Energia micro-hidro - Viitorul electricitatii

Energia micro-hidro

1.Introducere

De sute de ani, oamenii au folosit apa pentru a obtine energie. In dorinta de a gasi noi surse de energie pentru a inlocui combustibilii fosili (carbunele, petrolul si gazele naturale), ei si-au indreptat atentia catre mai multe moduri de a folosii resursele inconjuratoare.

Desi apa este substanta din care se extrage energia, apa in sine nu este o sursa de energie. De fapt, sunt fortele naturale ale soarelui, lunii si vantului care inmagazineaza energia in apa pentru ca oamenii sa o poata elibera.

2.Energia apei curgatoare hidroelectricitatea

Cea mai spectaculoasa dintre sursele de energie cu caracter 'aleatoriu' este APA.

Inca din anul 300 i. e.n, morile de apa au fost folosite de greci si romani pentru a zdrobi, a macina si iriga. Primele roti de apa de la mori au folosit pur si simplu cursul apei (caderea apei) unui rau pentru a le inverti. Dar in curand a fost clar ca mult mai multa energie putea fi produsa daca apa curgea din parte de sus a rotii si daca ea cadea de la o distanta considerabila.

Prin sec al XIX lea, roata Pelton, turbina Koplan si alte dispozitive au fost modificate pentru a corespunde unor debite si caderi diferite ale apei.

Descoperirea electricitatii a deschis noi posibilitati pentru folosirea energiei apei. Turbinele au putut fi pur si simplu atasate generatoarelor de electricitate pentru a produce flexuri constante si de incredere. Astfel, hidroelectricitatea a aparut ca o sursa valoroasa de electricitate.

Multe tari cu cascade inalte si munti abrupti au gasit foarte atractiva hidroelectricitatea.

Prin anul 1897, erau aproximativ 300 de instalatii hidroelectrice din toata lumea.

Hidroelectricitatea a devenit modul universal de castigare a energie prin curgerea apei.

Centralele hidroelectrice, pe care le avem in vedere in legatura cu caracterul aleatoriu, din tarile avansate industrial si nu numai au fost construite in toate locurile unde existau posibilitati. Este recunoscuta centrala hidroelectrica de la Niagara (47 m inaltime cadere de apa), care reprezinta, in afara de o exemplificare viabila a unei astfel de centrale, si un obiectiv turistic de mare interes. Apa este considerata aici ca o sursa alternativa de energie, lucru evidentiat mai ales in tarile industrializate.

In emisfera de sud a globului exista mai multe regiuni unde asemenea centrale ar fi posibile si de care se poate profita, poate chiar dupa anul 2004.

Centralele hidroelectrice situate in special in regiunea de nord a globului sunt surse importante de energie si depind de clima si de regimul ploilor din zona care este variabil de la un an la altul. Productia lor de energie electrica este variabila cantitativ, depinzand de capriciile vremii, si poate fi utilizata pentru a satisface in special variabilitatea cererii de energie electrica. Astfel, ele au un scop de modulare a productiei energetice, conform cererii locale.

Exista studii in literatura de specialitate care afirma ca, in secolul nostru (XXI), productia de energie hidroelectrica va fi plafonata si altele care considera ca ar reprezenta o solutie de rezolvare a cerintelor energetice in conditiile unui sistem energetic planetar (Dimo, 1988; Banfi et al, 2002).

Dar chiar si tarile care dispun de suficiente surse de energie (de exemplu: combustibili fosili) inca gasesc atractiva constructia de centrale hidroelectrice. Acest lucru este evidentiat de numarul barajelor si locul unde sunt situate, lucru care garanteaza posibilitatea de rezolvare a cerintelor energetice folosind aceasta sursa: 3197 in SUA, 1874 in Japonia, 436 in Anglia, 433 in India, 373 in Canada, 357 in Italia, 335 in Spania, 277 in Franta, 230 in Australia, 168 in Africa de Sud, 139 in Mexic, 100 in Suedia, 67 in Germania, 60 in Iugoslavia, 59 in Polonia, 54 in Rusia, 31 in Finlanda, 28 in Turcia, 25 in Zimbabue, 17 in Columbia si 2 in Ghana.

In unele tari, energia electrica obtinuta in centralele hidroelectrice asigura un procent de peste 90 % din consumul total energetic (de exemplu: in Norvegia 99 % din consumul total, in Brazilia 92 %, Canada 71 % etc.).De asemenea, in ceea ce priveste Rusia, se poate remarca existenta unor lucrari remarcabile pe cursurile de apa. Rusia dispune de alte abundente surse de energie, dar ideea constructiei de noi hidrocentrale este agreata si aceasta in principal din urmatoarele motive:

se elimina o parte din folosirea carbunelui, considerat 'murdar si poluant';

reinnoirea continua a apei si

pretul de cost mic al energiei electrice obtinute.

Din toate sursele de energie regenerabile, aceasta a fost cel mai mult folosita, desi in ultima vreme punerea in aplicare a unor programe hidroenergetice din tari in curs de dezvoltare a fost temporizata sau din motive financiare si sociale, sau ecologice. Numai o mica parte din potentialul hidroenergetic din tarile in curs de dezvoltare este utilizat: 5 % in Africa, 8 % in America Latina, 9 % in Asia. China a captat cca. 10% din potentialul sau exploatabil de 378 GW, cel mai mare din lume. Studiile arata ca resurse hidroelectrice neexploatate estimate la 225 GW si chiar posibile 293 GW exista in Africa. Dintre acestea mai putin de 110 GW sunt considerate a fi economic exploatabile.

Europa si America de Nord sunt singurele regiuni unde se constata o puternica dezvoltare a energiei hidroelectrice. In tarile industrializate se foloseste o parte mai mare a potentialului hidroenergetic - 26 % - in tarile membre ale Organizatiei pentru Cooperare si Dezvoltare Economica si 52 % Tn S.U.A.

Potentialul hidroenergetic In Africa

Cele mai mari instalatii hidroelectrice din lume

3.Producerea propriu-zisa a energiei hidroelectrice

Cand apa curge la vale, ea castiga energie motrica (energie cinetica) si o elibereaza prin caldura cand cursul trece peste pietre si pe cursul apei. Dar de unde vine aceasta energie ? De la soare.

Soarele evapora apa din oceane, lacuri si rauri si duce vaporii de apa sus in atmosfera. Vaporii se racesc si se condenseaza, si apoi cad pe pamant sub forma de ploaie si zapada, alimentand curentii de apa de la munte.

In procesul circulatiei apei in natura, soarele ridica efectiv apa la un nivel coborat la un nivel ridicat. El stocheaza energie in apa, in acelasi mod in care se stocheaza energie intr-o caramida care este ridicata de pe podea pe o masa. Cand apa cade la un nivel mai coborat, energia stocata este eliberata.

Cantitatea de energie eliberata de catre apa in cadere este direct proportionala cu distanta de la care cade (prin dublarea distantei de cadere se dubleaza energia eliberat) si cu cantitatea de apa care curge. Un    volum mare de apa care cade de la o distanta mica sau un volum mic de apa care cade de la o distanta mare, poate produce aceeasi valoare a energiei.

Retelele hidroelectrice pot fi folosite, de asemenea si pentru a stoca electricitate pentru consumul ulterior. Excesul de electricitate de la alte centrale electrice poate fi folosit pentru a pompa apa inapoi in rezervor, in sus. Energia inmagazinata in apa poate fi apoi eliberata cand apa va curge in jos prin generatorul electric. Reteaua Muntilor Inzapeziti a pompat capacitate de stocare.

4. Probleme de mediu si sociale

Avand in vedere ca hidroelectricitatea este o sursa sporita de energie, ea nu genereaza poluare si nu contribuie la efectul de sera.

Totusi, pot fi inundate suprafete mari de pamant atunci cand sunt construite barajele, distrugand habitate naturale, pamanturi cultivate si, in anumite cazuri, chiar inundand orase. Cateodata, temerile comunitatilor pot fi asa de mari incat proiectele sunt oprite. Asa s-a intamplat in Tasmania la mijlocul anilor '80 cand bararea raului Gordon sub raul Franklin a fost oprita din motive de mediu. Barajele se pot mali pentru ca particulele de suspensie din apa raurilor se depun in apa calma a lacurilor de acumulare. Barajul Aswan din Egipt a avut mari probleme de sedimentare (malire), care au redus capacitatea de acumulare a lacului. Fermierii de sub baraj au fost si ei afectati, pentru ca nu au mai beneficiat de inundatiile anuale, care obisnuiau sa depuna sol nou pe terenuri, mentinand astfel fertilitatea.

Apa de la fundul lacului de acumulare este rece si poate avea putin aer dizolvat in ea. Cand se varsa cantitati mari de apa in rauri, pestii pot fi ucisi. O administrare corespunzatoare a eliberarilor de apa poate evita aceasta problema.

5 Viitorul electricitatii

In timp ce exista un mare potential pentru proiecte noi in multe tari in curs de dezvoltare, nu sunt multe proiecte de centrale hidroelectrice mari in tarile dezvoltate. In aceste tari, multe dintre raurile mari si usor accesibile si cu amplasamente corespunzatoare au fost deja barate. Grijile in crestere ale publicului pe tot cuprinsul planetei privind impactul zonelor mari inundate de pamant impotriva noilor retele electrice.

Totusi, interesul este in crestere pentru instalarea de generatoare hidroelectrice in barajele deja existente si in asa zisele retele pe cursuri de apa.

Dezvoltarea tehnicii a condus la fabricarea unei mari varietati de turbine mici cu iesiri mici de cativa Kw. Acestea pot fi instalate cu tulburari minime ale mediului si pot furniza electricitate pentru comunitati mici sau pentru reteaua electrica.

Interesul pentru stocarea hidroelectricitatii produse este de asemenea in crestere. Avand in vedere ca sursele de energie regenerata (cum ar fi vantul) sunt conectate la retea, nevoia de stocare pentru ca cererea si oferta sa corespunda, este in crestere.

Unele sisteme de stocare minimizeaza impactul asupra mediului nefolosind deloc raurile. Un sistem propus in Ohio va folosi pamantul nealocat agriculturii pentru rezervoare instalate sus si terenul unei mine dezafectate pentru rezervoarele instalate jos.

6.Consideratii generate privind performantele hidrocentralelor

Hidrocentralele detin o pondere ceva mai mare din capacitatea instalata a ansamblului uzinelor electrice (peste 33 % adica 21,29.109 MWh/an) si timpul lor de functionare este mai scurt decat cel al termocentralelor; ponderea productiei de electricitate hidraulica din productia totala mondiala este de cca. 21 % .

Primele centrale hidroelectrice au fost construite in epoca 'aburului si a febrei pentru perfectionarea motoarelor cu combustie interna'. Ele au fost construite in Anglia la Godalming (1881) si apoi in SUA (1895) culminand cu hidrocentrala de la Niagara. Dupa aceste reunite, timp de aproape 100 ani, tarile puternic industrializate dispuneau de zone unde se puteau construi baraje, in special in locuri in care combustibilii fosili erau o problema. S-au construit astfel noi centrale hidroelectrice.

Construirea hidrocentralelor necesita nu numai cursuri de ape cu debit mare, ci si caderi mari de ape, o mare capacitate de stocare (baraj si lac de acumulare). Se estimeaza ca potentialul hidroenergetic al cursurilor si caderilor de apa ale planetei noastre este de 3,8.1010 MWh/an, insa conditiile geografice reduc la cca. 45 % potentialul tehnic amenajabil.

Sunt recunoscute trei tipuri de hidrocentrale:

hidrocentrale de cadere mare (peste 200 m) construite in special pe rauri de munte, in general cu debit mic;

hidrocentrale de cadere medie (30-200 m) in general cu un debit mai mare decat cele cu cadere mare, construite in regiuni de munti mai scunzi sau de podis. (de ex.: centralele din Podisul Braziliei, Podisul Boemiei, Masivul Central Francez, hidrocentrala Stejaru de pe Bistrita cu o cadere de 140 m si un debit instalat de 150 m/s);

hidrocentralele cu cadere mica (sub 30 m) la care denivelarea redusa este compensate prin debitul mare al arterelor hidrografice puse in valoare (de exemplu: hidrocentralele de pe Volga, Rin, Dunare - Portile de fier).

Intre marile fluvii ale lumii se remarca printr-un potential tehnic amenajabil deosebit de ridicat fluviile Zair (700.109 kWh/an), Changjiang si Brahmaputra (cu cate 700.109 kWh/an), Parana (174.109 kWh/an), Ienisei (140.109 kWh/an), Columbia (92.109 kWh/an) etc.

Hidrocentralele necesita in general investitei mari care se amortizeaza intr-un timp indelungat, dar cheltuielile de productie sunt neinsemnate, uzinele fiind alimentate de o sursa practic gratuita si inepuizabila de energie. Nu se ridica probleme de poluarea mediului ca urmare a emisiilor de produse poluante si termice.

'Viata teoretica' a hidrocentralelor este de 35-50 ani. Elasticitatea furnizarii energiei, nepoluarea mediului, pretul de cost scazut vor impulsiona puternic valorificarea surselor hidroenergetice mari sau mici.

Producerea energiei hidroelectrice (studiu de caz: ROMANIA)

In cazul Romaniei, centralele hidroelectrice (CHE) reprezinta un producator important de energie electrica. In aceste centrale, prin intermediul turbinelor hidraulice, energia cinetica si potentiala a maselor de apa este transformata in lucra mecanic util si apoi in energie electrica cu ajutorul generatoarelor electrice.

Printre primele amenajari hidroenergetice de la noi din tara se poate mentiona U.H.E. Bucuresti (construita in 1890 pe Dambovita - 530 kW), U.H.E. Sadu I (construita in 1896 - 1050 kW), U.H.E. Sinaia (construita in 1900 - 1000 kW) etc.

Cele mai importante centrale hidroelectrice care functioneaza in tara sunt sintetizate in tabelul:

Principalele hidrocentrale din Romania

Avantajele utilizarii energiei hidraulice pentru producerea energiei electrice sunt urmatoarele:

- energia hidraulica este o sursa inepuizabila, care se regenereaza continuu datorita circuitului permanent al apei in natura;

randamentul de transformare a energiei hidraulice in energie electrica este ridicat, fiind 70 + 85 %, iar tehnologia de transformare a energiei hidraulice in energie electrica este verificata atat pentru amenajari mari, cat si pentru cele mici;

prin amenajarile hidrotehnice legate de transformarea energiei hidraulice in energie electrica se creeaza o serie de facilitati in ceea ce priveste asigurarea cu apa potabila si industriala a unor centre urbane, asigurarea unor debite de apa necesare pentru irigatii, imbunatatirea sau crearea conditiilor de navigatie, atenuare a viiturilor;

energia hidraulica nu este poluanta; realizarea lacurilor de acumulare poate insa perturba echilibrul ecologic.

Totusi, transformarea energiei hidraulice in energie electrica necesita un numar mare de constructii si instalatii hidroenergetice dispuse pe o lungime apreciabila a cursului raului, iar in numeroase cazuri si pe raurile invecinate. Totalitatea constructiilor si instalatiilor care concureaza la transformarea energiei hidraulice in energie electrica constituie amenajarea hidroelectrica.

Pentru a utiliza energia hidraulica este necesar sa se creeze o anumita cadere concentrata sub care sa poata fi utilizat debitul disponibil. Acest lucru se poate realiza in doua moduri care nu se exclud unul pe altul:

ridicarea nivelului in amonte, prin construirea de baraje;

coborarea nivelului in aval.

Principalele elemente ale unei amenajari hidroelectrice

Printre principalele elemente ale unei amenajari hidroelectrice se numara barajele, priza de apa, aductiunile de apa, turbinele hidraulice etc. In continuare, sunt discutate pe scurt rolul fiecarui element in cadrul amenajarii hidroelectrice.

a. Barajele

Barajul are rolul de a crea o parte din cadere prin ridicarea nivelului in bieful superior. Barajele sunt foarte diferite, atat ca inaltime, cat si ca materiale folosite si mod de executie, elemente care sunt in foarte mare masura determinate de natura terenului, de fundatie, conditiile tehnice si economice.

b Priza de apa

Priza de apa are rolul de captare a apei din baraje. Ea se prevede cu un gratar pentru retinerea unor corpuri mari in suspensie, care, in caz contrar, ar putea bloca vana aflata la cativa zeci de metri in spatele gratarului. Spatiul dintre gratare si vana se constituie intr-o camera de decantare unde are loc retinerea aluviunilor, evacuarea acestora facandu-se cu un curent transversal de apa.

Pentru evitarea blocarii prizelor, ca urmare a retinerii de catre gratar a unor corpuri solide, se prevad instalatii mecanice de curatire. De asemenea, pentru a evita blocarea prizei ca urmare a inghetului, se pot prevedea instalatii electrice de incalzire a barelor metalice din componenta gratarului.

c. Aductiunea de apa

Aceasta are rolul de a asigura circulatia apei intre locul de captare (priza de apa) si centrala electrica propriu-zisa.

Pentru centralele hidroelectrice la baraj, aductiunea de apa este foarte scurta si este formata numai dintr-o conducta fortata care face legatura dintre priza de apa si turbinele hidraulice din centrala electrica propriu-zisa (***, 1990).

Pentru centralele hidroelectrice in derivatie, aductiunea cuprinde trei elemente:

canalul de aductiune;

camera de incarcare sau castelul de echilibru;

conductele formate.

d. Turbine hidraulice

Rolul turbinelor hidraulice este acela de producere a energiei electrice. Principalele tipuri de turbine hidraulice folosite in centralele hidroelectrice pot fi grupate in doua categorii:

turbine cu actiune

turbine cu reactiune

Alegerea turbinelor se face functie de cadere si de puterea necesara, de domeniul de folosire si sunt caracterizate de turatia specifica sau rapiditate, R.

Randamentul turbinelor (de exemplu: turbine de tip Francis) este ridicat, depasind 90 %. La noi in tara, astfel de turbine se gasesc montate la centrala hidroelectrica de la Bicaz (50 MW, cadere 145 m) si Arges (55 MW, cadere 324 m).

In centralele hidroelectrice sunt folosite generatoare sincrone (hidrogeneratoare) care sunt in functie de tipul turbinei folosite. Constructia lor este deosebita de a turbogeneratoarelor si, datorita faptului ca cel mai adesea axul este vertical, turatiile sunt mici (70-750 rot./min), au mai multe perechi de poli (aparenti) si sunt racite cu aer. Diametrele statorului generatorului sunt astfel alese incat sa permita montarea si demontarea rotorului turbinei hidraulice (la grupurile cu ax vertical).

La centralele hidroelectrice, amplasarea serviciilor interne nu prezinta dificultati datorita consumului relativ redus. Statia electrica de inalta tensiune poate fi amplasata suprateran sau subteran (langa sala masinilor). Principalele caracteristici ale centralelor hidroelectrice romanesti sunt sintetizate in tabelul:

Caracteristici ale centralelor hidroelectrice

Tara noastra dispune de un bogat potential hidroenergetic amenajabil, apreciat la 4xl0¹³ MWh, ceea ce reprezinta cca. 17 % din potentialul hidroenergetic al tarii.

In ceea ce priveste impactul asupra mediului, se poate considera ca producerea energiei hidroelectrice nu genereaza probleme de poluare majora, fiind considerata in general ca o sursa nepoluanta de energie

8. Procese tehnologice de obtinere a energiei electrice in centralele hidroelectrice

Energia hidraulica a cursurilor de apa, singura forma de energie primara inepuizabila utilizata in prezent pe scara larga in scopul obtinerii energiei electrice va avea si in viitoarele decenii o contributie importanta la acoperirea necesarului de energie electrica pe plan mondial. Valorificarea energiei hidraulice in scopuri energetice se realizeaza in hidrocentrale.

Hidrocentralele sunt instalatii complexe in care energia caderilor de apa, naturale sau artificiale este transformata cu ajutorul turbinelor hidraulice in energie electrica, conform urmatorului lant energetic:

Energie Energie Energie

hidraulica mecanica electrica

Energia hidraulica depinde de debitul de apa al cursurilor, variabil in timp, de inaltimea caderii de apa, specifica fiecarei amenajari si de conditiile geologice si climatologice. In functie de variatiile debitului in decursul unui an se stabilesc

pentru fiecare curs de apa, debitele caracteristice: debitul maxim V_max; debitul minim V_min; debitul mediu V_med

Debitul instalat in centralele hidroelectrice V; este intotdeauna superior debitului mediu.

Raportul: K = ^ Vmedse numeste coeficient desuprainstalare si depinde de rolul care i se atribuie centralei hidroelectrice in sistemul energetic.

Puterea suprainstalata in CHE este oricand la dispozitie pentru interventie, inlocuind astfel o putere echivalenta din sistemul energetic national.

Centralele hidroelectrice cu lac de acumulare sunt prevazute cu coeficienti importanti de suprainstalare, de exemplu: CHE Bicaz: K = 4; CHE Arges: K = 5; CHE Portile de Fier: K = 10.

Daca CHE ar avea o putere instalata mai mica si ar functiona ca centrala de baza, partea superioara a curbei de sarcina ar fi preluata de centralele termoelectrice, care vor functiona in regim neeconomic, din cauza variatiei sarcinii si a unor opriri si pomiri repetate.

Energia hidraulica teoretica (E) este data de relatia:

E = m-g-H_T = 9,81-p-W-H_T , J sau E = W Ht/367 kWh unde: m - masa de apa; g - acceleratia gravitationala (9,81 m/s²); p - densitatea apei (1.000 kg/m³); W - volumul de apa scurs in perioada de timp examinata (m³); H_T - caderea totala amenajata (m).

Energia hidraulica reala tine seama de randamentul global al hidrocentralei r/_G:

E = Wa H^ln_r,    kWh unde: ^G

TIG =    E . Tit . Tig Tlh si ' = W_u/W_a ; Tl_h = H_n/H_T, iar, r_a-volumul de apa natural; -coeficientul de utilizare al debitului; r_u-volumul de apa utilizat; ^-randamentul turbinei hidraulice; ^G-randamentul generatorului; ^-randamentul hidraulic; H" -caderea neta de apa.

Limitele uzuale de variatie ale acestor randamente sunt: = 0,90-0,98; rj_h = 0,94-0,96; Tjt = 0,88-0,92; J]_g = 0,96-0,98; jj_g = 0,70-0,85.

Cursurile de apa se amenajeaza pentru a avea un debit constant si o cadere cat mai mare. Lungimea sectorului amenajat pentru realizarea unei anumite caderi de apa depinde de tipul uzinei hidraulice. In functie de modul de realizare a diferentei de nivel dintre amonte si aval se deosebesc:

a. hidrocentrale cu baraj - pe fundul apei;

b. hidrocentrale cu derivatia cursului natural al apei;

c. hidrocentrale cu baraj si derivatie (mixte).

Hidrocentrala de la Portile de fier

Tipurile principale de turbine hidraulice sunt prezentate in tabel.

a.Schema unei hidrocentrale cu baraj

1-lac de acumulare; 2-cursul raului (fluviului); 3-baraj; 4-conducta fortata; 5-conducta de fuga.

Hidrocentralele cu baraj - pe firul apei

Hidrocentralele cu baraj sunt amenajari hidroenergetice care se construiesc in cazul raurilor cu debite mari si panta, sau cadere mica. Caderea de apa este data in acest caz,de baraj, centrala fiind situata la piciorul acestuia. In cazul marilor fluvii, caderea este in general mica, iar centrala se amplaseaza in acelasi front cu barajul, in interiorul lui, la una din extremitatile barajului, sau divizata in doua (in cazul CHE construita de doua tari riverane ale aceluiasi fluviu, ca de exemplu, la Portile de Fier).

Hidrocentralele fluviale se utilizeaza ca centrale de baza (vezi acoperirea curbei de sarcina), iar centralele cu baraj si lac de acumulare functioneaza ca centrale de varf.

Hidrocentrale instalate in derivatie cu cursul natural al raului

La acest gen de amenajare, apele raului sunt deviate pe un traseu care are o panta mai mica decat panta naturala a raului.

Practic acest tip de centrale se realizeaza prin ridicarea nivelului in aval.

CHE instalata in derivatie, cu ridicarea nivelului in amonte. Inaltimea de cadere H este realizata cu ajutorul barajului si a canalului de derivatie. Influenta variatiei de nivel in lacul de acumulare se reduce in acest caz, fata de centralele situate pe fundul apei.

CHE cu coborarea nivelului in aval. In acest caz, apa din lacul de acumulare este dirijata printr-o conducta fortata direct

spre turbinele hidraulice amplasate in subteran. In continuare, schema unei hidrocentrale de derivatie, cu ridicarea nivelului in amonte.

l-lac de acumulare; 2-curs vechi; 3-baraj; 4-conducta fortata; 5-conducta de evacuare (de fuga); 6-canal de adancime; 7-castel de apa. un tunel de fuga cu panta redusa readuce apa la suprafata.

Inaltimea de cadere (H) este realizata din inaltimea acumuland in plus adancimea coborat apei.

Sistemul de amenajare hidroenergetica se desfasoara in principal subteran si necesita un volum mare de excavat. Sistemul este conditionat de existenta unor format geologice stabile si tan, care sa permita excavatia, eventual fara a betona stanca. Stanca aparenta din tunele este, in acest caz, polizata pentru ca rugozitatile suprafetei si pierderile de presiune la scurgere sa fie cat mai reduse.

Hidrocentrala cu coborarea nivelului in aval.

1-lac de acumulare; 2-albia veche; 3-baraj; 4-conducta fortata; 5-canal de fuga; 8-put

Consideratii tehnico-economice cu privire la producerea energiei electrice in hidrocentrale

Comparativ cu centralele termoelectrice si cele nuclearo-electrice, centralele hidroelectrice ofera urmatoarele avantaje tehnico-economice: folosirea unor surse inepuizabile de energie, fiabilitate indicata, siguranta in exploatare, durabilitate mare in timp, lucram de reparat reduse si intretinere relativ usoara, intrarea rapida in regim de exploatare, sisteme nepoluante cu gaze, cenusa, deseu radioactive. Totusi, probleme de poluare apar, datorita volumului mare de apa din lac, apa ce afecteaza calitatea solurilor din zonele invecinate (prin aparitia de balti si saraturate solurilor), si prin presiunile mari create in straturi, generatoare de cutremure.

In cazul CHE este posibila obtinerea energiei electrice imediat ce apa patrunde in turbinele hidraulice, in timp ce la CTE este necesar un timp de 6-8 ore pana cand se obtine aburul la parametrii solicitati. Datorita acestui fapt, CHE pe fundul apei sunt folosite ca "centrale de varf in perioade in care cererea de energie electrica in sistemul electroenergetic national este maxima.

Hidrocentralele pe fundul apei "fluviale" functioneaza ca centrale de "baza', producand energie electrica cu cost mai redus.

Realizarea sistemelor de CHE comporta fonduri mari de investitii, care insa pot fi recuperate pe durate mari de timp. Odata amortizate investitiile mari, producerea energiei electrice devine economica.

In aval de centrala de putere mare se pot construi pe acelasi curs de apa o serie de microhidrocentrale, pentru valorificarea debitului relativ constant de apa.

Pe rauri cu debite mai reduse de apa se pot construi hidrocentrale reversibile. Acestea au doua baraje pe acelasi fir de apa, deci doua lacuri de acumulare. Pentru producerea de energie electrica se utilizeaza apa din primul lac, care se colecteaza in lacul al doilea (plasat in aval). Dupa cateva ore de functionare ca producator de energie, apa din lacul al doilea se pompeaza in primul lac, din amonte, consumand energie electrica. Aceste centrale se utilizeaza in perioada de cerere mare de energie electrica (de varf).

9. Aplicatii ale hidroenergiei

Morile de apa au patruns in spatiul carpato - danubiano - pontic inca din vremea daco - romanilor (secolele II-III d.Hr).  In aceste locuri, pe Valea Rudariei, in anul 1772 sunt consemnate 8 mori, iar in 1874 - 51 de mori; dar din cauza inundatiilor din 03 noiembrie 1827, 15 mai 1910, 21 martie 1941 si 19 octombrie 1955, astazi se mai pastreaza doar un numar de 22 de mori care, asezate asemenea unei salbe de margele de-a lungul cursului apei pe o lungime de 3 km, in sat si in afara satului, valorificand intr-o conceptie hidroenergetica si constructiva potentialul energetic modest al raului Rudarica. Morile distruse in 1955 inca se mai pastreaza vii in memoria batranilor: ' Trocolea, Dacicoanea, Dragiloanea, Moara De Piatra, Stramtoarea, Sfetoanea, Bogdaneasa, Sutoanea' de parca de atunci n-ar fi trecut 50 de ani. Morile reusesc sa macine 130-140 kg de faina in 24 de ore, si care sunt detinute in devalmasie de 15-25 de randasi (randas = familie ce are dreptul de a folosi moara la un interval de timp -'rand'- ce este cuprins intre 12-24 de ore). Dar, rudarenii nu folosesc morile doar pentru a obtine faina, ci aici se intalnesc si pentru a pune la cale casatorii, povestesc si petrec, leaga si dezleaga vrajile si descantecele.

Hidroenergia continua sa fie cea mai eficienta cale de producere a electricitatii. Turbinele hidroenergetice moderne pot transforma pana la 90% din energia disponibila in electricitate in timp ce cele mai bune instalatii ce folosesc combustibili fosili ajung la un randament de doar 50%.