�ݺ�ߣ

Hidroelektrik Enerji
Suyun, potansiyel enerjisinin kinetik enerjiye
Video

17,60%
82,40%
Avrupa Teknik Hidroelektrik Potansiyeli

Küçük Ölçekli Hidroelektrik Santraller ve Tasarım Esasları

23%
77%
Kurulu Güç Kullanılmayan Teknik Potansiyel

• ( 0 30 m)
• ( 30 300 m)
• ( > 300 m)
(ESHA, 2004)

• Biriktirmeli Tesisler
• Pompaj Biriktirmeli Tesisler
•

Pompaj Biriktirmeli Tesisler
•

•
•
•
• Zemin
•
•
•
• Maksimum ve Minimum
Debiler
• Zemin Durumu
•
• Maliyet

min (mm)
80 - 100 Havuz gereksiz olabilir.
100 - 120 0,6
200 - 300 0,5
300 - 500 0,3
500 - 1000 0,1

Giderilmesi tanenin
0,15 < D < 1,5 𝑤 =
100
9𝐷
1 + 157𝐷3 − 1
D > 1,5 𝑤 = 110 𝐷
[ESHA 2004, Sayfa 122 / Denklem (5.8)]Video

𝑉 = ∝ 𝐷
D > 1 36
1 > D > 0.1 44
0.1 > D 51
(Mosonyi, 1963)

𝐿 =
𝑉 × ℎ
3
2
𝑊 × ℎ
1
2 − 0.132𝑉
𝐵 =
𝑄 𝑑𝑒𝑠𝑖𝑔𝑛 × 𝑡 𝑑
𝐿 × ℎ

•
𝑄 =
𝐴𝑅2 3 𝑆1 2
𝑛
=
𝐴5 3 𝑆1 2
𝑛𝑃2 3
𝑆 =
𝑄𝑛𝑃2 3
𝐴5 3
2
=
𝑄𝑛
𝐴𝑅2 3
2
n
V
S
A 2)
P
R m)
(ESHA, 2004)

•
(ESHA, 2004)
n
Toprak Kanallar 0,016 - 0,020
0,022 - 0,030
0,022 - 0,033
Kaya 0,025 - 0,045
n
Beton 0,013 - 0,017
0,012 - 0,015
Taban Malzemesi
Kumlu toprak 0,30 - 0,60
Sert toprak 0,90 - 1,10
Kil zemin 0,90 - 1,15
1,20
Bozuk kaya 1,50
Masif kaya 4,00
2,50
4,00
Beton 6,00
10,00
(Mosonyi, 1963)

•
• Dolu Savak
• Dip Savak
•
•
•

• ℎℎ𝑝 ≥ 1,1
𝑉2
2𝑔
• ℎℎ𝑝 ≥ 1 + 𝐷
D : )
V : 2)

Cebri Borular
tesisleridir.
2011)

Pelton Francis Kaplan
•
•
•
•
•
• Orta Debi
•
•
•

•
• Debi
•
• Kavitasyon Sorunu
• Maliyet

Ekim - Mart Nisan -
200% 200%
60-100% 60-100%
40% 60%
30% 50%
20% 40%
Orta 10% 30%
10% 10%
< 10% < 10%

0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
6,50
7,00
7,50
8,00
8,50
9,00
9,50
10,00
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Debi(m3/s)
Debisi : 4,75 m3/s
: 0,55 m3/s
Cansuyu Debisi : 0,182 m3/s

𝑄 = 𝐵 × 𝐶 𝐷 × 𝐻
3
2 × 2𝑔
4,75 = 𝐵 × 0,494 × 0,5
3
2 × 2 × 9,81
𝑩 = 6,14 𝒎
Q = 4,75 m3/s =
CD = 0,494 =
H = 0,5 m =

Q = 8,35 m3
y1
𝑉1 =
𝑄
𝐴
=
8,35
6,14 × 0,5
= 2,72
𝑚
𝑠
𝐹𝑟1 =
𝑉1
𝑦1 × 𝑔
=
2,72
0,5 × 9,81
= 1,23
𝑦2
𝑦1
=
1
2
−1 + 1 + 8𝐹𝑟1
2
𝑦2
0,5
=
1
2
−1 + 1 + 8 × 1,232 → 𝑦2 = 0,65 m

Tarihi
Safranez 1927 5,2y2 3,38
Bakhmeteff-Matzke 1933 5(y2-y1) 0,75
Smetana 1934 6(y2-y1) 0,9
Page 1935 (5 ~ 6)y2 3,25 ~ 3,9
Bradley ve Peterka 1957 6y2 3,9

𝑤 =
100
9𝐷
1 + 157𝐷3 − 1 [ESHA 2004, Sayfa 122 / Denklem (5.8)]
w =
100
9×0,3
1 + (157 × 0,33) − 1 = 47,74 mm/s
Vt = α D (Mosonyi, 1963)
Vt = 44 0,3 = 24,1 cm/s

𝐿 =
𝑉𝑡 × ℎ
3
2
𝑊 × ℎ
1
2 − 0.132 𝑉𝑡
𝐿 =
0,241 × 2,0
3
2
(0,04774 × 2,0
1
2) − (0,132 × 0,241)
= 19,09 𝑚
Vt = 0,241 m/s
w = 0,047 m/s
h = 2,0 m
L = 32 m

𝑄 = 𝐵 × ℎ × 𝑉𝑡 (
B =
𝑄
ℎ×𝑉𝑡
=
4,75
2×0,241
= 9,85 𝑚
Q : Debi (m3/s)
B )
Vt

𝓁 =
𝐵−𝐵′
2 tan 𝛼
<
𝐿
3
° (
𝓁 =
9,85−𝐵′
2 tan 12
<
32
3
𝓁 = 10,46 m

0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
Debi(m3/s)
3/s

Veriler
Qdesign(0,25) 2,54 m3
/s
n 0,013 (Beton Kaplama)
1573,50 m
1572,75 m
2900 m
Kanal Kesit Tipi
hpc,min 1,50 m
hfreeboard 0,10 m
Vpc,min 0,50 0,75 m/s
Vpc,max 6,0 m/s
𝑄 𝑑𝑒𝑠𝑖𝑔𝑛 =
1
𝑛
× 𝑅
2
3 × 𝐽
1
2 × 𝐴
2,54 𝑚3
𝑠 =
1
0,013
×
2ℎ2
4ℎ
2
3
×
0,75
2900
1
2
× 2ℎ2
ℎ = 1,20 𝑚 < ℎ 𝑝𝑐,𝑚𝑖𝑛 = 1,50 𝑚

ℎ 𝑝𝑐,𝑚𝑖𝑛 = ℎ = 1,50 𝑚 olarak hesaplama ;
1
𝑛
× 𝑅
2
3 × 𝐽
1
2 × 𝐴 =
1
0,013
×
1,5𝐵
3+𝐵
2
3
×
0,75
2900
1
2
× 1,5𝐵 = 2,54 𝑚3
/𝑠
pc,design ;
h = 1,54 m > ℎ 𝑝𝑐,𝑚𝑖𝑛 = 1,50 𝑚
B = 1,95 m olur.
1
𝑛
× 𝑅
2
3 × 𝐽
1
2 × 𝐴 =
1
0,013
×
1,90ℎ
2ℎ+1,90
2
3
×
0,75
2900
1
2
× 1,90ℎ = 2,54 𝑚3
/𝑠

hpc,design = h + hfreeboard = 1,54 + 0,1 = 1,64 m
𝑉𝑝𝑐 =
𝑄 𝑑𝑒𝑠𝑖𝑔𝑛
𝐵 𝑝𝑐,𝑑𝑒𝑠𝑖𝑔𝑛×ℎ 𝑝𝑐,𝑑𝑒𝑠𝑖𝑔𝑛
=
2,54
1,64×1,90
= 0,810
𝑚
𝑠
Vpc,min < Vpc < Vpc,max

ℎℎ𝑝 ≥ 1,10
𝑉2
2𝑔
= 1,10
2,54
𝜋
4 0,62
2
2 × 9,81
= 4,52 𝑚
ℎℎ𝑝 ≥ 1 + 𝐷 = 1,81 𝑚
𝒉 𝒉𝒑 ≥ 𝟒, 𝟓𝟐
Q : Qdesign(0,25) : 2,54 m3/s

𝐽 × 𝐿 = 0,04 × 𝐻 𝑁 = 12 → 𝐽 = 0,029268
𝑄 =
1
𝑛
× 𝑅
2
3 × 𝐽
1
2 × 𝐴 = 2,54 =
1
0,012
×
𝐷
4
2
3
× 0,029268
1
2 ×
𝜋𝐷2
4
Q : Qdesign(0,25) : 2,54 m3/s

𝑁 =
𝐿𝑉0
𝑡𝑔𝑃0
2
=
𝟒𝟏𝟎×(
𝟐,𝟓𝟒
𝛑×𝟎,𝟖𝟏𝟐 𝟐
𝟒
𝟐×𝟗,𝟖𝟏×𝟑𝟎𝟎
2
= 0,118 [ESHA 2004, Sayfa 144 / Denklem (5.26)]
∆𝑃 = 𝑃0
𝑁
2
±
𝑁2
4
+ 𝑁 = 300
0,118
2
±
0,1182
4
+ 0,118 = 122,26
𝑡𝑜𝑛
𝑚2
[ESHA 2004, Sayfa 144 / Denklem (5.25)]
P0
P1
𝑃1 = 𝑃0 + ∆𝑃 = 300 + 122,26 = 422,26
𝑡𝑜𝑛
𝑚2
= 42,23
𝑘𝑔
𝑐𝑚2

f : .
𝜎𝑓
∗
= 400 𝑀𝑃𝑎
𝜎𝑓 = 𝜎𝑓
∗
− 0.32𝜎𝑓
∗
= 248 𝑀𝑃𝑎 = 2528.9 𝑘𝑔/𝑐𝑚2
olarak bulunur.
𝑒 =
𝑃1 × 𝐷
2 × 𝜎𝑓 × 𝐸 𝑤
+ 𝑒 𝑥 =
42,23 × 81,2
2 × 2528,9 × 0,75
+ 0,1 = 1,00 𝑐𝑚 = 10 𝑚𝑚
e [ESHA 2004, Sayfa 141 / Denklem (5.19)]
emin .
Ew
emin = 2,5 x D + 1,2 = 3,22 mm < edesign = 10 mm

𝑐 =
𝑀
𝜌
1 +
𝑀 ∙ 𝐷
𝜀 ∙ 𝑒
=
2,1 × 109
103
1 +
2,1 × 109 × 812
2,1 × 1011 × 10
= 1076,54 𝑚 𝑠
c :
𝑇 = 2𝐿
𝑐 = 410 × 2
1076,54 = 0,761 𝑠 𝑇 < 𝑡 𝑠 < 10𝑇 ✓
[ESHA 2004, Sayfa 143 / Denklem (5.22)]
𝜀
𝜌

𝑇 < 𝑡 𝑠 < 10𝑇 yukarda Allievi denklemine
hesaplamalar . Buna cebri borunun 0,812 m, ise 10
mm olarak kabul .

Veri Birim
EnerjiModeli
Sistem
Karakteristikleri
m 300
Maksimum Kuyruk Suyu Etkisi m 0
m3/s 2,54
% 6
% 95
% 1
% 2
% 3
- 1
Hidroloji
Hidroloji Analizi
Proje Tipi - Run-of-river
m3/s 0
% 25
-
Merkezi

Maliyet Analizi
• Pelton maliyet analizi tesisin
maliyeti olarak 11,7 milyon USD ve maliyeti
104 bin USD olarak belirlenen hidroelektrik santralin 4,6 kendini
amorti ve bu zamandan sonra kar etmeye
.

Maliyet Analizi
Veri Birim Değer
Döviz Kuru $ / CAD 1,14
Soğuk İklim Evet / Hayır Hayır
Seçilen Sınıf - Küçük
Mevcut Baraj Evet / Hayır Hayır
Yeni Baraj Kret Uzunluğu m 0
Su Alma Kayıpları % 2
Erişim Yolu Gerekli mi ? Evet / Hayır Evet
Uzunluk km 5
Şantiye Yolu mu ? Evet / Hayır Evet
Arazi Güçlüğü - 4
Tünel Gerekli mi ? Evet / Hayır Hayır
Kanal Gerekli mi ? Evet / Hayır Evet
Kaya Üzerinde Uzunluk m 1450
Cebri Boru Gerekli mi ? Evet / Hayır Evet
Uzunluk m 410
Cebri Boru Sayısı Cebri Boru 1
İzin Verilen Yük Kaybı % 4
Malzeme Ocağına
Güzergah Uzunluğu
km 5
Enerji Nakil Uzunluğu km 5
Arazi Güçlüğü - 1,5
Voltaj kV 33
Faiz Oranı % 0,6
Veri Birim
-
Kanada
- 1
Kanada
- 1
Kanada
- 1
- 1

�ݺ�ߣ

Küçük Ölçekli Hidroelektrik Santraller ve Tasarım Esasları

More Related Content

Küçük Ölçekli Hidroelektrik Santraller ve Tasarım Esasları