Przykładowa analiza produkcji energii w elektrowni wodnej (MEW)
– dobór turbin (Kaplana, Francisa i śmigłowej) dane z  okresu 10 lat


Przykład analizy elektrowni wodnej MEW 10 Przykład analizy elektrowni wodnej (MEW) dla danych z okresu tylko 10 lat:


Przykład opisuje hipotetyczny dobór 3 różnych turbin (Kaplana, Francisa i śmigłowej)
dla 3 różnych przełyków turbin, wyłącznie w celach edukacyjnych.
Pełna analiza powinna obejmować okres od 1951 roku.
Analiza ukazuje historyczne przedstawienie potencjalnej produkcji bez awarii, remontów, modernizacji dla dowolnych turbin (istniejących lub planowanych).
Każda elektrownia (lokalizacja) jest inna i wymaga indywidualnego podejścia.

Więcej o zastosowaniach analiz...

Wykresy a) ukazują krzywe sum czasów trwania (np. przepływów, spadów, mocy itd.)
– są to wykresy uporządkowane (rosnąco lub malejąco).
Wykresy b) ukazują krzywe dla kolejnych dni badanego okresu (jeśli są dostępne chronologiczne dane codzienne przepływów).

Wykres 1. a) i b) Krzywe czasów trwania przepływów i spadów oraz wykres mocy elektrowni (MEW)

Wykres 1.a) Krzywe czasów trwania przepływów i spadów oraz wykres mocy elektrowni (MEW) Wykres 1.b) Krzywe czasów trwania przepływów i spadów oraz wykres mocy elektrowni (MEW)
Moc surowa – moc wynikająca z przełyku i spadu.
Moc użyteczna – moc na wale turbiny, wynikającą z mocy surowej i sprawności turbiny.
Moc znamionowa – jest to wartość mocy, przy której urządzenie pracuje prawidłowo i zgodnie z normami lub zaleceniami producenta.
Moc zainstalowana – suma mocy czynnych znamionowych wszystkich generatorów zainstalowanych w elektrowni.

Dobór całkowitego przełyku instalowanego Qinst = 38 m3/s.
Moc zainstalowana Ninst = 2280 kW.

Wykres 2. a) i b) Dobór przełyków turbin (Kaplana, Francisa i śmigłowej)

Wykres 2.a) Dobór przełyków turbin (Kaplana, Francisa i śmigłowej) Wykres 2.b) Dobór przełyków turbin (Kaplana, Francisa i śmigłowej)
Turbiny:
  • Kaplan Qinst = 16 m3/s,
  • Francis Qinst = 12 m3/s,
  • śmigłowa Qinst = 10 m3/s.

Wykres 2. c). Dobór przełyków turbin (przepływ nienaruszalny malejący)

Wykres 2.c). Dobór przełyków turbin (przepływ nienaruszalny malejący)
Sposób przyjęcia obliczeń przepływu nienaruszalnego ma wpływ na wielkość produkcji energii.
Najdokładniejsze wyniki zapewnia sposób z wykresu 2. b).

Wykres 3. Przepływ nienaruszalny (biologiczny) Qnien (Qbiol)

Wykres 3. Przepływ nienaruszalny (biologiczny) Qnien (Qbiol)
Wymagane charakterystyki hydrologiczne w okresach krytycznych dla przepływu ekohydrologicznego
Przyjęto zmienny przepływ nienaruszalny Qnien = 3,9-5,1 m3/s.
W dalszej analizie wyodrębniono z danych przepływ nienaruszalny.

Wykres 4. a) i b) Obciążenie hydrozespołów

Wykres 4.a) Obciążenie hydrozespołów Wykres 4.b) Obciążenie hydrozespołów
Zastosowano algorytm wyszukujący optymalnego doboru turbin do zmieniającego się przepływu i spadu

Wykres 5. a) i b) Obciążenie hydrozespołów z uwzględnieniem sprawności turbin

Wykres 5.a) Obciążenie hydrozespołów z uwzględnieniem sprawności turbin Wykres 5.b) Obciążenie hydrozespołów z uwzględnieniem sprawności turbin

Wykres 6. a) i b) Praca hydrozespołów


Wykres 6.a) Praca hydrozespołów turbin (Kaplana, Francisa i śmigłowej) Wykres 6.b) Praca hydrozespołów turbin (Kaplana, Francisa i śmigłowej)

Różnica w uzyskanych wartościach energii dla poszczególnych turbin wynika z obliczeń przepływu biologicznego.

Wykres 7. a) i b) Sprawność hydrozespołów

Wykres 7.a) sprawność hydrozespołów Wykres 7.b) sprawność hydrozespołów


Wykres 8. Średnioroczna produkcja energii elektrycznej poszczególnych hydrozespołów (turbin) w MWh/rok

Wykres 8. Średnioroczna produkcja energii elektrycznej poszczególnych hydrozespołów (turbin) w MWh/rok

Wykres 9. Udział produkcji energii elektrycznej poszczególnych hydrozespołów (turbin) w procentach

Wykres 9. Udział produkcji energii elektrycznej poszczególnych hydrozespołów (turbin) w procentach

Wykres 10. Produkcja energii elektrycznej w miesiącach roku (I-XII)

Wykres 10. Produkcja energii elektrycznej w miesiącach roku (I-XII)

Wykres 11. Sumaryczna produkcja energii elektrycznej w miesiącach i latach

Wykres 11. Sumaryczna produkcja energii elektrycznej w miesiącach i latach

Wykres 12. Produkcja energii elektrycznej turbiny nr 1

Wykres 12. Produkcja energii elektrycznej turbiny nr 1

Wykres 13. Produkcja energii elektrycznej turbiny nr 2

Wykres 13. Produkcja energii elektrycznej turbiny nr 2

Wykres 14. Produkcja energii elektrycznej turbiny nr 3

Wykres 14. Produkcja energii elektrycznej turbiny nr 3

Wykres 15. Sumaryczna produkcja energii elektrycznej w kolejnych miesiącach

Wykres 15. Sumaryczna produkcja energii elektrycznej w kolejnych miesiącach

Wykres 16. Produkcja energii elektrycznej w poszczególnych turbinach (hydrozespołach)

Wykres 16. Produkcja energii elektrycznej w poszczególnych turbinach (hydrozespołach)

Wykres 17. Porównanie produkcji energii elektrycznej w poszczególnych turbinach (hydrozespołach)

Wykres 17. Porównanie produkcji energii elektrycznej w poszczególnych turbinach (hydrozespołach)

Wykres 18. Czas wykorzystania mocy zainstalowanej poszczególnych turbin (hydrozespołów)

Wykres 18. Czas wykorzystania mocy zainstalowanej poszczególnych turbin (hydrozespołów)
Moc zainstalowana – suma mocy czynnych znamionowych wszystkich generatorów zainstalowanych w elektrowni.
Czas wykorzystania mocy zainstalowanej – iloraz wartości produkcji rocznej energii elektrycznej (A) i mocy zainstalowanej Ninst,
obliczamy wg wzoru: T = A / Ninst, [h].

Wykres 19. Produkcja energii elektrycznej w latach hydrologicznych (XI-X) w MWh/rok

Wykres 19. Produkcja energii elektrycznej w latach hydrologicznych (XI-X) w MWh/rok

Wykres 20. Produkcja energii elektrycznej w latach kalendarzowych (I-XII) w MWh/rok

Wykres 20. Produkcja energii elektrycznej w latach kalendarzowych (I-XII) w MWh/rok
Zerowy rok przyjęto dla miesięcy XI i XII.

Wykres 21. Porównanie produkcji energii elektrycznej w latach hydrologicznych i kalendarzowych w MWh/rok

Wykres 21. Porównanie produkcji energii elektrycznej w latach hydrologicznych i kalendarzowych w MWh/rok

Wykres 22. Histogram miesięcznej produkcji energii elektrycznej

Wykres 22. Histogram miesięcznej produkcji energii elektrycznej

Wykres 23. Histogram rocznej produkcji energii w miesiącu I

Wykres 23. Histogram rocznej produkcji energii w miesiącu I

Wykres 24. Histogram rocznej produkcji energii w miesiącu VI

Wykres 24. Histogram rocznej produkcji energii w miesiącu VI
Ze względu na ograniczoną ilość danych nie uzyskano dokładniejszych histogramów, jak przedstawiono poniżej:

Wykres 24. 1) i 2) Histogram produkcji energii elektrycznej wybranych miesięcy

Wykres 24. 1) Histogram produkcji energii elektrycznej wybranych miesięcy Wykres 24. 2) Histogram produkcji energii elektrycznej wybranych miesięcy


Wykres 25. Histogram rocznej produkcji energii elektrycznej

Wykres 25. Histogram rocznej produkcji energii elektrycznej
Ze względu na ograniczoną ilość danych nie uzyskamy dokładniejszego rozkładu histogramu.

Wykres 26. Analiza produkcji trzech miesięcy

Wykres 26. Analiza produkcji trzech miesięcy
Analiza wykorzystywana np. do wykonywania prognoz (m.in. uczenia sztucznych sieci neuronowych).


Hydrologiczna i techniczna analiza powinna być uzupełniona ujęciem ekonomiczno-finansowym.
 W analizach przepływów pieniężnych stosuje się często pojęcie skumulowanego przepływu pieniądza (cumulative cash flow - CCF) obliczanego jako suma wszystkich przepływów pieniężnych dla poszczególnych lat w danym okresie analizy. Przepływ pieniężny w roku bazowym (zerowym) jest równy wartości końcowej poniesionych nakładów inwestycyjnych. Przepływy pieniężne mogą być dodatnie (cash inflow CIF) lub ujemne (cash outflow COF).   Przepływy pieniężne dobrze obrazują inwestorowi spodziewane efekty finansowe w okresie analizy.  Analiza wrażliwości - inflacja, - prognozy dot. spłaty kredytów (np. WIBOR, kredytu lombardowego, stopy redyskonta weksli itd.). - podatek, - prognozy cen energii, paliw, kosztów, - szacowana produkcja (zużycie paliw) 

Polecamy przykład analizy produkcji energii w MEW:

Nasze referencje
Obiekty naszych analiz, badań i ekspertyz
sklep.informs.pl

NapLin DXF 2.5 program do obliczania zwisów, odległości i naprężeń: eksport do DXF, pełzanie i dodatkowy zwis, tablice montażowe z przeprężeniem, regulacja zwisów przewodów w sekcji – szybkie generowanie dokumentacji projektowej do programów: AutoCAD (.dxf), Excel i Word.

Więcej...