Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/11451
Title: Υδροηλεκτρική παραγωγή από νερό ύδρευσης
Other Titles: Hydroelectric production from water supply
Authors: Ριζιώτης, Λάμπρος
Keywords: Υδροηλεκτρική ενέργεια
Υδροστρόβιλοι
Δίκτυα ύδρευσης
Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
Keywords (translated): Hydropower
Water turbines
Water supply
Renewable energy sources
Abstract: Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται σημαντική αύξηση στην εγκατάσταση μονάδων διεσπαρμένης παραγωγής (ΔΠ) και στην ηλεκτροπαραγωγή από πηγές φιλικές προς το περιβάλλον. Η καύση συμβατικών καυσίμων για την κάλυψη των διαρκώς αυξανόμενων αναγκών σε ηλεκτρική ενέργεια, έχει δημιουργήσει σημαντικά περιβαλλοντικά προβλήματα. Έτσι το ποσοστό συμμετοχής των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας έχει αυξηθεί σημαντικά. Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με την υδροηλεκτρική παραγωγή από νερό ύδρευσης. Είναι γνωστό ότι η υδροηλεκτρική ενέργεια εξαρτάται από δυο βασικές παραμέτρους: α) Την παροχή νερού και β) την υψομετρική διαφορά. Ως εκ τούτου οποιαδήποτε διαδικασία εμπεριέχει παροχή νερού (σταθερή ή μη) καθώς και μια υψομετρική διαφορά, είναι μια πιθανή πηγή ενέργειας προς εκμετάλλευση. Επιδίωξη της διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της δυνατότητας ηλεκτροπαραγωγής από υπάρχουσες υποδομές δικτύων ύδρευσης, που ο πρωταρχικός τους σκοπός είναι η υδροδότηση μιας πόλης ή μιας περιοχής γενικότερα. Το θέμα της ανάκτησης ενέργειας από υπάρχουσες υποδομές δικτύων ύδρευσης είναι πολυπαραγοντικό και απαιτεί συνδυασμό γνώσεων από ένα ευρύ φάσμα επιστημών, όπως της επιστήμης του μηχανολόγου μηχανικού, του πολιτικού μηχανικού, του ηλεκτρολόγου μηχανικού, της γεωλογίας κ.α. Συγκεκριμένα: Στο κεφάλαιο 1 γίνεται αναφορά σε βασικές έννοιες της μηχανικής των ρευστών, απαραίτητες για την περαιτέρω ανάπτυξη του θέματος όπως η αρχή της υδροστατικής, η πιεζοµετρική γραμμή και η γραμμή ενέργειας και ο υπολογισμός απωλειών ενέργειας κατά τη ροή ενός ρευστού μέσα σε αγωγούς. Στο κεφάλαιο 2 γίνεται αναφορά σε βασικά στοιχεία υδρολογίας όπως ο υδρολογικός κύκλος του νερού και οι καμπύλες διάρκειας παροχών για τη εκτίμηση της παροχής όγκου νερού από ένα υδατόρρευμα. Στο κεφάλαιο 3 γίνεται αναφορά στη διαμόρφωση ενός υδροηλεκτρικού έργου(ΥΗΕ) και σε βασικούς ενεργειακούς υπολογισμούς. Επίσης γίνεται αναφορά στις καμπύλες λειτουργίας ΥΗΕ καθώς και ενεργειακή ανάλυση μιας υδροηλεκτρικής εγκατάστασης. Στο κεφάλαιο 4 γίνεται αναφορά στη θεωρία υδροστροβίλων, τους τύπους και την κατηγοριοποίηση ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας τους. Δίνονται κριτήρια επιλογής υδροστροβίλων και αντίστοιχα διαγράμματα για το σκοπό αυτό. Στο κεφάλαιο 5 γίνεται αναφορά στα δίκτυα ύδρευσης, στη βασική δομή τους και τα εξαρτήματα που διαθέτουν. Επιπλέον γίνεται μια σύντομη αναφορά στις συνθήκες για τη σωστή λειτουργία των δικτύων ύδρευσης. Στο κεφάλαιο 6 γίνεται μια αναφορά σε περιπτώσεις δικτύων ύδρευσης κάποιων πόλεων που έχουν ενσωματώσει στη δομή τους υδροστρόβιλους οι οποίοι αξιοποιούν το ενεργειακό δυναμικό των δομών αυτών. Στο κεφάλαιο 7 τέλος δίνεται ένα μαθηματικό μοντέλο υδροστροβίλου και μελετάται η δυναμική συμπεριφορά του υδροστροβίλου με χρήση του λογισμικού Matlab/Simulink. Η εργασία ολοκληρώνεται με το κεφάλαιο 8 στο οποίο αναφέρονται τα γενικά συμπεράσματα από την εργασίας καθώς και οι προοπτικές συνέχισής της στο μέλλον.
Abstract (translated): In recent years there has been a significant increase in the installation of distributed generation units (DG) and in power generation from environmental friendly sources. The Combustion of conventional fuels in order to meet the rapidly growing electricity needs has created major environmental problems. Thus, the share of renewable energy sources (RES) in electricity generation has increased significantly. This diploma thesis deals with hydroelectric production from water supply. It is known that hydropower depends on two basic parameters: a) The supply of water and b) The head. Therefore, any process involving water supply (fixed or not) as well as a head is a potential source of energy for exploitation. The aim of this thesis is to investigate the possibility of using the existing water supply infrastructures, whose primary purpose is the watering of a city or a region in order to generate electricity. The issue of energy recovery from existing water supply infrastructure is multifactorial and requires a combination of knowledge from a wide range of disciplines, such as mechanical engineers, civil and electrical engineers, geologists, and many more. Specifically: In Chapter 1 we refer to basic concepts of fluid engineering necessary for the further development of the subject. We analyze the principles of hydrostaticity, the concepts of piezometric line and energy line, and the calculation of energy losses in the flow of a fluid through conduits. Chapter 2 refers to the basic hydrology elements such as the hydrological cycle of water and the flow duration curves for estimating the volume flow of water from a watercourse. Chapter 3 refers to the configuration of a hydroelectric project and basic energy calculations. Reference is also made to the HV function curves as well as energy analysis of a hydroelectric installation. Chapter 4 refers to hydro turbine theory, types and classification according to their operating mode. Water turbine selection criteria and corresponding charts are provided for this purpose. Chapter 5 refers to the water supply systems, their basic structure and their accessories. In addition, a brief reference is made to the conditions for the proper functioning of the water supply networks. Chapter 6 gives a reference to cases of water supply networks in some cities that have incorporated into their structure hydro-turbines utilizing the energy potential of these structures. Finally, chapter 7 gives a hydropower mathematical model and studies the dynamic behavior of the hydro turbine using the Matlab / Simulink software. The work is completed with Chapter 8, which mentions the general conclusions of the work and the prospects for its continuation in the future.
Appears in Collections:Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογιστών (ΜΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nemertes_Riziotis(ele).pdf3.3 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.