Енергетски, еколошки и економски параметри коришћења хидро енергије у хидроелектрани Потпећ у Прибоју Бојан Раковић Факултет техничких наука, Чачак Техника и информатика, 2012/2013 rakovic.bojan@yahoo.com Ментор рада: Проф. др Снежана Драгићевић Апстракт У овом раду представљена је анализа примене хидроцентрале за добијање електричне енергије у ХЕ,,Потпећ, Прибој. Кроз студијски истраживачки рад (СИР) приказан је пример једног модела за добијање електричне енергије у коме су коришћени климатски параметри на подручју Прибоја. Резултати рада показују енергетске, еколошке и економске параметре на конкретној локацији применом RETScreen софтвера којим се омогућава помоћ у доношењу одлука у области чисте енергије. Кључне речи хидро енергија; ХЕ,,Потпећ ; RETScreen 1 УВОД Обновљиви извори енергије су извори енергије који се налазе у природи и обнављају у целости или делимично. Енергија воде (хидроенергија) је најзначајнији обновљиви извор енергије, а уједно и једини који је економски конкурентан фосилним горивима и нуклеарној енергији (не долази до емисије многих штетних полутаната, као и због великог неискоришћеног потенцијала хидроенергије). У овом раду применом RETScreen програма приказан је пример једног модела за добијање електричне енергије у коме су коришћени климатски параметри на подручју Прибоја и његова енергетска и финансијска исплативост. У последњих 30-ак година производња енергије у хидроелектранама је утростручена, али је тиме удео хидроенергије повећан за само 50%. Коришћење хидроенергије има своја ограничења. Не може се користити свуда јер подразумева обиље брзо текуће воде, а пожељно је и да је има довољно целе године, јер се електрична струја не може јефтино ускладиштити. Да би се поништио утицај осцилација водостаја граде се бране и акумулациона језера. То знатно диже цену целе електране, а и диже се ниво подземних вода у околини акумулације. Хидроелектране се користе у производњи електричне енергије из више разлога: Нема трошкова горива, вода је бесплатна, под условом да је има у довољној количини. Пуштање хидроелектране у погон врло је брзо. Модерне хидроелектране могу до 90% енергије воде претворити у електричну енергију. Не постоји утицај повећања цене горива Независност о увозу горива. Хидроенергија је главни извор обновљиве енергије и представља 97% енергије произведене у свим обновљивим изворима електричне енергије. Хидроенергија је чиста, нема отпада. Постоје доприноси ефекту стаклене баште (уништавање вегетације, труљење), али су у већини случајева занемариви у односу на термоелектране и сл Вештачка језера настала изградњом хидроелектрана локално доприносе економији и омогућавају наводњавање, водоснабдевање, туризам и рекреацију. 2 ПРИМЕНА RETSCREEN ПРОГРАМА У АНАЛИЗИ КОРИШЋЕЊА ХИДРО ЕНЕРГИЈЕ За прорачун и анализу хидроцентрале за добијање електричне енергије користи се RETScreen програм. То је програм за анализу пројкта чисте енергије и у његовој линији менија постоји неколико ставки које су приказане на следећој слици:
Слика 1 - Линија менија у RETScreen програму Основни елементи пројекта креирани у овом програму су: Почетни подаци Енергетски модел Алати 2.1 Почетак Почетак пројекта је радни лист који представља основне податке о пројекту. Из базе готових пројеката изабран је тип пројеката, у конкретном случају ХЕ Потпећ и уносе се следећи подаци: Назив пројекта Аутор пројекта Локација пројекта Тип пројкта Технологија Језик Валута Након избора и уноса података почетна страна ће изгледати као на слици 2. Слика 2 Основни подаци пројекта ХЕ Потпећ 2.2 Климатски подаци за локацију Прорачин и анализа пројекта спроведени су за ХЕ Потпећ која се налази на локацији Прибоја, па су самим тим и климатски подаци подешени за ту локацију.
У бази RETScreen програма налазе се климатолошки подаци из постојеће базе NASA (National Areonautics and Space Administraton ) климатолошке базе података. Ови подаци су приближно исти подацима који се налазе у Метереолошком годишњаку Републике Србије за 2011 годину. У табели 1. приказани су климатски подаци за изабрану локацију Прибоја који су коришћени у анализи. ТАБЕЛА I. КЛИМАТСКИ ПОДАЦИ ЗА ЛОКАЦИЈУ Јединица Локација климатских података Локација пројекта Географска ширина N 43.3 43.3 Географска дужина E 19.3 19.3 Елевација m 882 882 Климатски подаци за Ужице Температура ваздуха Релативна влажност Дневно соларно радијацијахоризонтално Климатски подаци Атмосферски притисак Брзина ветра Температура земље C % 3 kwh / m / d kpa m/s C Грејни степен дани Јануар -2.2 82.9 % 1.68 93.7 2.3-1.8 626 0 Фебруар -1.0 77.8 % 2.48 93.6 2.3-0.4 532 0 Март 2.7 72.4 % 3.49 93.5 2.3 4.4 474 0 Април 6.9 71.1 % 4.40 93.2 2.4 9.3 333 0 Мај 12.1 71.2 % 5.29 93.4 2.1 14.8 183 65 Јун 15.6 72.8 % 5.79 93.5 1.9 18.8 72 168 Јул 17.8 70.9 % 6.00 93.5 1.8 21.6 6 242 Август 17.7 70.0 % 5.42 93.5 1.8 21.5 9 239 Септембар 13.0 76.6 % 4.22 93.6 2.0 16.2 150 90 Октобар 9.1 78.1 % 3.04 93.8 2.1 10.6 276 0 Новембар 3.3 80.7 % 1.88 93.7 2.4 4.2 441 0 Децембар -1.5 85.3 % 1.39 93.7 2.5-0.6 605 0 Годишње 7.8 75.8 % 3.76 93.6 2.2 9.9 3.707 804 Мерено на m 10.0 0.0 C d Хлађење степен - дани C d 2.3 Енергетски модел Енергетски модел представља и најважнији део пројекта. Састоји се из три дела: Пројкта електричне енергије Анализе емисије штетних гасова Анализе финансија У бази производа налази се неколико турбина различитих светских произвођача. За овај пројекат усвојена је турбина типа Francis приозвођача Litostroj. Програм на основу унетих података објекта, као што су: капацитет снаге, врста турбине и фактора капацитета израчунава трошкове изградње хидроцентрале који износи 270 000 000. Електрична енергија достављена мрежи износи 236 520 MW, а количина предате електричне енергије 80 /MW.
2.4 Анализа емисије гасова Слика 3 Основни подаци за ХЕ,,Потпећ Након избора свих података и приказа резултата следи анализа емисије штетних гасова на нивоу региона као и утицај на емисју стаклене баште која је приказана на слици 4. Може се приметити да у основном случају емисија гасова стаклене баште износи 178 707,0 tco2 док у предложеном случају износи свега 3 574,1 tco2. Долази се до закључка да је нето годишње смањење емисије гасова стакелне баште 175 132,9 tco2. 2.4.1 Економска анализа модела Слика 4 Анализа емисије гасова На крају програм даје и финансијску анализу која обухвата почетне и укупне годишње трошкове и повраћај капитала за анализирани систем (слика 5). Програм врши анализу на основу следећих података: Степена инфлације: 8% Века трајања пројекта: 30 година Укупни почетни трошкови одржавања система: 270 000 000 Укупни годишњи трошкови: 200 000 Укупни годишњи приходи и уштеда: 18 921 600
Слика 5 - Економска анализа пројекта На слици 6. је дат график кумулативног прилива новца са кога се може видети да се исплативост система остварује за 9,4 године. Након тог периода кумулативни прилив новца нагло расте током 30 година, колико је усвојен период трајања овог пројекта. Слика 6 - График кумулативног прилива новца за период од 30 година 3 ЗАКЉУЧАК У раду је извршена анализа примене хидроцентрале за добијање електричне енергије. Анализом су добијени следећи резултати: почетни трошкови који се односе на изградњу хидроцентрале који износе 270 000 000. Са еколошког аспекта битно је напоменути да је нето годишње смањење емисије гасова стаклене баште 175 132,9 tco2.. Повраћај уложеног капитала се очекује након периода од 9.4 године. На основу анализе и добијених резултата може се закључити да је оправдано улагати у изградњу хидроцентрале за добијање електричне енергије јер је показано да се могу уштедети у великој мери конвенционални облици енергије и смањити негативни утицај штетних гасова. Програм израчунава добит тј. кумулативни прилив новца за дату хидроцентралу. На основу финансијске анализе, долази се до закључка да корисник није у добити на почетку изградње хидроцентрале, али да се исплативост очекује након одређеног периода. Литература [1] Varun, Bhat I K & Prakash R, Life Cycle Analysis of Run-of River Small Hydro Power Plants in India, in The Open Renewable Energy Journal, 2008, 1, 11-16. [2] Venkaiah M, Kaushik C S & Dewangan M L, Polices and measures for economic efficiency, energy security and environment protection in India, in Journal of Scientific & Industrial Research, Vol. 66, Nov 2007, 928-934. [3] Драгићевић, С., Изводи са предавања из предмета Обновљиви извори енергије 2012/2013. год., Факултет техничких наука. [4] Милисављевић В, Цокорило В, Златановиц Д & Миленковиц Ј, Consumption of coal in Serbia and CO 2 emissions related to its combustion, in 14. Symposium on Thermal Serbian, October 13-16, Sokobanja, Србија, 2009.
[5] Paish O, Small hydro power: technology and current status, in Renewable and Sustainable Energy Reviews, 6 (2002), 537 556. [6] Singal S K & Saini R P, Analytical Approach for Cost Estimation of Low Head Small Hydro Power Schemes, in International Conference on Small Hydropower - Hydro Sri Lanka, 22-24 October 2007.