CC BY
21
Some Aspects of Micro-HPP Utilization in the Republic of Moldova
Ambros T., Ursatii N.
Technical University of Moldova Chisinau, Republic of Moldova
Abstract. The hydrografic network in the Republic of Moldova and some historical aspects of micro-Hydro Power Plants (mHPP) on the country territory have been described. There are presented some models of micro hydro damless samples developed by the Technical University of Moldova. Keywords: micro-hydro power plant, dam, river, water, mill, generator, multiplier, energy.
Unele aspecte privind istoria MCHE din Republca Moldova Ambros T., Ursatii N.
Universitatea Tehnica a Moldovei Chi§inau, Republica Moldova Abstract. in lucrare este descrisa reteaua hidrografica din Republica Moldova §i unile aspecte istorice a utilizarii microcentralelor hidroelectrice (MCHE) pe teritoriul tarii. Sunt prezentate machete de microhidrocentrale, care nu necesita baraje, elaborate in cadrul Universitatii Tehnice a Moldovei. Cuvinte-cheie: microcentrala, baraj, rau, apa, moara, generator, multiplicator, energie.
Некоторые аспекты истории использования микроГЭС в Республике Молдова
Амброс Т., Урсатий Н.
Технический Университет Молдовы Кишинэу, Республика Молдова Aннотация. В работе приводятся данные о гидрологии Республики Молдова и некоторые аспекты исторического развития микроГЭС в стране. Представлены также макеты образцов бесплотинных микроГЭС, разработанных Техническим университетом Молдовы.
Ключевые слова: микроэлектростанция, плотина, река, вода, мельница, генератор, повышающий редуктор, энергия.
1. Introducere
Omul, in ultimul secol, a obtinut progrese tehnice uimitoare §i a inceput sá modifice creatia naturii. De exemplu: schimbarea directiei de curgere a raurilor, constructia de hidrocentrale cu lacuri de acumulare cu suprafete imense. Pe aceste suprafete s-ar cultiva atatea cereale, incat paiele arse ar produce tot aceea§i cantitate de energie cat §i hidrocentrala respectivá.
In acest context trebuie sá fim vigilenti, pentru a nu permite asemenea lipsá de responsabilitate §i indiferentá. Republica Moldova nu are alte rauri mari decat Nistru §i Prut, pe care le impart cu vecinii.
Reteaua republicaná hidrograficá include peste 3000 de rauri §i raulete, dintre care 10 au lungimea de peste 100 km. Principalele rauri sunt Nistru (1352 km, pe teritoriul Republicii Moldova - 657 km), Prut (976 km, pe teritoriul Republicii Moldova - 695 km), Ráut (286 km), Cogalnic (243 km, pe teritoriul Republicii Moldova - 125 km), Bic (155 km), Botna (152 km).
Pe teritoriul Moldovei din stânga Prutului §i dreapta Nistrului a fost folosità cu succes energia potentialà §i cineticà a apei râurilor, càderilor naturale §i artificiale, fiind folosite în instalatiile de prelucrare a productiei §i pentru irigatie localà. Morile de apà erau executate de meçteri locali sau importate.
Primele hidroagregate pentru producerea energiei electrice pe teritoriul Republicii Moldova au fost instalate în perioada interbelicà pe râuri mici.
De exemplu, pe râul Ciuhur functiona o microcentralà hidroelectricà (MCHE), care producea 30 kW, utilizatà pentru iluminarea localitàtilor. Aceasta functiona §i în regim de moarà cu 2 pietre, cu o capacitate de 3 tone fàinà pe orà figura 1.
Dupà al doilea ràzboi mondial (în anii 1948 -1949) s-au restabilit pe afluentii Nistrului Camenca §i Beloci (fig 2) (la Vadul Turcului) douà MHCE, care au functionat anterior: una avea puterea instalatà de 57kW §i H = 9m; a doua avea puterea instalatà de 32 kW §i H = 7m. De la
aceste MHCE se alimentau consumatorii aflati în raza de pânà la 5 - 7 km.
------- m m------1. ->TT
Fig. 2. Ràmàçitele minihidrocentralei Beloci azi
În a. 1947 s-a început constructia MHCE pe râul Ràut pentru alimentare cu energie electricà a comunelor:
Roçieticii Vechi §i Noi, Târa, Alexeevca, Nicolaevca (Floreçti), Tareuca.
MHCE Vadul Turcului, Beloci, Camenca nu functionau la putere nominalà din cauza lipsei debitului de apà.
Pe râul Cubolta, în comuna Cubolta, a fost construità o microhidrocentralà (fig. 3) care a functionat pânà în anii 80 ai secolului trecut.
Fig. 3. Ràmâçitele microhidrocentralei Cubolta
Microhidrocentrale cu puteri de pânà la 100 kW erau amplasate §i în alte locuri pentru diferite utilizàri.
Dupa 1947 s-a început constructia MHCE cu aplicarea rotilor hidraulice, turbinelor axiale §i orizontale. Pe râul Nistru s-a propus instalarea hidroagregatelor plutitoare de-a lungul malurilor, pentru transformarea energiei cinetice a apei, fara baraje.
În perioada respectiva guvernul a adoptat o decizie de a construi pe râurile mici 13 MHCE. Acestea fiind propuse de a asigura cu energie electrica diferite maçini §i mecanisme utilizate în gospodariile individuale §i colective.
La începutul anilor 60 a fost începuta constructia MHCE rurale cu puterea de peste 100 kW. Prima MHCE de acest tip a fost data în exploatare în anul 1953 la Brânzeni pe râul Raut cu puterea de 126 kW. Energia produsa se utiliza pentru treieratul cerealelor, pentru lucrari de irigare a terenurilor agricole, pentru radio, cinema.
În anul 1954 a fost data în exploatare MHCE cu puterea 150 kW construita la Cazàneçti (fig 4). Energia electrica era folosita de consumatori din mai multe comune din jur, însa aceasta nu a functionat mult timp.
Fig. 4. Minihidrocentrala de la Càzàneçti
La initiativa CT§ „Hidrotehnica" §i sustinerea Ministerului Energeticii, cu ajutorul ISPH Bucure§ti a fost executat un proiect de reabilitare a MHCE Cázane§ti. Deoarece lacul de acumulare nu a fost curátat, MHCE a fost stopatá §i barajul distrus.
Aceea§i situatie se observá §i la MHCE din comuna Piatra/Jeloboc - Furceni (fig. 5), unde erau instalate 2 hidroagregate a cate 90 kW putere flecare. Barajul ín mare parte §i cládirea partial sunt distruse.
In total pe raul Ráut se prevedea sá fie construite 17 minihidrocentrale cu putere íntre 100 §i 500 kW, inclusiv la Prajila, Flore§ti, Prodáne§ti, Domulgeni §i alte localitáti, care trebuiau sá asigure cu energie electricá cincizeci de gospodárii din jur.
Fig. 5. Minihidrocentrala din comuna Piatra
In anii 1950 - 1956 se prevedea constructia a 27 de microhidrocentrale pe raurile: Racovat, Ciuhur, Vilia, Cubolta, Cainari la Macarovca (Drochia); Trifane§ti (Flore§ti); §i in multe alte localitati. Eficienta era redusa §i modul de constructie a MHCE era depart, acestea nu puteau concura cu CTE §i CHE de mare putere, la care pretul unui kWh era foarte redus (3 kopeici).
Actualmente, in Republica Moldova energia hidroelectrica este produsa de doua hidrocentrale: CHE Dubasari (fig. 6) cu o capacitate de 48 MW §i CHE Stanca-Coste§ti cu o capacitate de 16 MW.
Fig. 6. CHE Dubâsari
În anul 2001 la CHE Stânca-Costeçti (fig 7) sau produs 64.103 MWh energie electricâ sau 6,1 % din producerea republicanâ de energie electricâ.
Au fost puse în exploatare câteva MHCE construite de producâtori individuali §i agenti economici. Toate sunt amplasate pe baraje deja existente ale lacurilor de acumulare tabelul 1.
Fig. 7. CHE Stânca-Costeçti
TABELUL I. Microhidrocentrale CONSTRUITE DE PRODUCÂTORI INDIVIDUALI
Locali-tatea Barajul (Râul) Tip Putere, kW Proprietar
Corjeuti Corjeuti (Lopatnic) Roatä de apä 27 SRL
Värvä-reuca Värväreuca (Räut) Roatä de apä 2x30 SRL
Târnova Târnova Turbinä axialä 2x5 CT§ „Hidro- tehnica"
Vatra Vatra(Bâc) Turbinä axialä 2x22 SRL
În 1958, a început sä functioneze prima hidrocentralä electricä pe Nistru, la Dubäsari. Încâ la etapa de proiect, ecologiçtii §i-au exprimat îngrijorarea. Dar erau vremuri grele, de dupä räzboi, satele trebuiau sä fie asigurate cu energie electricä, economia agrarä înapoiatä a Moldovei avea necesitate de energie electricä ieftinä pentru dezvoltare. Rezolvarea problemelor economice §i sociale a fost mult mai importantä §i necesarä decât cea ecologicä.
În 1986, la Novodnestrovsk, regiunea Sokiryanskaya din Ucraina, a început sä functioneze a doua statie hidroelectricä. Pentru umplerea rezervorului din Novodnestrovsk, mai jos de hidrocentrala electricä, în satul Naslavcea, raionul Ocnita, Republica Moldova, a fost construit un baraj de retinere a apei, dupä care s-a format un alt rezervor pentru pomparea apei în rezervorul superior al hidrocentralei electrice (fig. 8).
De fapt, tot cursul de mijloc al Nistrului a devenit un lac imens cu o încetinire treptatä a curgerii de la Naslavcea la Dubäsari. Apa rece de pe segmentul Naslavcea-Soroca a afectat imediat componenta faunei piscicole din aceastä regiune.
În prezent pe segmentul Novodnestrovsk-Naslavcea al fluviului Nistru se efectueazä constructia unei centrale hidroelectrice de
acumulare prin pompare. Aceste lucrári au demarat incá in anii '80 ai secolului trecut, mai apoi intrerupte pentru o lungá perioadá §i reluate in 2002. Pe malul drept este in curs de constructie un lac de acumulare. Conform proiectului, lacul va avea o suprafatá de circa 2 km pátrati §i un volum de 40 mln. m3. Savantii prezic mari pierderi de apá din cauza evaporárii.
Fig. 8. Nodul hidroenergetic Sochireni-Naslavcea
Altá hidrocentralá este planificatá de a fi construitá pe raul Ráut (s. Trebujeni, r-ul Orhei) cu puterea de 1.2 MW, finantatá din creditele acordate de guvernul Poloniei.
Pentru a solutiona problema energiei electrice ín pliná concordantá cu problemele ecologice, ín fata speciali§tilor, savantilor-ingineri §i ecologi§ti a fost pusá problema colaborárii. Din cauza dificultátilor provocate de microcentralelor cu baraje nu trebuie de renuntat la constructia acestora. Este necesar de a cáuta noi cái de a folosi energia prezentá ín scurgerile de apá, fárá a dáuna mediului ínconjurátor figura 9.
Fig. 9. Instalatie plutitoare hidroenergeticä pe r.Prut (Stoianeçti, r.Cantemir) pentru pomparea apei în lac.
Reie§ind din cele mentionate, azi, UTM a gásit solutii originale de a folosi mi§carea cineticá a apelor raurilor. Sub conducerea academicianului I. Bostan au fost elaborate machete §i exemplare reale de microhidrocentrale (fig 10), care nu necesitá baraje. Aceste microhidrocentrale se instaleazá in locurile unde viteza apei este mai mare.
Fig. 10. MHCE elaborate la UTM
Unul din motivele de bazä de reducere a eficientei producerii energiei electrice de MHCE cu generatoare electrice de constructie clasicä a fost §i este prezenta multiplicatorului dintre turbina de apä §i generatorul electric. Viteza unghiularä a acestor turbine hidraulice este redusä. Petru a exclude multiplicatorul dintre turbinä §i generatorul electric pot fi folosite generatoare electrice de turatie micä.
Catedra de Electromecanicä §i Metrologie a elaborat machete §i exponate functionale de generatoare electrice de turatie redusä. În cadrul catedrei de Electromecanicä, UTM, conform proiectului institutional dedicat elaborärii generatoarelor electrice pentru MHCE, s-a elaborat mostra unei MHCE cu utilizarea unui
generator cu flux magnetic axial §i magneti permanenti figura 11.
In baza calculelor realizate a generatoarelor-mostre axiale (cu puterea 0,3 - 5 kW) cu magneti permanenti, s-a demonstrat cà randamentul instalatiei creçte datorità excluderii multiplicatorului §i a pierderilor electrice din înfàçurarea de excitatie.
Catedra de Electromecanicà a elaborat constructia §i calculul generatoarelor cu flux magnetic axial (fig. 12), care pot fi antrenate de orice tip de turbinà la turatii mici fàrà multiplicator.
V W * t <x V * V.
Fig. 11. Generator cu magneti permanenti
I
mi
Fig. 12. Modele de generatoare cu flux magnetic axial elaborate în cadrul catedrei
Fig. 13. Mostrà experimentalà de MHCE si generatoare axiale
La dimensiuni rationale puterea MHCE poate sà atingà 10 - 40 kW. Potentialul energetic al unei MHCE se estimeazà aproximativ la 350 MWh. Aceasta ar permite economisirea aproximativ a 100000 m3 de gaz natural etc.
Concluzii
Reieçind din cele expuse putem mentiona cà Republica Moldova are un potential hidroenergetic satesfàcàtor. Valorificarea acestui potential poate fi realizat prin folosirea microhidrocentralelor pe ràurile din tara, care urmeazà sà contribuie la dezvoltarea regionalà §i localà.
Pentru a nu modifica creatia naturii, este necesar de a evita constructia barajelor, prin urmare energia cineticà a râului poate fi utilizatà folosind turbine de curenti de apà, propuse de UTM. Acest gen de turbine se instaleazà uçor, se opereazà simplu §i costurile de întretinere sunt convenabile.
Bibliografie [References]
[1] T. Ambros, V. Arion, A. Gutu, I. Sobor, P. Todos, D. Ungureanu. Surse regenerabile de energie, Editura „Tehnica-Info", Chiçinàu 1999.
[2] T. Ambros, A. Câmpeanu, L. Iazlovetchi. Generator sincron axial pentru minihidrocentrale, Energetica, 2004, nr.1, pp.33 - 35.
[3] T. Ambros, L. Iazlovetchi, M. Burduniuc. Synchronous generator with permanent magnets, A
Patra Conferinta International de Sisteme Electromecanice §i Energetice, Chi^inäu, 2003.
[4] T. Ambros §.a. Studiul asupra determinärii potentialului hidroenergetic al bazinului Räut §i
relevarea posibilitätilor de reconditionare a MCHE din acest bazin.
Despre autori.
Ambros Tudor - profesor universitar, doctor habilitat in ¡jtiinte tehnice, membru de onoare a Academiei de §tiinte Tehnice din Romania. Domeniile de activitate: reglarea tensiunii in generatoarele asincrone cu autoexitatie, motoare asincrone submersibile §i ermetizate, ma§ini electrice cu flux magnetic axial, generatoare sincrone cu magneti permanenti pentru surse neconventionale de energie, campul magnetic terrestru.
