Безнапорни и нисконапорни безтръбопроводни ВЕЦ

Хидрокинетични понтонни речни ВЕЦ

Вижте видео на безнапорна 4 турбинна хидрокинетична понтонна електроцентрала тук

Вижте видео на нисконапорна електроцентрала с 3 реактивни спирални турбини тук

У нас работят около 200 напорни хидроцентрали - ВЕЦ със средна използваемост под 20% годишно. Подходящите места за напорни ВЕЦ са усвоени в голяма степен. Но те не са природосъобразни, защото тръбопроводите отнемат вода от естественото речно течение, поради което осушават реките и околоречните пространства и причиняват необратими щети, не само на земеделието, но и на равновесието на околоречните еко системи. Не случайно, речните долини у нас са защитени екозони в Натура 2000 и други природни резервати. Поради посочените и други причини през последните десетина години ние разработихме високоефективни безнапорони и нисконапорни хидро-кинетични и хидро-динамични технологии за ВЕЦ, които са напълно природосъобразни. Те безпроблемно получават екоразрешения и за тях няма ограничение за използване на водите. Освен това, те са значително по-евтини от познатите ни напорни ВЕЦ и в много по-голяма степен преобразуват водната енергия в електричество чрез новоизобретените високоефективни реактивни турбини  .

Реактивните безнапорни хидрокинетични турбини на понтонен ВЕЦ се монтират направо в хоризонтално водно течение под фиксирани или закотвени понтони/платформи. Те са бързо изпълними водни електроцентрали, за които не се изисква никакво водохващане и напорни тръбопроводи. Съществено предимство за понтонни ВЕЦ е, че те не заемат никакви терени и процедурата по изграждането им е много опростена. Няма никакви екологични и други пречки за реализацията им, каквито има за напорните ВЕЦ, които вече (2010 г.) не получават разрешения за изграждане.

Безтръбопроводните руслови ВЕЦ със спирални реактивни турбини се монтират на речни наклони и имат единична мощност до около 300 kW. При непостоянния воден отток на нашите реки е целесъобразно да се монтират в паралел няколко турбини, както е показано на това видео. Реактивните спирални турбини работят ефективно с водни количества, променящи се в много широк диапазон, което ги прави много подходящи за реки и канали с непостоянен воден отток. Следва да подчертаем, че ВЕЦ с познатите напорни турбини, от видовете Банки, Каплан, Пелтон, Францис и др. подобни, работят ефективно в по-тесен обхват на водните количества, което ги прави неефективни за целогодишно използване на нашите реки. Реактивните турбини, независимо дали са спирални (хидро-динамични), водовъртежни (реактивни напречно-поточни) или хидро-кинетични турбини (аксиални или напречно-поточни) прилагаме, както самостоятелно за ВЕЦ, така и в допълнение към тези на съществуващи ВЕЦ. Допълнителни реактивни турбини са ефективни на довеждащи канали и деривации, на изтичалата от конвенционални ВЕЦ и паралелно или заместващо на традиционните напорни турбини във ВЕЦ.

У нас на река Дунав и на други по-големи реки може да се монтират ВЕЦ на платформи/понтонни, без да е необходимо да се извършват строителните процедури по Закона за устройство на териториите и другите нормативи за строителството, защото става въпрос за поставяне и фиксиране в течението на фабрично готови модули 50/100/200 kW.  Могат да се изграждат и мегаватови хидрокинетични паркове с множество такива модули. Ориентировъчни размери на понтонните модули / ВЕЦ вижте на долната таблица:

Водноенергийният потенциал на река Дунав, само по българския бряг, е повече от 100 мегавата хидрокинетични електроцентрали, което напълно се вписва в новата европрограма "Дунавска стратегия" за устойчиво развитие на крайдунавските общини и напълно съвпада с новите изисквания на ЕС за масово внедряване на иновативни и екологични технологии, подкрепени със съответните финансови ресурси.

Висока ефективност при ниски инвестиционни разходи се постига благодарение на новоизобретените компактни реактивни хидрокинетични турбини. Те са с радикално нова конструкция по български патенти и се изработват по технологията РОТОДЖЕТ, която без значимо производствено оскъпяване води до двойно увеличение на енергийната ефективност на реактивите турбини, в сравнение с всички видове и типове известни хидрокинетични турбини. Те освен в сладководни води, могат успешно да се използват и за безбаражни приливно-отливни електроцентрали, както и на различни морски течения за задвижване на електрогенeратори и/или хидравлични помпи. Компактните реактивни хидрокинетични турбини имат около 30% по-малък диаметър, в сравнение с всички други хидрокинетични турбини при една и съща мощност, и заемат около 65% по-малка площ в речните/морските течения, поради което те са значително по-ниско материалоемки и по-евтини. А произвежданият ток от тях - съответно с по-ниска себестойност. Тези ВЕЦ имат ниски обороти на турбините, което ги прави безопасни за рибите. Те работят в облекчен механичен режим и проектният им живот е 25-30 г. като работят с висока надежност тиска аварианост и евтина поддръжка. Вижте видео на 4 турбинна хидрокинетична понтонна електроцентрала тук .

В сравнение с познатите ВЕЦ и тяхното строителство, хидрокинетичните ВЕЦ нямат строителни дейности, и затова включването им не изисква дълги бюрократични процедури, много по-лесни и по-бързи са за монтиране, по-евтини са и са напълно природосъобразни. Тъй като те не са свързани с никакво строителство, а само с поставяне, то за тях не се прилагат законите и другите нормативи за строителство и инвестиционния процес.

От технологична и експлоатационни гледни точки, хидрокинетичните ВЕЦ са изгодни, защото те могат да работят с частично или напълно потопени турбини, коиео ги прави широко приложими за различни реки и канали и при различни водни нива. А модулни ВЕЦ, които са на понтони, винаги робтят в горния слой на течението, където то е най-бързо и производителността им е най-голяма. Ефективността на преобразуване на водната кинетична енергия в електричество е много по-голяма при реактивните турбини. Сравнение на работещи конвенционална и реактивна турбина вижте на това видео: www.youtube.com/watch?v=ghp-7MqUyhs  

От икономическа и инвестиционна гледни точки, такива ВЕЦ са изгодни, защото се монтират под понтон или под платформа, фиксирана към дъното/бреговете на водните русла.

От експлоатационна  гледна точка такива ВЕЦ са изгодни, защото те работят с висока използваемост годишно - например на реките те могат да работят почти непрекъснато.

От енергосистемна гледна точка такива водни електроцентрали са изгодни, защото  тяхната електрогенерация е равномерна и предсказуема дневно и сезонно. 

И не на последно място - възможността върху понтоните/платформите да се монтират фотоволтаици и/или вятърни турбини и да се изгради хибридна електроцентрала, работеща изцяло на ВЕИ.

Оптимално проектиране на хидрокинетични и фотоволтаични инсталации и системи, както и на други "зелени" електроцентрали на възобновяеми енергийни източници (ВЕИ) се прави, съгласно изискванията на Наредба 16 27 в сила от 1 януари 2008 г. на Министерството на енергетиката и икономиката. Вижте видео на 4 турбинна хидрокинетична понтонна електроцентрала тук

За увеличаване ефективността на хидрокинетични ВЕЦ, фотоволтаичнит инсталации и соларни паркове, те могат да се комбинират с реактивни вятърни турбини.  Новоизобретените реактивни вятърни турбини са ефективни при ниски и средни ветроскорости, при което познатите ни ветрогенератори или не се въртят, или ако се въртят - работят с ниска ефективиност.

Новоизобретени реактивни пропелерни лопати на реактивни вятърни и хидрокинетични турбини

Новоизобретените лопати нямат краища, поради което се елеминират индуктивните реактивни енергийни загуби от завихрянето на флуда след краищата на лопатите. Намалява се шума от лопатите и кавитацията (във вода). Затова новопатентованите лопати са много по-ефективни от всички известни пропелерни лопати.

На понтоните на РОТОДЖЕТ хидроцентралите могат да се монтират допълнително фотоволтици и/или вятърни турбини. Така се уплътнява площта върху подводните турбини. Такива хибридни електроцентрали не изискват терени и съответните бюрократични процедури за тях. Те имат предимството на общата електрическа връзка с публичната електромрежа. За хибридните електроцентрали в реките вижте тук.

Повече информация по темата вижте тук

За патентите за реактивни турбини вижте тук