Studie proveditelnosti přečerpávací vodní elektrárny v konkrétní lokalitě
Loading...
Date
Authors
Vaněk, Michal
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Akumulace elektrické energie představuje jednu z oblastí, kterou je třeba rozvinout pro integraci větších instalovaných výkonů větrných a fotovoltaických elektráren do elektrizačních soustav. Přečerpávací vodní elektrárna ještě stále vyniká nad ostatními technologiemi z hlediska dosažitelné kapacity. Jednu z překážek pro další rozvoj těchto uložišť v Evropě však tvoří nedostupnost vhodných lokalit zejména z důvodu ochrany životního prostředí. Je tedy užitečné věnovat pozornost i na první pohled méně vhodným lokalitám. Tím se zabývá i tato práce v podobě projekční studie PVE na místě bývalého povrchového grafitového dolu. V rámci této studie jsou provedeny základní výpočty výkonů, výběr vhodného strojního uspořádání a nastínění problematiky rentability PVE v rámci elektrizační soustavy. Na základě poskytnutých podkladů o lokalitě a dostupných podkladů modelového výzkumu Francisových reverzních turbín se dospělo ke dvěma výkonovým variantám menší PVE. V obou případech se jedná o dvoustrojové uspořádání s výkony pohybujícími se v nízkých desítkách megawattů. Na lokalitě však dochází k velké změně spádu, která se pak značně promítá i do změny výkonu. Co se generování zisku týče, pokrytí provozních a investičních nákladů pouze z účasti na denním trhu s elektřinou je velmi nejisté. Bylo by však vhodné navázat na tuto práci ekonomickou analýzou s vyčíslením investičních nákladů. Další směr, jehož podrobnější zpracování je rovněž žádoucí, představuje stavební řešení nádrží.
Electric energy storage represents an area, which needs to be further developed in order to accommodate more installed capacity of wind and solar power plants in the electric grids. Pumped hydro energy storage still remains ahead of other storage technologies in terms of achievable storage capacity. However, environment protection which is one of the obstacles for further PHES development in Europe causes significant reduction of suitable sites. It is therefore useful to examine also those sites, which seem to be less favourable for PHES at the first glance. This thesis deals with a feasibility study of a PHES on place of a former graphite surface mine. The thesis includes computation of basic capacities, choice of a suitable machine arrangement and introduction into PHES feasibility issues in electric grids. Two possible solutions of a smaller PHES that differ in their capacities were suggested based on available materials about the site as well as on available materials from Francis pump turbine model research. In case of both solutions a binary machine set is used and the available capacities are in small tens of megawatts. However, there is a wide head variation at the site, which causes significant power variation. Concerning the feasibility of the PHES, it is very uncertain that the participation in the day-ahead electricity market, would provide enough revenue to cover operation and capital costs. A following economic analysis investigating the capital costs of this particular PHES would be beneficial, as well as more detailed design of the reservoirs.
Electric energy storage represents an area, which needs to be further developed in order to accommodate more installed capacity of wind and solar power plants in the electric grids. Pumped hydro energy storage still remains ahead of other storage technologies in terms of achievable storage capacity. However, environment protection which is one of the obstacles for further PHES development in Europe causes significant reduction of suitable sites. It is therefore useful to examine also those sites, which seem to be less favourable for PHES at the first glance. This thesis deals with a feasibility study of a PHES on place of a former graphite surface mine. The thesis includes computation of basic capacities, choice of a suitable machine arrangement and introduction into PHES feasibility issues in electric grids. Two possible solutions of a smaller PHES that differ in their capacities were suggested based on available materials about the site as well as on available materials from Francis pump turbine model research. In case of both solutions a binary machine set is used and the available capacities are in small tens of megawatts. However, there is a wide head variation at the site, which causes significant power variation. Concerning the feasibility of the PHES, it is very uncertain that the participation in the day-ahead electricity market, would provide enough revenue to cover operation and capital costs. A following economic analysis investigating the capital costs of this particular PHES would be beneficial, as well as more detailed design of the reservoirs.
Description
Citation
VANĚK, M. Studie proveditelnosti přečerpávací vodní elektrárny v konkrétní lokalitě [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Fluidní inženýrství
Comittee
doc. Dr. Ing. Lumír Hružík (předseda)
doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. František Pochylý, CSc. (člen)
doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc. (člen)
doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zdeněk Florian, CSc. (člen)
Ing. Jindřich Veselý, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2023-06-20
Defence
Student zahájil obhajobu přednesením prezentace o své závěrečné práci. Po přečtení posudků zodpověděl otázky oponenta. Následovaly otázky komise: byla řešena nutnost vyrovnávací komory?, jak vypadá rentabilita přečerpávací elektrárny v porovnání s bateriovým úložištěm?, lze projekt komerčně realizovat bez využití dotací? Bylo by možné využít na lokalitě dvou strojů?
Student všechny otázky uspokojivě zodpověděl.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení