Jak zbudować małą elektrownię wodną?
Mała elektrownia wodna (MEW) – czy to się opłaca? Żeby odpowiedzieć na to pytanie, najlepiej wziąć na tapet konkretny, żywy przykład lokalizacji pod MEW. Nazwijmy ją lokalizacją X i prześledźmy krok po kroku uwarunkowania, jakie składają się na wykonalność i rentowność inwestycji hydroenergetycznej. W ten sposób stworzymy „ABC inwestora”, który rozważa budowę małej elektrowni wodnej.
Jako odpowiedzialny inwestor w pierwszej kolejności powinniśmy sprawdzić, jaki potencjał hydrologiczny ma ciek wodny, na którym planujemy budowę. Interesują nas wielkość i zmienność przepływu wód w rzece, określane w m3/s, oraz wysokość możliwego do uzyskania spadu wód [m]. Elektrownie wodne przetwarzają bowiem energię kinetyczną spadku wód płynących na energię elektryczną. Im większa ilość wody spada z jak największej wysokości, tym więcej energii elektrownia produkuje.
Na potrzeby naszych obliczeń przyjmijmy, że obecnie dostępne turbiny wodne pozwalają na opłacalne zagospodarowanie lokalizacji o przepływach wód zaczynających się od SSQ (skrót oznacza średni przepływ wody) ok. 1 m3/s i spadach od ok. 2 m. Przy czym potencjalnie opłacalne może okazać się także zagospodarowanie przepływu wynoszącego tylko 0,5 m3/s, ale dostępnego na spadzie np. 8 czy 10 m.
Pomocny do wstępnej weryfikacji okazuje się prosty wzór na moc elektrowni:
P = ρ⋅g⋅Q⋅H⋅η
gdzie:
P – moc elektrowni [W]
ρ – gęstość wody [kg/m³] ≈ 1000
g – przyspieszenie ziemskie [m/s²] = 9,81
Q – wielkość przepływu [m³/s]
H – spad [m]
η – sprawność ≈ 75%
