze na istoj geodetskoj koti, a to je povoljno sa stanovita regulacije.Rotor Peltonove turbine, radi konstrukcijskih razloga, mora biti izdignut iznad donje vode za iznos koji je direktni gubitak, te treba biti minimalan. Konstrukcijski gledano, Peltonove turbine su najednostavnje vodne turbine koje se sastoje od privoda vode, mlaznica i rotora. Mlaznicama se vri pretvorbatlaneukinetiku energijuvodnog mlaza, koji tu istu energiju predaje lopatici rotora. Regulacija se izvodi pomicanjem regulacijske igle.Naglim zatvaranjem mlaznica regulacijskom iglom nastao bi hidrauliki udar u tlanom cjevovodu, koji bi mogao izazvati neeljene posljedice i nesreu. Radi toga se zatvaranje mlaznice s regulacijskom iglom izvodi polagano, a prava regulacija se izvodi regulacijskim deflektorom koji "rezanjem" vodnog mlaza pravovremeno regulira dotok vode.

5.2. Turgo turbina

Turgo vrsta turbine je preraeni pelton. One se koriste za manje hidroelektrane manje snage. Najee za hidroelektrane male snage zbog jeftinijeg naina ugradnje. Rade na isti nain kao pelton turbine samo to imaju pola lopatica. Takoer imaju mlaznice i smjetamo ih u akcijsku vrstu turbina.

Turgo turbinaje slina kaoPeltonova turbina, ali vodeni mlaz prilazi bonorotoru. One spadaju u skupinuimpulsnihvodnih turbinai koriste se za srednje padove vode od 50 m do 250m.Stupanj iskoritenjamoe dostii do 87%.Turgo turbine razvila je 1919.engleskatvrtka Gilbert Gilkes & Gordon Ltd., kao malu izmjenu na Peltonovoj turbini. Ona ima neke prednosti u odnosu na Peltonovu iFrancisovu turbinu, posebno u radnom podruju koje je izmeu te dvije vrsteturbina.Prva prednost je da rotor nije tako skup kao kod Peltonove turbine, a drugo ne treba vodonepropusno kuite kaoFrancisova turbina. Tree, koristi vee brzine protoka vode i moe podnijeti vee protoke vode, kao Peltonova turbina istog promjera, pa to smanjuje trokove na ugradnjielektrinog generatorai drugih instalacija.Turgo turbine veoma su este kodmalih hidroelektrana, gdje se dosta gleda na trokove gradnje. Kao i druge turbine koje imajumlaznice, vrlo je bitno sprijeiti dolazak krhotina i neistoa na turbinu.

5.3. Francisova turbinaFrancisova turbinaje vrstavodene turbinekoju je konstruirao britansko-ameriki inenjerJames Bicheno Francisa primarno slui za proizvodnjuelektrine energijeuz pomogeneratora. Francisove turbine imaju veliki stupanj iskoristivosti kapaciteta s preko 90%, te veliki raspon djelovanja u odnosu na visinu (konstruktivni pad) fluida pri protoku kroz turbinu. To je naroito naglaeno kodvodegdje postie optimalan rad pri konstruktivnom padu od 20 metara do ak 700 metara, a izlazna snaga moe biti od parkilovatado 750 MW. Promjer rotora moe biti od 1 m do 10 m, a broj okretaja rotora od 83 do 1000 okretaja u minuti.Francisov tip turbine je najuestaliji tip turbine koja se instalira u pogone za proizvodnju elektrine energije koji rade na bazi protoka vodene mase kroz pogon za proizvodnju najee su tohidroelektrane. Francisova turbina je reakcijska ili pretlana turbine, a to su vodne turbine u kojima je tlak na ulazu u rotor vei od onoga na njegovom izlazu. Pojedini dijelovi reakcijskih vodnih turbina naelno se razlikuju najvie po konstrukciji radnog kola kao glavnog dijela, dok im je veina ostalih dijelova: spiralni dovod, statorske lopatice, difuzor leajevi,slina po konstrukciji i funkciji.

5.4. Kaplan turbinaKaplanova turbinaje propelerna vrstavodnih turbina, sa zakretnim lopaticama na rotoru i radi samo na niskim padovima vode, uglavnom s velikim protokom. Da bi se smanjili sudarni gubici i osiguralo strujanje vode s najmanje hidraulikih gubitaka, u veini propelernih turbine, lopatice radnog kola mogu se zakretati u pogonu. Izvedba turbina sa zakretnim lopaticama rotora je sloenija nego izvedba obinih propelernih turbina, no njihove energetske karakteristike su znatno povoljnije. Njihovstupanj iskoritenjamoe biti i preko 90%.Propelerne turbine spadaju u red aksijalnihhidraulikihstrojevas primjenom pri malim padovima i velikim protocima. Korisni padovi se kreu od nekoliko metara pa sve do 60-70 metara. Radi takvih karakteristika, ovakve turbine se uglavnom primjenjuju u ravninskim podrujima, na rijekama koje osiguravaju cjelogodinji visoki protok, a izgradnjom umjetnihbranase osigurava potreban pad. IzlaznesnageKaplanovih turbina mogu biti od 5 do 120MW.

Zahvat vodese izvodi ureajem koji je obinotrapeznogpresjeka, izveden odbetona. Konstrukcija ureaja treba osigurati ujednaenu distribuciju vode po izlaznom presjeku ureaja, te sprijeiti odvajanje struje na statorskim lopaticama. Kod visokih padova (za ovakav tip hidraulikih turbina) dobavni aparat se izvodi odelikau oblikuspiralekrunog poprenog presjeka. Glavni vodeni tok kroz Kaplanovu turbinu je aksijalan.Kutzakreta lopatica rotora odreuje se prema otvoru privodnog kola i trenutnom padu.Kombinatorna vezase definira tako da se ostvari najvea mogua korisnost u svim pogonskim uvjetima. Odnos otvora lopatica privodnog i radnog kola kod turbina sa zakretnim lopaticama rotora regulira se preko posebnog ureaja koji se nazivakulisa. Sustav automatske regulacije turbina s pominim lopaticama rotora osim privodnim kolom, upravlja i radnim kolom zakreui lopatice rotora, pa se takve turbine nazivajudvostruko reguliranim turbinama.Kaplanove turbine spadaju u grupureakcionihturbina, a to znai da setlakmlaza vode mijenja prolaskom kroz turbinu. Turbine s veim padom, imaju veu razliku tlakova izmeu lopatica rotora i difuzora, tako da na lopaticama rotora dolazi do pojavekavitacije.Da bi se poveao stupanj iskoritenja Kaplanove turbine i unaprijedila njegova konstrukcija, u zadnje vrijeme se poela primjenjivatiraunalna dinamika fluida. Osim toga, pokuava se poveati broj preivjelihriba, koje prolaze kroz turbinu. Lopatice rotora se zakreu uz pomo hidraulikog ulja pod visokim tlakom, tako da je jedan od glavnih problema konstrukcije, sprijeiti isputanjeuljakroz brtve, a time izagaivanje rijeke.

5.5. Poprena turbina (Crossflow)

Turbina s krinim protokom(engl.cross-flow turbine).Banki-Michellova turbinailiOssbergerova turbinaje turbina koju je razvioaustralskiinenjerAnthony Michell1903.,Banki turbinurazvio jemaarskiinenjerDonat BankiiOssbergerovu turbinurazvio jenjemakiinenjerFritz Ossberger1933. (danas je to vodei model te vrstevodne turbina).Za razliku od drugih vodnih turbina, koje imaju aksijalni ili radijalni protok vode, kod turbina s krinim protokom mlaz vode pada poprijeno i prolazi kroz lopatice turbine. Slino kaovodeniko kolo, voda pada na kraj radnog kola ili rotora. Budui da mlaz vode prolazi dva puta kroz lopatice turbine, to je povoljno zastupanj iskoritenja. Kada voda naputa rotor, ona pomae pranju rotora od neistoa i manjih krhotina. Turbine s krinim protokom se koriste za male brzine, za male padove vode i velike protoke.Turbine s krinim protokom se esto konstruiraju s dvjema turbinama razliitog kapacitata na istom vratilu. Rototi su istog promjera, ali razliitih duina lopatica, tako da primaju razliiti obujam ili protok vode. Taj odnos protoka je obino 1:2. Konstrukcija za dovod vode ima mogunost da se mijenja dovod vode za 33%, 66% i 100%snageturbine, a to ovisi o raspoloivom protoku vode. Najvea prednost ovih turbina je jednostavna konstrukcija i manji trokovi ugradnje.

Protona Ossberger turbina se koristi za padove vode od 3 do 200 m. Protok vode za njih moe biti od 0,03 do 13 m3/s. Snaga turbine moe biti od 5 do 3 000kW.Protona Ossbergerova turbina radijalna je, blagoreakcijskaturbina, s tangencijalnim rasporedom lopatica radnog kola (rotor), s vodoravnim vratilom. Prema radnim okretajima spada meusporohodneturbine. Razvodni sustav usmjerava vodni mlaz tako, da kroz vijenac lopatica ulazi u unutranji prostor rotora i dalje nastavlja kroz drugi protok s unutranje strane rotora vani do kuita turbine. Iz kuita turbine voda otie ili slobodno, ili sifonom u odvod ispod turbine.U praksi ovakav tok vode u rotoru omoguuje samoienje. Neistoe koje pri ulasku vode u rotor upadnu meu lopatice, pod djelovanjem centrifugalne sile i protoka vode izbacuju se nakon polovine svakog okreta ponovo vani prostora rotora i odlaze u odvod

Sve je vei zahtjev u drutvu za koritenje izobnovljivih izvora energije, bez ugroavanja ivotne okoline. Izgradnjahidroelektranaograniena je, meutim, sljedeim bitnim faktorima: visokim investicijskim trokovima povezanim s projektiranjem i planiranjem, konstruiranjem, kao i ugradnjom strojarskog postrojenja.Inenjeri i konstruktori turbina stoga su pokuavali da snize ukupne trokove standardiziranjem hidro turbina. To je mogue za velike turbine, ali kod malih hidro turbina dovodi do problema u vezi s projektiranim padom i rasponom promjenjivosti godinjeg protoka vode.Protone Ossberger turbine sastoje se od standardiziranih pojedinanih dijelova, koje su prema koliini vode i visini pada svakog lokaliteta, mogu iskombinirati. Taj sistem slagalice omoguuje trokovno povoljno rjeenje uz istovremeno osiguranje svih radnih osobina utvrenih projektom.Protone Ossberger turbine istiu se dugogodinjim vijekom trajanja, pri emu nije potrebno nikakvo posebno odravanje. Tokom rada nije potrebno osigurati skupe i sloene rezervne dijelove. Popravak je uglavnom mogu na mjestu ugradnje turbine. Prednost protonih turbina predstavlja mogunost njihovog koritenja u gravitacijskim sustavima spitkom vodom, i to kod veoma dugih cjevovoda, pri emu u radu ne izazivaju nepoeljne hidraulike udare i na taj nain ne ugroavaju kvalitetu pitke vode.

6. ODABIR TURBINE

Kod odabira turbine trebamo u obzir uzeti razliku visine,instalirani protok i eljenu snagu.

7. PODJELA HIDROELEKTRANA

7.1. Podjela prema poloaju strojarnice7.1.1. Pribranske hidroelektrane

Pribranske hidroelektrane kako im i sama rije govori imaju strojarnicu sagraenu uz branu ili ugraenu u branu

7.1.2. Derivacijske hidroelektrane

Kod derivacijskih hidroelektrana strojarnica je smjetena dalje od brane pa je potreban dovod vode do nje.

7.2. Prema nainu koritenja vode

Prema nainu koritenja vode razlikujemo: Akumulacijske- takve hidroelektrane imaju akumulacijsko jezero u koje po potrebi mogu akumulirati energiju u smislu sakupljanja vode i otputanja po potrebi Protone- ovakva vrsta hidroelektrane nema akumulaciju ili je ona vrlo mala. Ona ovisi iskljuivo o oborinama i protoku vodne energije. Reverzibilne- to je vrsta hidroelektrane koja ima dva akumulacijska jezera. Ona se nalaze na razliitim visinama. Tako da po noi kada je potranja za energijom smanjena hidroelektrana pumpa vodu u gornje akumulacijsko jezero, te je po danu kada je potranja za elektrinom energijom vea puta slobodnim padom u donje jezero i proizvodi elektrinu energiju.

7.3. Prema padu

Takoer hidroelektrane moemo razlikovati i po visini pada. Tako razlikujemo: Visokotlane- sa padom veim od 100m Srednjetlane- sa padom od 30-100m Niskotlane sa padom manjim od 30m

8. UTIJECAJ NA OKOLI

8.1. Osiguravanje biolokog minimuma

U svrhu ouvanja bioloke ivotinjske i biljne raznolikosti potrebno je osigurati im nesmetani razvoj. To osiguravamo tako da ne iskoritavamo potpuni raspoloivi protok ve odreeni minimum putamo pokraj brane da tee svojim prirodnim putem. Tako e se biljni i ivotinjski svijet moi dalje nesmetano razvijati.8.2. Riblje staze

Kako bi se ribe mogle nastaviti nesmetano kretati bez obzira na branu potrebno je u nekim sluajevima izgraditi i riblje staze. Riblje staze se rade u obliku stepenica tako da se ribe mogu kretati i uzvodno i nizvodno bez opasnosti po ivot.

8.3. Negativan utjecaj na okoli

Uzmemo li u obzir da elimo li hidroelektranu velike snage moramo omoguiti veliki protok a samim time i veliku akumulaciju dolazimo do jednog velikog problema. Naime za ostvarivanje velike akumulacije potrebno je osigurati veliku povrinu. Ne rijetko na toj povrini se nalaze gradovi, sela, ume. Pa samim time moramo ljudima osigurati drugi dom a neke ivotinjske i biljne vrste preselit u drugo stanite ili na neki drugi nain zatititi.

Sama hidroelektrana je ekoloki prihvatljiva jer ne emitira tetne plinove u atmosferu, obnovljiva zbog prije objanjenih razloga (isparavanje i ukapljavanje u obliku kie) tako da izuzet neke mane kao to su negativne strane utjecaja na okoli vrlo su prihvatljive i svijetla je budunost pred njima.

9. LITERATURAInternet: http://www.bflhydro.com/ http://mve.energetika.cz/primotlaketurbiny/turgo.htm http://www.gilkes.com/hydro/turgo-impulse.html http://www.utilityfree.com/hydro/ http://www.wkv-ag.com/englisch/tech/tk_2_3.html http://www.cink-hydro-energy.com/sr/turbina-ossberger http://hr.wikipedia.org/wiki/Turbina_s_kri%C5%BEnim_protokom http://hr.wikipedia.org/wiki/Turgo_turbina