I PREGLED MOŽNIH VRST HIDROELEKTRARN NA REKI MURI Diplomsko delo Študent: Jaka GRILANC Študijski program: Univerzitetni študijski program Gospodarsko inženirstvo Smer: Strojništvo Mentor: red. prof. dr. Andrej PREDIN Somentor: red. prof. dr. Duško URŠIČ Maribor, junij 2010
71
Embed
PREGLED MOŽNIH VRST HIDROELEKTRARN NA REKI MURI · 2018-08-24 · prostorov. Glavni vir energije v Sloveniji so surova nafta in njeni derivati, ki predstavljajo več kot 34% delež.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
I
PREGLED MOŽNIH VRST HIDROELEKTRARN NA REKI MURI
Diplomsko delo
Študent: Jaka GRILANC
Študijski program: Univerzitetni študijski program Gospodarsko inženirstvo
Smer: Strojništvo
Mentor: red. prof. dr. Andrej PREDIN
Somentor: red. prof. dr. Duško URŠIČ
Maribor, junij 2010
II
Vložen original sklepa o potrjeni temi diplomskega dela
III
I Z J A V A Podpisani Jaka Grilanc izjavljam, da:
je bilo predloženo diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom red. prof. dr.
Andrej Predin in somentorstvom red. prof. dr. Duško Uršič;
predloženo diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev kakršnekoli
izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;
soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet Univerze v
ZAHVALA Zahvaljujem se mentorju dr. Andreju Predinu in somentorju dr. Dušku Uršiču za pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega dela. Zahvaljujem se tudi vsem, ki so mi kakorkoli pomagali pri izdelavi diplomskega dela. Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili študij.
V
PREGLED MOŽNIH VRST HIDROELEKTRARN NA REKI MURI Ključne besede: hidroelektrarna, kaplanova turbina, turbina, ribiška stava, rečni režim, matrične turbine UDK: 621.311.2:62-824(043.2) POVZETEK
V diplomski nalogi smo proučevali možne vrste elektrarn na reki Muri. Na njej se nahaja 31
hidroelektrarn, 30 jih je v Avstriji in ena, Ceršak, v Sloveniji. Reka Mura predstavlja veliko
neizkoriščenega potenciala. V diplomski nalogi so predstavljene štiri vrste elektrarn, njihovi
stroški, prihodki ter vpliv na okolje. Poskušali smo tudi najti najboljšo kombinacijo
predstavljenih vodnih turbin za izkoriščanje vodnega potenciala na reki, ker je velik del reke
Mure pod zaščito Nature 2000 in to omejuje gradnjo velikih hidroelektrarn.
VI
HYDRO POWER PLANTS OVERVIEW AT MURA RIVER
Key words: Plant, Kaplan turbine, turbine, fishing bet, ruver regime, matrix turbine UDK: 621.311.2:62-824(043.2) ABSTRACT In our thesis, we studied the possible types of power plants on the Mura River. On the river Mur is located 31 hydroelectric plants, 30 in Austria and one, Ceršak in Slovenia. So Mura represents considerable untapped potential. The thesis presents four types of power plants, their costs, revenues, and impact on the environment. We also tried to find the best solution for the exploitation of hydropower on the river because a large part of the Mura river under the protection of Natura 2000, restricts the construction of large hydroelectric plants.
1.3 Metode dela ......................................................................................................................... - 3 -
2. PORABA ENERGIJE V SLOVENIJI...................................................................................... - 4 -
2.1 Primerjava letne proizvodnje in porabe električne energije v Sloveniji in Avstriji leta 2005. ......................................................................................................................................... - 5 -
2.2 Reka Mura ......................................................................................................................... - 7 -
2.2 Natura 2000 ....................................................................................................................... - 8 -
2.3 Dravske elektrarne Maribor ................................................................................................ - 11 -
3 ELEKTRARNE OD SLADKEGA VRHA DO VERŽEJA ..................................................... - 15 -
3.1 Območje izvajanja koncesije in predvidena proizvodnja električne energije na delu vodnega telesa reke Mure od Sladkega Vrha do Veržeja ......................................................................... - 15 -
3.2 Ocena postavitve v okolje ................................................................................................... - 16 -
VIRI IN LITERATURA ............................................................................................................... - 60 -
IX
UPORABLJENI SIMBOLI
W – energija izražena v [GWh]
Qi – instaliran pretok v [m³/s]
Q – pretok v [m³/s]
Pi – moč v [MW]
v – hitrost v [m/s]
d- premer [m]
A – površina [m²]
Pv – moč vode [W]
H – neto padec v metrih [m]
g – težnostni pospešek, v [m/s²]
ρ – gostota vode v [kg/m³]
η – izkoristek
V – volumen v [m³]
SD – skupni dohodki v [€]
SO – skupni odhodki v [€]
i – število let
r – interna stopnja donosnosti v [%]
E – koeficient gospodarnosti
D – kazalnik donosnosti
X
UPORABLJENE KRATICE HE – hidroelektrarne DEM – Dravske Elektrarne Maribor RECS – Reneweble Energy Certificates System (sistem certifikatov o obnovljivi energiji) VLH turbine – very low head turbine ( turbina z zelo majhnim padcem)
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 1 -
1 UVOD
Slovenija razpolaga z napravami za izkoriščanje energetskih virov, kot so premog, hidro
energija, nuklearna energija in biomasa, ostalo energijo pa zagotavlja z uvozom fosilnih goriv
(zemeljski plin, tekoča goriva, del trdnih goriv – koks in rjavi premog). Domači premog je
neprimeren za rabo v malih kuriščih v urbanih okoljih, ekološko je primeren le za velike
termoelektrarne s čistilnimi napravami. V celotni proizvodnji energije v letu 2005 je delež
obnovljivih virov znašal 10 %, 20 % je bilo nuklearne energije, 70 % pa smo jo proizvedli iz
fosilnih goriv, kot sta premog in nafta. Raba obnovljivih virov v Sloveniji upada, saj se
skupna poraba energije hitreje povečuje kot nove instalacije za izkoriščanje obnovljivih virov
energije. Cilj Slovenije je do leta 2010 doseči 12 % delež, do leta 2020 pa 20 %. Te cilje bo
težko doseči, če bo skupni delež solarne, geotermalne in vetrne energije ostal le 1 %.
Prostorsko so v Sloveniji najbolj razširjene hidroelektrarne. Poleg mnogo manjših so
največje na treh rekah – Soči na zahodu, Dravi na severu in Savi v osrednji in jugovzhodni
Sloveniji. Najbolj vodnata reka je Drava, kjer je tudi največ hidroelektrarn. V letu 2006 je bil
njihov delež preko 73 %. Po količini proizvedene elektrike jim sledijo elektrarne na Soči (13
%) in Savi (11 %), ostale male hidroelektrarne (v Sloveniji jih obratuje preko 500) pa ne
prispevajo več kot 3 % k skupnemu deležu proizvedene elektrike v hidroelektrarnah.
V diplomski nalogi želimo proučiti možne vrste hidroelektrarn na reki Muri. Cilj je
predstaviti konvencionalne elektrarne, njihov izkoristek ter stroške izgradnje. Predstavili
bomo tudi alternativne rešitve, ki bi bile primerne za reko Muro, njihov izkoristek ter njihove
stroške izgradnje. Prikazali bomo, posebej za reko Muro, oblikovano matrično kaplanovo
turbino, jo opisali in izračunali njeno moč.
Področje obravnave, ki ga v naši diplomski nalogi želimo podrobneje obdelati je
pregled konvencionalnih elektrarn, matričnih turbin, posebna izvedba matrične turbine za
reko Muro in turbine z zelo nizkim padcem. Predlagali bomo najboljše rešitve glede na
energetski izkoristek reke Mure oziroma sestavili kombinacijo za najboljšo rešitev.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 2 -
1.1 Opredelitev problema
V Sloveniji se električna energija pridobiva iz treh večjih virov, in sicer iz nuklearne
elektrarne, termo elektrarne in hidroelektrarne. Hidroelektrarne so obnovljivi vir energije, so
okolju prijazne, vendar predstavljajo velik poseg v okolje.
Menimo, da bi reka Mura lahko bila bolje energetsko izkoriščena in ker je tudi v načrtu
gradnja elektrarn, bomo zato v diplomski nalogi primerjali konvencionalne in alternativne
vrste elektrarn, ki bi bile primerne za izkoriščanje reke Mure.
Slika 1.1: Pogled iz ptičje perspektive na hidroelektrarno Fala na reki Dravi [11]
Slika 1.2: Turbine pod gladino vode so prijazne do živali [16]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 3 -
1.2 Cilji diplomske naloge
Osnovni cilj naloge je primerjati možne elektrarne na reki Muri. Pri tem želim doseči
naslednje cilje:
predstaviti konvencionalne elektrarne, njihov izkoristek ter stroške izgradnje,
predstaviti alternativne rešitve, ki bi bile primerne za reko Muro, njihov izkoristek ter
njihove stroške izgradnje,
posebej za reko Muro oblikovati matrično kaplanovo turbino,
predlagati najboljše rešitve glede na energetski izkoristek reke Mure oziroma sestaviti
kombinacijo za najboljšo rešitev.
1.3 Metode dela
Uporabil bom sledeče metode raziskovanja:
študij knjižnih virov,
študij elektronskih virov,
pregled strokovne literature,
hidrološki in energetski izračun rečnega potenciala,
preračun možne pridobljene električne energije na alternativni in konvencionalni
način,
konstruiranje nove oblike posebne matrične turbine,
ekonomska ocena investicije,
pregled optimalne izbire glede na okolje.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 4 -
2 PORABA ENERGIJE V SLOVENIJI
Energija je delo, je gibanje, je toplota, je življenje. S tem preprostim stavkom lahko
poudarimo, da je energija izredno pomembna v našem vsakodnevnem življenju. Potrebujemo
jo za ohranjanje življenja, za pripravo in shranjevanje hrane, za toplo vodo, za vzdrževanje
primernih bivalnih pogojev (ogrevanje, hlajenje), za pogon prevoznih sredstev in za
proizvodnjo najrazličnejših izdelkov.
V Sloveniji smo v letu 2006 porabili 306.200.000 MJ primarne energije. Od tega so
domači viri energije zadostovali za 47 % vseh slovenskih potreb, 53 % energetskih potreb pa
pokrivamo z uvoženimi viri, ki se večinoma uporabljajo v transportu in za ogrevanje
prostorov. Glavni vir energije v Sloveniji so surova nafta in njeni derivati, ki predstavljajo več
kot 34% delež. Sledita nuklearna energija in trdna goriva s po okoli 20%, zemeljski plin s
13%, obnovljivi viri energije pa 10 %. Najpomembnejša vira domače energije še naprej
ostajata nuklearna energija (NE Krško) in premog (Premogovnik Velenje in Rudnik Trbovlje
– Hrastnik).
Slovenija razpolaga z napravami za izkoriščanje energetskih virov, kot so premog, hidro
energija, nuklearna energija in biomasa, ostalo energijo pa zagotavlja z uvozom fosilnih goriv
(zemeljski plin, tekoča goriva, del trdnih goriv – koks in rjavi premog). Domači premog je
neprimeren za rabo v malih kuriščih v urbanih okoljih, ekološko primeren je le za velike
termoelektrarne s čistilnimi napravami. V celotni proizvodnji energije v letu 2005 je delež
obnovljivih virov znašal 10 %, 20 % je bilo nuklearne energije, 70 % pa smo je proizvedli iz
fosilnih goriv, kot sta premog in nafta. Raba obnovljivih virov v Sloveniji upada, saj se
skupna poraba energije povečuje hitreje kot nove instalacije za izkoriščanje obnovljivih virov
energije. Cilj Slovenije je do leta 2010 doseči 12% delež, do leta 2020 pa 20%. Te cilje bo
težko doseči, če bo skupni delež solarne, geotermalne in vetrne energije ostal le 1 %.
Geografsko so tako glavni viri energije kot tudi največji porabniki locirani na severu in
vzhodu Slovenije. Vir nuklearne energije je en sam – v Krškem. Premog (lignit) kopljejo v
Premogovniku Velenje in ga pokurijo v Termoelektrarni Šoštanj. Rjavi premog kopljejo v
Rudniku Trbovlje-Hrastnik in ga večino pokurijo v Termoelektrarni Trbovlje.
Prostorsko so v Sloveniji najbolj razširjene hidroelektrarne. Poleg mnogo manjših so
največje na treh rekah – Soči na zahodu, Dravi na severu in Savi v osrednji in JV Sloveniji.
Najbolj vodnata reka je Drava, kjer je tudi največ hidroelektrarn. V letu 2006 je bil njihov
delež preko 73 %. Po količini proizvedene elektrike jim sledijo elektrarne na Soči (13 %) in
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 5 -
Savi (11 %), ostale male HE (v Sloveniji jih obratuje preko 500) pa ne prispevajo več kot 3 %
k skupnemu deležu proizvedene elektrike v hidroelektrarnah.
Za najširšo oskrbo z energijo je najbolj primerna električna energija. Raba električne
energije sama po sebi ne obremenjuje okolja. Zato pa močno obremenjuje okolje proizvodnja
električne energije, pri čemer je stopnja obremenjevanja odvisna od načina proizvodnje
oziroma goriva, uporabljenega pri proizvodnji električne energije. Slovenija skoraj vso
elektriko, ki jo potrebuje, pridobi sama, vendar se to razmerje veča v prid nabave energije.
2.1 Primerjava letne proizvodnje in porabe električne energije v Sloveniji in Avstriji leta 2005
V tabeli spodaj so podatki o letni proizvodnji električne energije v Sloveniji in Avstriji iz
različnih energentov. Zraven je tudi podatek o porabi električne energije in primerjavi o
proizvodnji električne energije na avstrijskem delu reke Mure ter slovenskem delu reke
Drave. Rezultate primerjave bomo grafično prikazali in analizirali.
Preglednica 2.1: Proizvodnja in poraba električne energije v Sloveniji in Avstriji leta 2005.
Država: Proizvodnja iz: (TWh) Slovenija
Hidroelektrarne 3,04 Termoelektrarne 4,64 Nuklearne elektrarne 2,55 Skupaj proizvodnja 10,23 Skupna poraba električne energije 12,79
Avstrija
Hidroelektrarne 35,5 Termoelektrarne 24,1 Drugi viri 4,2 Skupaj proizvodnja 63,8 Skupna poraba električne energije 63,2
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 6 -
Slika 2.1: Proizvodnja električne energije v Sloveniji in Avstriji
Iz grafov je razvidno, da sosednja država Avstrija veliko bolj izkorišča obnovljive vire
pridobivanja energije in manj iz postopkov, s katerimi onesnažujejo okolje. Vidimo lahko
tudi, da Avstrija proizvede več energije, kot jo porabi.
Preglednica 2.2: Proizvodnja električne energije na avstrijski Muri in slovenski Dravi leta
2005
Reka Proizvodnja električne energije (TWh)
Mura (Avstrija) 1,5* Drava
(Slovenija) 2,45
30%
45%
25%
Proizvodnja električne energije v Sloveniji
Hidroelektrarne
Termoelektrarne
Nuklearne elelktrarne
56%38%
6%
Proizvodnja električne energije v Avstriji
Hidroelektrarne
Termoelektrarne
Drugi viri
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 7 -
2.2 Reka Mura
Reka Mura je dolga 444 km. Izvira v Avstriji in se kot mejna reka med Hrvaško in Madžarsko
izliva v reko Dravo. Velikost njenega porečja je 14304 km2. Več kot polovica površin leži v
Avstriji. Slovenski del porečja je velik 1393 km2, hrvaški 987 km2 in madžarski 1911 km2.
Povprečni padec reke je 0,21 %. Povprečni padec v Sloveniji je 0,1 % in manj kot 0,06 % na
mejnem odseku med Hrvaško in Madžarsko (Halcrow in Vodnogospodarski inštitut, 2000).
Odtočni režim (povprečna razporeditev pretokov preko leta) pa je odvisen predvsem od
snežnih padavin in dolžine trajanja snežne odeje v Avstriji (Ilešić, 1947; Kolbezen, 1998;
Hrvatin, 1998; Frantar in Hrvatin, 2005).
Nadpovprečni pretoki se pojavljajo spomladi (marec-maj), medtem ko imajo pozno
jesenski in zimski meseci nizke pretoke. Povprečni pretok Mure pri vtoku v Slovenijo
(Cmurek) je 153 m3/s, najvišji zabeleženi pretok 1293 m3/s, srednji nizki pretok pa 59 m3/s.
Razmerje med najvišjimi in najnižjimi povprečnimi dnevnimi pretoki je 30 (Halcrow in
Vodnogospodarski inštitut, 2000).
Zaradi potreb varstva pred poplavami in izkoriščanja energetskega potenciala reke, je
bila Mura v Avstriji (315 km) večinoma regulirana, zgrajeni so bili visoko vodni nasipi, na
njej pa je postavljenih 16 hidroelektrarn (SLO-A komisija za Muro, 2000).
Zadnja hidroelektrarna leži pred mejo s Slovenijo. Srednji in spodnji del reke Mure, ki
se začne na meji med Slovenijo in Avstrijo, je še ohranil nekatere naravne morfološke in
ekološke lastnosti rečnega prostora. Regulacije na območju Slovenije so bile izvedene
postopoma in manj sistematično kot v Avstriji, hidroelektrarn pa na tem odseku ni. Glavna
struga je sicer izravnana in poglobljena, vendar so znotraj visoko vodnih nasipov ohranjeni
številni stari stranski rokavi in mrtvice. Glavna izravnalna dela na strugi reke Mure v
Sloveniji so potekala v 1970-ih in 1980-ih letih. Prostor med visoko vodnimi nasipi, ki se
ponekod navezujejo na naravne rečne terase, je širok do 1,2 km. Ob večjih pretokih reke je
območje znotraj njih poplavljeno. Od Petanjcev proti Murskem Središču se povečuje
raznolikost strukture rečnega prostora, ki jo omogoča hidrološka in morfološka dinamika v
poplavnem območju. Tu rastejo nižinski poplavni gozdovi (lirsko hrastovo-belogabrovi
gozdovi in obrečna vrbovja, jelševja in jesenovja) (Čarni s sodelavci, 1998; Leskovar, 2000),
v starih rečnih rokavih, mrtvicah, rečnih otokih in na prodiščih ter erozijskih stenah pa živijo
tudi v evropskem merilu redke vrste dvoživk, kačjih pastirjev, metuljev, ptic, sesalcev in rib.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 8 -
2.3 Natura 2000
Natura 2000 je evropsko omrežje posebnih varstvenih območij, ki so jih določile države
članice Evropske unije. Njen glavni cilj je ohraniti biotsko raznovrstnost za prihodnje rodove.
Na varstvenih območjih želimo ohraniti živalske in rastlinske vrste ter habitate, ki so redki ali
pa so v Evropi že ogroženi.
Evropska unija je omrežje Natura 2000 uvedla kot enega od pomembnih delov izvajanja
habitatne direktive in direktive o pticah. Slovenija je ob pridružitvi Evropski uniji določila
seznam naravnih območij, ki ustrezajo merilom obeh direktiv.
Direktivi podpirata trajnostni razvoj, ki lahko zadovoljuje potrebe sedanjih rodov, hkrati
pa ne škoduje potrebam prihodnjih. Na varstvenih območjih Natura 2000 direktivi ne
izključujeta človeške dejavnosti. Vendar pa moramo zagotoviti, da te dejavnosti ne bodo
ogrozile narave, temveč bodo – kadar bo to mogoče – njeno ohranjanje podpirale.
Evropska unija že več kot desetletje oblikuje mrežo posebej varovanih območij Natura
2000. Njen namen je ohranjanje biotske raznovrstnosti, in sicer tako, da varuje naravne
habitate ogroženih rastlinskih in živalskih vrst, pomembnih za Evropsko unijo. Slovenija je,
tako kot vse države članice, dolžna določiti območja Natura 2000 in jih tudi ustrezno
ohranjati. Pravno podlago za vzpostavljanje območij Natura 2000 predstavljata Direktiva o
ohranjanju naravnih habitatov ter prosto živečih živalskih in rastlinskih vrst in Direktiva o
ohranjanju prostoživečih ptic.
Izbira načina varovanja območij Natura 2000 je prepuščena presoji vsake države
članice. V evropskih državah za biotsko raznovrstnost najpogosteje skrbijo s pogodbenim
varstvom ali skrbništvom, na habitatnih tipih s kmetijsko rabo so to pogodbe v okviru
kmetijsko-okoljskega programa.
Za območja NATURA 2000 so na razpolago finančni programi Evropske unije za
sofinanciranje naravovarstvenih projektov (LIFE +), naravi prijaznih oblik kmetovanja
(sredstva za razvoj podeželja in iz strukturnih skladov) in drugih dejavnosti trajnostnega
razvoja (sredstva iz strukturnih skladov).
Mreža območij Natura 2000 je ključni steber varstva narave v Evropski uniji. Do
decembra 2006 je bilo v Evropski uniji razglašenih 4.617 območij po direktivi o pticah, s
skupno površino več kot 254.000 km2. Površine na kopnem so presegale velikost Nemčije.
Opredeljenih je bilo tudi 20.862 območij po Habitatni direktivi, skupne površine 560.445
km2. Različne države so opredelile različno število območij, odvisno od ohranjenosti narave.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 9 -
V sosednji Avstriji so razglasili 210 območij Natura 2000. Po Habitatni direktivi jih je
zavarovanih 160 in 95 po Direktivi o pticah. Vsa pa predstavljajo 16 % celotne površine
Avstrije. V Italiji so do konca 2006 določili 2543 območij, obsegala so 19 % površine države.
Po velikosti so ta območja skoraj trikrat večja od površine Slovenije. Februarja 2007 so dodali
še nova območja, med drugim tudi na Tržaškem Krasu. Na Madžarskem so po direktivi o
pticah določili 55 območij, ki obsegajo 14 % površine države, po habitatni direktivi pa 467
g – težnostni pospešek, v metrih na sekundo kvadrat (푔 = 9,81푚/푠 )
ρ – gostota vode, izražena v kilogramih na kubični meter (휌 = 1000 푘푔/푚 )
Izkoristek:
휂 = 0.885
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 24 -
Izkoristek celotne turbine znaša 88,5%, ki ga jamči proizvajalec turbin.
Z vrednostjo izkoristka agregata pomnožimo moč vode in dobimo moč na sponkah
generatorja. Izračunamo jo torej po obrazcu:
푃 = 푃 휂 (4.7)
푃 = 22.455,7 ∙ 0,885 = 19.873,3 푊 (4.8)
Po tem izračunu bi dobili 19.873,3 W moči na enoto.
Širina reke Mure znaša 40 m, na njo bi postavili 3 vrste turbin, tako da bi imela ena elektrarna
120 enot. Naša elektrarna bi torej imela moč:
푃 = 120 ∙ . ,.
= 2.384,8 푘푊 (4.9)
4.6 Ocena postavitve v okolje
Čeprav bi na nek način zajezili reko Muro, ne predstavlja tako velikega posega v okolje.
Postavili bi 3 vrste turbin, ki bi bile 1m pod gladino vode, tako da bi bila reka Mura še vedno
prevozna in tudi ribe in druge živali bi lahko brez težav premostile oviro. Pred vstopom v
turbino bi morala biti varnostna mreža, saj bi pot skozi turbino lahko bila usodna za živali.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 25 -
5 MATRIČNA KAPLANOVA TURBINA V RIBIŠKI STAVI
5.1 Kaj je ribiška stava?
Ribiška stava je ovira v reki narejena iz kamnov in lesa. Uporablja se za umiritev tekoče vode,
saj se s tem olajša ribolov v reki. Ribiške stave so značilne zlasti za reko Muro, saj jo
uporablja veliko ribičev tako na slovenski kot na avstrijski strani ter nižje proti sosednji državi
Hrvaški. Stave so velike od 4 do 8 metrov in široke od 1 do 4 metre.
Slika 5.1: Stava na reki Muri narejena iz kamnov in lesa, nahaja se v zgornjem toku v Apačah
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 26 -
Slika 5.2: Stava na reki Muri na avstrijski strani
Ker te ovire na reki Muri že obstajajo, bi lahko te ovire zamenjali z betonskimi ali nerjavečimi
stavami z vgrajenimi prostori za namestitev turbine, kaplanovega tipa.
5.2 Oblikovanje ribiške stave in vgraditev matrične turbine
Pri oblikovanju stave smo upoštevali nekaj omejitev, kot so velikost, oblika in postavitev v
okolje. Stava se naj ne bi bistveno razlikovala od sedanjih in mora imeti enak namen, kar
pomeni, da mora delno umiriti deročo vodo.
Odločili smo se, da bomo oblikovali tako betonsko kot železno stavo s šestimi ali
devetimi turbinami, odvisno od globine vode. Stavo bomo oblikovali tako, da bodo imele
oblikovane 1 x 1 x 3 m velike prostore za vgraditev turbine, ki jo bomo kupili pri zgoraj
navedenem proizvajalcu.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 27 -
Betonska stava
Betonska stava s šestimi turbinami bo visoka 2,3 metra dolga 8 metrov ter v predelu s
turbinami široka 3 metre, na predelu stave pa 1meter.
Slika 5.3: Betonska stava s 6 turbinami (2x3)
Teža betonske stave s šestimi turbinami:
Volumen stave
푉 = 11 푚³
Specifična gostota betona
휌 = 2,4푡/푚³
Teža stave
푚 = 11푚³ ∙ 2,4푡/푚³ = 26,4 푡 (5.1)
Po zgornjem izračunu smo dobili težo stave, in sicer 26,4 tone, kar pomeni, da je ne bi
potrebovali dodatno pritrditi v dno struge, ker je sama dovolj težka, da bi stabilno stala v
strugi. Stava je v notranjosti votla, kot je prikazano na spodnji sliki, saj smo tako reducirali
težo, ki bi bila drugače prevelika.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 28 -
Slika 5.4: Prerez betonske stave s 6 turbinami
Slika 5.5: Betonska stava z 9 turbinami (3x3)
Teža betonske stave s devetimi turbinami:
Volumen stave
푉 = 15,4 푚³
Specifična gostota betona
휌 = 2,4푡/푚³
Teža stave
푚 = 15,4푚³ ∙ 2,4푡/푚³ = 36,9 푡 (5.2)
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 29 -
Železna stava
Železna stava bo enakih dimenzij kot betonska stava. Predel, v katerega bodo vgrajene
turbine, bo zgrajen iz cevi dimenzij 100 x60 x 3 mm, predel stave pa iz cevi dimenzij 60 x60
x3 mm. Celotna stava bo oblečena v pločevino debeline 2 mm. Ves material bo iz nerjavečega
materiala, in sicer iz nerjavečega jekla ali iz pocinkanega jekla.
Slika 5.6: Ogrodje kovinske stave s 6 turbinami
Teža celotne stave bo okoli 2,6 tone, kar pomeni, da je potrebno stavo še dodatno pritrditi v
dno struge, saj bi bil ob višjih vodostajih tok reke premočan in bi lahko premaknilo celotno
stavo.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 30 -
Slika 5.7: Sestavljena kovinska stava s 6 turbinami
Montaža turbin v stavo
Turbine se bodo v vseh izvedbah montirale na enak način. Prostor za turbine bo po meri narejen in se bo točno prilegal turbini. Turbine se bodo montirale pred postavitvijo v reko, popravila pa bi se lahko vršila v pozno jesenskih in zimskih mesecih ter ob sušnih obdobjih, saj je takrat vodo dovolj nizka, da bi opravljali popravila in vzdrževalna dela.
Slika 5.8: Prikaz montaže turbine v ribiško stavo
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 31 -
5.3 Izračun moči
Določitev neto padca:
Moč, ki jo lahko odvzamemo vodi s turbino, je med drugim odvisna od neto padca. Pravimo,
da je neto padec dejavnik moči. Zato je pri postavljanju male hidroelektrarne dobro poznati
njegovo vrednost[3].
H = 0,5 m
Izračun pretoka (Q):
Hitrost reke Mure smo izmerili v Apačah pri pohodniškem mostu in znaša 1,5 m/s. Določili
smo tudi premer turbine, ki znaša 0,9 m. To je maksimalna velikost turbine, lahko je tudi
manjša, s tem pa se zmanjša tudi moč turbine[3].
푣 = 1,5 푚/푠
푑 = 0,9푚
Pretok vode skozi turbino
푄 = 퐴푣 (5.3)
Izračun:
푄 = 0,63585 × 1,5 = 0,953775 푚³/푠 (5.4)
Površina odprtine turbine
퐴 = ² (5.5)
Izračun:
퐴 = , ²∙ (5.6)
Q – pretok v kubičnih metrih na sekundo (m³/s)
A – površina turbine v kvadratnih metrih (m²)
v – hitrost vodnega toka v metrih na sekundo (m/s)
d – premer turbine v metrih (m)
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 32 -
Izračun moči vode (Pv):
Z znanima dejavnikoma moči, to je neto padec in pretokom, zelo enostavno izračunamo moč
vode po obrazcu:
푃 = 푄퐻푔휌 (5.7)
Izračun:
푃 = 0,953775 ∙ 0,5 ∙ 9,81 ∙ 1000 = 4678,3푊 (5.8)
Pv – moč vode, izražena v vatih (W)
Q – pretok v kubičnih metrih na sekundo (m³/s)
H – neto padec v metrih (m)
g – težnostni pospešek, v metrih na sekundo kvadrat (푔 = 9,81푚/푠 )
ρ – gostota vode, izražena v kilogramih na kubični meter (휌 = 1000 푘푔/푚 )
Izkoristek in moč agregata
Bolj kot moč vode zanima graditelja male hidroelektrarne, kolikšen del moči bo mogoče
spremeniti v električno moč. Do električne moči pridemo posredno preko mehanske moči:
turbina spreminja moč vode v mehansko moč, generator s pomočjo mehanske moči razvija
električno moč. V tem postopku se nekaj moči izgubi.
Najprej imamo izgube moči v turbini, ker nam nekaj vode uide skozi špranje med
gonilnikom in mirujočimi deli, ne da bi oddala svojo moč turbini; poleg tega pa se nekaj moči
vode izgublja za premagovanje trenja, ki se upira njenemu pretoku skozi turbino, in treba je
premagovati tudi trenje vrteče se gredi v ležajih. Strokovnjaki govorijo o izkoristku turbine,
to je število, ki je manjše kot ena in pove, kolikšen del moči spreminja turbina v mehansko
moč. Izkoristek turbine označujemo z grško eta (η), ki ji dodamo indeks t. ta nas opozarja, da
gre za izkoristek turbine: ηt. Njegova vrednost se pri polni obremenitvi malih vodnih turbin
giblje v mejah:
휂 = 0,95
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 33 -
kar je odvisno od vrste, velikosti in skrbnosti izdelave turbine.
Moč izgubljamo tudi v generatorju, v glavnem zaradi nezaželenega gretja njegovih navitij in
premagovanje trenja v ležajih. Tudi generator ima svoj izkoristek. Označujemo ga z ηg. Za
naše potrebe postavimo njegovo vrednost z
휂 = 0,93
Ta vrednost pravi, da generator 93 % pogonske moči spreminja v električno energijo.
Vodno turbino in nanjo priključen generator imenujemo z eno besedo agregat. Ker ima
turbina svoj izkoristek in prav tako tudi generator, ima svoj izkoristek tudi agregat. Izkoristek
agregata označujemo z ηa. Njegovo vrednost dobimo, če izkoristek turbine pomnožimo z
izkoristkom generatorja
휂 = 휂 휂 (5.9)
휂 = 0,95 ∙ 0,93 = 0,88 (5.10)
Izkoristek celotne turbine znaša 88%.
Z vrednostjo izkoristka agregata pomnožimo moč vode in dobimo moč na sponkah
generatorja. Izračunamo jo torej po obrazcu:
푃 = 푃 휂 (5.11)
푃 = 4678,3 ∙ 0,88 = 4140,3 푊 (5.12)
Po tem izračunu bi naša turbina dala od 4.140,3 W moči.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 34 -
5.4 Stroški materiala
Preglednica 5.1: Stroški materiala
Vrsta stave Skupna teža (t) Cena na enoto Cena celotnega
materiala (eur)
Betonska (6 turbin)
26,4 60 eur/m³ 660
Betonska (9 turbin)
36,9 60 eur/m³ 936
Nerjaveča (6
turbin)
2,6 5,5 eur/kg 14.300
Nerjaveča (9
turbin)
3,9 5,5 eur/kg 21.450
Pocinkana ( 6
turbin)
2,6 1,1 eur/kg 2.860
Pocinkana (9
turbin)
3,9 1,1 eur/kg 4.290
Cene v preglednici so zgolj informativne in lahko pride do manjših odstopanj.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 35 -
Stroški celotne stave:
Preglednica 5.2: Stroški celotne stave s turbinami
Vrsta stave Cena celotnega
materiala (eur)
Ostali stroški
(eur)
Cena strojnih
delov (eur)
Celotna cena
(eur)
Betonska (6
turbin)
660 500 50.400 51.560
Betonska (9
turbin)
936 710 75.600 77.246
Nerjaveča (6
turbin)
14.300 7.200 50.400 74.900
Nerjaveča (9
turbin)
21.450 10.700 75.600 107.750
Pocinkana ( 6
turbin)
2.860 1.720 50.400 54.980
Pocinkana (9
turbin)
4.290 2.570 75.600 82.460
Iz preračuna stroškov v tabelah zgoraj je razvidno, da največji kos stroškov pade na strojno
opremo, med tem ko bi se stavo najbolj splačalo izdelati iz betona ali iz pocinkanega jekla.
Izdelava stave iz nerjavečega jekla bi bila predraga, saj je to jeklo in proizvodnja kar petkrat
dražja od drugega železa.
Največji problem pri izdelavi stave iz betona je teža, saj presega 25 ton in obratno pri stavi iz
železa, katero bi morali dodatno pritrditi.
5.5 Ocena postavitve v okolje
Postavitev teh turbin bi bila najprimernejša v zaščitenih območjih, saj ne bi veliko spreminjali
okolja, saj te ovire na reki Muri že obstajajo. Celotna stava je nekoliko večja, ker poleg
ribiške stave vsebuje še prostor za turbine, vendar se režim reke ne bi veliko spremenil. Tako
bi lahko energijo reke Mure izkoriščali tudi v najbolj zaščitenih območjih, kot je Natura 2000.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 36 -
6 TURBINA Z ZELO NIZKIM PADCEM (VERY LOW HEAD TURBINE GENERATOR), povzeto po [17]
6.1 Predstavitev
Turbina z zelo nizkim padcem ima potencial za ustvarjanje zelene energije z minimalnim
vplivom na okolje in je ena izmed najboljših možnosti za decentralizirano proizvodnjo
električne energije. Medtem ko je po svetu veliko vodnega potenciala (tisoče primernih
jezov), je razvoj teh potencialov zelo nizek, saj so razvojni stroški zelo visoki, zlasti za
gradbena dela, ki predstavljajo 40-50 % celotnih stroškov kateregakoli projekta.
Turbina z zelo nizkim padcem (Very low head, v nadaljevanju VLH) je zasnovana
posebej za reke z zelo nizkim padcem ( 1,4 do 3 m). Cilj oblikovalca turbine VLH je bil
razviti enoto, ki bo zahtevala zelo malo gradbenih posegov, bo enostavna za namestitev in bo
ponudila zelo visoko zanesljivost pri spremenljivih stroških na nameščen kW. Za doseganje
teh ciljev turbina VLH uporablja čisto drugačen pristop od tradicionalnih turbinskih
oblikovanj, ki uporabljajo velike lopatice in praktično odpravi gradbene strukture
tradicionalnega koncepta. Ta revolucionarni nov koncept vključuje najbolj napredno
tehnologijo, ki je na voljo v sektorju elektrike, kot so direktno poganjanje magneta
generatorja, integrirani računalniški sistem nadzora in možnost upravljanja samo enega
človeka. Turbina je skoraj nevidna, saj ne proizvaja zvoka, vibracij in je prijazna ribam.
Prvi industrijski prototip je bil uspešno nameščen in naročen v letu 2007 v
predstavitvenem prostori v Millau (center južne Francije), v nadaljevanju bomo podali nekaj
rezultatov obratovanja z ribam prijazne znanstvene raziskave.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 37 -
6.2 Koncept turbine VLH
Za razvoj turbin VLH so uporabili klasičen pristop z vertikalno Kaplanovo turbino, Bulb
turbino in klasično strukturo. Ko gre za zelo nizke padce reke (pod 3,2 m), kompleksne
gradbene strukture zahtevajo direktni tok vode na lopatice, da bi zajele čim več kinetične
energije vode, kar pa je predrago in se ekonomsko ne bi izplačalo razvijati takšne zgradbe.
Turbina VLH koncept je inovativen. Pristop je takšen, da integriran generatorjev niz, ki je
zgrajen okoli kaplanove turbine, direktno povežejo z generatorjem. Lopatice se vrtijo počasi,
hitrost vode je zmanjšana na obeh koncih turbine in potreba po kompleksnih gradbenih
strukturah je tako odstranjena. Razlika med velikimi gradbenimi strukturami pri klasičnem
pristopu in VLH pristopu je lepo vidna na slikah spodaj.
Slika 6.1:Vertikalna Kaplanova turbina [17]
Slika 6.2:Bulb turbina [17]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 38 -
Slika 6.3:Turbina VLH [17]
6.3 Opis Turbine VLH
Turbina VLH je sestavljena iz 8 lopatic, ki so pritrjena na Kaplanov gonilnik, 18 vratc, ki so
fiksno pritrjena na tanke palice, trajni magnetni generator s spremenljivo hitrostjo, ki je
direktno povezan z gonilnikom in avtomatskim čistilcem smeti, pritrjenim na distributor.
Če je gonilnik VLH velik in hitrost vode skozi njo majhna, ni potrebe za velike
gradbene strukture na vstopu in izstopu iz gonilnika. Nizka hitrost vrtenja gonilnika in nizka
hitrost vode naredi turbino VLH ribam prijazno turbino.
Integriran generatorjev niz je vedno popolnoma pod vodo, kar omogoča zelo tiho
delovanje in je skoraj popolnoma nevidno. Nameščena je ob strani in je lahko odstranljiva,
celotna enota je dvigljiva in tako lahko brez večjega truda namestimo ali popravljamo
generator. Celotna zadeva se lahko dvigne tudi ob visokem vodostaju.
Lopatice na gonilniku so nastavljive in omogoča samodejno zapiranje ob spremembi
smeri toka ali pri regulaciji toka. Enota lahko deluje tudi takrat, ko ne proizvaja toka in lahko
deluje izolirana od distribucijskega omrežja.
Poleg tega so njegove izredno nizke hitrosti vrtenja (manj kot 40 vrt/min), velik premer
(od 3,55 do 5,6 m), zelo nizka hitrost vode (manj kot 2m/s), skupaj z drugimi patentiranimi
tehničnimi funkcijami omogoča ribam prijazno delovanje turbine, saj lahko ribe plavajo skozi
turbino v smeri toka in mogoče tudi proti toku. Turbine VLH bodo proizvajane v 5
standardnih velikostih, ki bodo imele razpon med 100 in 500 kW pri padcu od 1,4 do 3 metre
in pretoku 10 do 30 kubičnih metrov na sekundo.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 39 -
Slika 6.4: Shema turbine [17]
Generatorjev niz turbine VLH je dvojno nastavljiv (nastavljive lopatice in spremenljiva
hitrost). Te karakteristike omogočajo normalno delovanje turbine, kjer se padec spreminja s
tokom in kjer se hitrost spreminja s padcem. Turbina je sposobna delovati tudi pod 1/3
nazivnega padca z nominalno učinkovitostjo.
Slika 6.5: 8 lopatic Kaplanovega gonilnika [17]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 40 -
Slika 6.6: Simulacija toka na gonilnik [17]
6.4 Prototip v Millau, Francija
Prototip turbine VLH je bil vgrajen v Millau v Franciji. Turbina ima premer 4,5 m in 6 m dolg
vodni kanal, postavljena je smeri toka na stari glavni zgradbi. Začetek testiranj je bil 19 marca
2007.
Slika 6.7: Postavitev turbine v Millau, Francija [17]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 41 -
Rezultati testiranj v Franciji so bili s popolnim odprtjem (75 vrt/min/ in najvišjo hitrostjo
90vrt/min) točno takšni, kot so pričakovali. Največjo moč 438 kW so dosegli pri nominalni
hitrosti 37 vrt/min pri padcu 2,5 m in pretoku 22,5 m³/s. Kljub temu pa bo elektrarna zaradi
administrativnih razlogov delovala z močjo 410kW, ki jo bo oddala v omrežje. Celotno
testiranje in vse do zdaj se je turbina VLH izkazala za gladko obratovanje brez vibracij. Če
želimo preveriti, ali turbina deluje, se je moramo dotakniti. Industrijsko delovanje turbine je
bilo popolnoma zadovoljivo, proizvedena količina energije pa je bila izpolnjena in presežena.
Slika 6.8: Kanal na severovzhodu Francije blizu meje z Nemčijo in Švico pred in po
vgraditvi turbine VLH [17]
Glede na teste, ki so jih naredili v Franciji, lahko predpostavimo, da bi podobna elektrarna
delovala tudi na reki Muri, in sicer z nazivno močjo okoli 350 kW. Na reki Muri bi lahko v
sklopu ene elektrarne postavili 8 turbin, tako da bi imela moč okoli 2,8 MW. Reka ima manjši
padec, tako da bi pridobljena energija bila tudi nekoliko manjša, okoli 13.440 MWh na leto.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 42 -
Slika 6.9: Turbina v delujoči in nedelujoči poziciji [17]
Turbino VLH so izdelali hidro strokovnjaki, da bi rešili problem v posebnem segmentu
hidroelektrarn na trgu, reke z zelo majhnim padcem. To je segment, ki ni bil zajet med
proizvajalci turbin vse do nedavnega. Z naraščajočo skrbjo za okolje in zanimanjem za
distribucijo energije, naraščajo zahteve za sisteme z nizkim padcem, to vrzel bo zapolnila
turbina VLH. Prvi industrijski prototip je bil popoln uspeh, vsa tehnična pričakovanja
izpolnjena, iz okoljskega vidika je nad standardom ter z edinstvenim programom narejena
analiza vpliva na ribe. Narejena je bila prodajna mreža v zahodni Evropi in Severni Ameriki
ter opravljeni prvi kontakti za nove trge v Aziji in Južni Ameriki.
6.5 Prijaznost do rib
Zelo posebna značilnost turbine VLH je, da je prva ribam prijazna turbina na svetu. Naredili
so tudi 3 teste z živimi ribami (jeguljo in lososom) in prišli do zaključka, da je vsaj 95% rib
preživelo pot skozi turbino.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 43 -
Slika 6.10: Spuščanje rib skozi turbino [17]
Slika 6.11: Naprava za ponovni ulov rib [17]
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 44 -
7 EKONOMSKA ANALIZA TURBIN
V tem poglavju bomo analizirali preučene turbine iz ekonomskega vidika. Ocenili bomo
začetno investicijo, izračunali stroške in prihodke ter izračunali, kdaj se nam bo investicija
povrnila.
7.1 Zakonodaja
Zakonske podlage…:
Energetski zakon (EZ)Ur.l. RS, št. 79/1999 (8/2000 popr.),
Zakon o spremembah in dopolnitvah Energetskega zakona
Ur.l. RS, št. 70/2008,
Uredba o podporah električni energiji, proizvedeni iz obnovljivih virov energije
Ur.l. RS, št. 37/2009,
Metodologija določanja referenčnih stroškov električne energije proizvedene
izobnovljivih virov energije.
7.1.1 Sistem fiksnih zagotovljenih odkupnih cen (FIT)
Država predpiše odkupne cene elektrike za posamezen obnovljiv vir in v večini primerov
zagotavlja proizvajalcem celoten odkup proizvedene »zelene« elektrike v določenem
pogodbenem obdobju. To obdobje traja 15 let, preostala leta, dokler obratuje vetrna
elektrarna, pa se je potrebno pogajati za odkupno ceno z odjemalcem. Tabela 5.1 prikazuje
zajamčene odkupne cene električne energije v letu 2009.
Preglednica 7.1: Odkupna cena za električno energijo v letu 2009
Velikostni razred proizvodne naprave Cena zagotovljenega odkupa (€/MWh)
do 50 kW 105,47
do 1 MW 92,61
do 10 MW 82,34
do 125MW 76,57
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 45 -
Višina odkupnih cen je odvisna predvsem od proizvodnih stroškov elektrike iz različnih virov
energije. Količina elektrike se določa na trgu in je odvisna od možnosti zniževanja
proizvodnih stroškov elektrike pod določeno višino fiksne odkupne cene.
Ta sistem naj bi proizvajalcem, ki delujejo učinkovito, omogočal, da poslujejo z
dobičkom in uspešno konkurirajo velikim javnim podjetjem in proizvajalcem elektrike iz
konvencionalnih virov, pod pogojem, da so višine fiksnih odkupnih cen postavljene na
razumen nivo, prilagojen posameznim tehnologijam. Trenutni sistem zajamčenih fiksnih cen
naj bi zagotavljal varnost pri investicijah, kar naj bi spodbudilo domačo industrijo k
izkoriščanju obnovljivih virov energije, povečalo kapacitete obnovljive energije in spodbudilo
pritok kapitala v nastajajoči sektor.
7.2 Višina investicije
Višina investicije v hidroelektrarne na rekah in v teh velikostih znaša 1000 EUR na instaliran
kW moči za strojno opremo in 2400 EUR na instaliran kW moči za gradbena dela. Ta
predpostavka velja za konvencionalne elektrarne in turbine z zelo nizkim padcem. V
investiciji so praviloma zajeti popolnoma vsi stroški zajeti z gradnjo elektrarne:
projektna dokumentacija,
po potrebi pridobitev gradbenih dovoljenj,
transport.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 46 -
Preglednica 7.2: Stroški investicije za posamezni tip elektrarne
Konvencionalne
elektrarne
Matrične
turbine po celi
širini reke
Mure
Matrične
turbine v
ribiški stavi
Turbine VLH
Strojna oprema
16.700.000 € 4.769.592 € 50.400 € 2.800.000 €
Izgradnja
kablovoda
10.000 € 10.000 € 10.000 € 10.000 €
Gradbena dela
39.660.000 € 1.000.000 € 2.160 € 6.720.000 €
Začetna
investicija
56.370.000 € 5.779.592 € 62.560 € 9.530.000 €
V preglednici smo prikazali višino investicije za eno elektrarno. Najugodnejše so matrične
turbine v ribiški stavi, vendar je potrebno poudariti, da gre v tem primeru za samo eno stavo,
v kateri je šest turbin. Med tem ko gre pri matričnih turbinah po celi širini reke Mure za 120
turbin. Pri VLH turbinah smo predvidevali, da bi ena elektrarna vsebovala osem tri do štiri
metre velike turbine.
7.3 Prihodki
Vsi prihodki nastanejo iz obratovanja hidroelektrarne s prodajo proizvedene električne
energije elektrodistribucijskemu podjetju.
Cena proizvedene električne energije je sestavljena iz tržne cene električne energije in
obratovalne podpore. Cena je v nespremenljivem znesku določena ob zagonu hidroelektrarne
in zagotovljena za 15 let. Po 15-ih letih podpora ugasne in od takrat naprej je cena
proizvedene električne energije enaka tržni ceni električne energije.
Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo
- 47 -
Preglednica 7.3: Cene zagotovljenega odkupa in obratovalne za hidroelektrarne
Tržna cena v
€/MWh
Obratovalna podpora
v €/MWh
Cena
zagotovljenega
odkupa v €/MWh
do 50 kW 55,9 49,57 105,47
do 1 MW 55,9 36,71 92,61
do 10 MW 58,5 23,84 82,34
do 125 MW 58,5 18,07 76,57
Prihodki so odvisni od količine proizvedene energije, ki pa je odvisna od letnega pretoka reke
Mure in jih lahko dokaj natančno napovemo. Presežki so v spomladanskih mesecih, medtem
ko so pozno jesenski pretoki nizki pretoki. Tako smo ocenili, da bodo elektrarne normalno
delovale vsaj 4800 ur na leto. Prihodek bomo izračunali po naslednji enačbah: