ບດົທີ5: ພະລງັງານທດົແທນ...

ບດທ 5: ພະລງງານທດແທນ

ໄຟຟານ ຕກຂະໜາດນອຍ

Small-scale Hydropower

By: Dr Khamphone Nanthavong Faculty of Engineering, National University of Laos

• ພນຖານໄຟຟານ ຕກ (Fundamentals of Hydropower)

• ເຫດຜນໃດຈງກຽວກບໄຟຟານ ຕກຂະໜາດນອຍ? (Why Small-scale Hydropower?)

• ການປະເມນທາແຮງໄຟຟານ ຕກຂະໜາດນອຍ (Small-scale hydropower Potential assessment)

ການວເຄາະທາງອທກກະສາດ (Hydrological Analysis)

ການສ າ ວດທຕງ (Site survey)

E2M Introduction to RE 3

•ຮອບວຽນອທກກະສາດ Hydrological cycle

11:20 AM

44

5,0

00

km

3

40

1,0

00

km

3

44,000 km3

68

,00

0 k

m3

11

2,0

00

km

3

44,000 km3

ຜນຕກ

ລະເຫຍອາຍ

ລະເຫຍອາຍ

ລມພດພາອາຍນ

ແມນ

ນ ໃຕດນ


•ຫ ກການໂຮງງານໄຟຟານ ຕກ

11:20 AM

H=hu-h1

hu

h1

ອດຕາໄ Q, m3/s

ກງຫນນ

ຕວປນໄຟ ເກຍ

ໝແປງ

ຕາຂາຍ

ຕະແກງ


ສວນປະກອບຂອງໂຮງງານໄຟຟານ ຕກ

11:20 AM

ເຂອນ

ປະຕປອຍນ ລນ ອາງເກບນ

ທຄວາມດນ ເຮອນຈກ

ສາຍສງ

ປນໄຟ

ກງຫນ

ທຂບຖາຍນ ນ ທາຍເຂອນ

ການຈດແບງກມໄຟຟານ ຕກ

•ຈດແບງຕາມກ າລງຕດຕງ

PICO <1 kW, (ບາງປະເທດ <5 kW)

ໄມໂກຣ MICRO: 1-100 kW (ບາງປະເທດ <200

kW)

ມນ Mini 100-1000 kW

ນອຍ Small 1-10 MW (ຢ ລາວ <15 MW)

ໄຟຟາຂະໜາດໃຫຍ > 10 MW

•ຈດແບງຕາມລະດບຄວາມສງນ ໂຕນ

ນ ໂຕນຕ Low head (<15 m)

ນ ໂຕນປານກາງ Medium Head (15-50 m)

ນ ໂຕນສງ High head (> 50 m)

PICO ( 1 kW)

MICRO 6-100 kW

80kW

55 kW

70kW

MINI (101-1000 kW)

500 kW

Small (< 15MW)

2 MW

oຂະໜາດໃຫຍ(> 10 MW)

11:20 AM 11

ຊເຂອນ ປະເທດ ກ າລງຕດຕງ

ນ ງມ 1 Laos 150 MW

ນ ເທນ 2 Laos 1098 MW

ເຂອນ TAIPU Brazil-Paraguay 14,000 MW

ເຂອນ Three Gorges China 22,000 MW

Run-off river scheme with Enlarged forebay

•ແບງຕາມເປາໝາຍສະໜອງໄຟ ລະບບໂດດດຽວ ຫ ໃຊສະເພາະ (ມຕະຂາຍນອຍ)

ເຊອມຕຕາຂາຍ: ເພອປອນໄຟຟາໃຫຕາຂາຍແຫງຊາດ

ສວນປະກອບຂອງໄຟຟານ ຕກຂະໜາດນອຍ

ທສງນ ອາງຕກຕະກອນ

ປະຕນ ແລະຝາຍອວຍນ

ຄອງນ ອາງຄວາມດນ

ທຄວາມດນPenstock

ເຮອນຈກ Power house

ເຄອງໃຊໄຟຟາ (ຈກສເຂາ)

•ຈດດ ຂອງລະບບໄຟຟານ າ ຕກຂະໜາດນອຍ

ນ ຳໃຊແຫ ງພະລງງຳນ ທ ທດແທນຄນໃໝໄດເອງ

ເປນແຫ ງພະລງງຳນຢ ທອງຖນ, ບ ມ ວນສນສດ

ສາມາດແທນທ ແຫ ງພະລງງານດ ງເດມ (ນ າມນ)

ນ າໃຊ ເຕກໂນໂລຊ ທ ຜານການທດສອບມາດແລ ວ

ຜນກະທບຕ ສງແວດລ ອມຂ ອນຂ າງຕ າ

• ຈດດ ທຽບກບແຫ ງພະລງງານທດແທນອ ນໆ

ປະສດທພາບສງ (70-90%)

ດດສະນກ າລງຕດຕງສງ - 50% (PV-10%,

ລມ-30%) ເໝາະສມສ າລບລະບບຢ ໂດດຽວ

ສາມາດຄາດເດາລວງໜາໄດດ ຍອນແຫ ງນ າ ຕກ

ຂ ນກບປະລມານຝນຕກ

ອດຕາການປຽນແປງຂອນຂາງຊາ, ເປນໄປຕາມ

ລະດການຈ ງສາມາດປບໃຫເຂາກບກຄວາມ

ຕອງການໄດດ

ອປະກອນມຄວາມທນທານສງ, ໃຊງານຍາວນານ

• ຈດດອ ນໆ:

ໃນທາງເລ ອກອ ນ, ພະລງງານນ າຕກສາມາດໃຊເປນແຫ ງ

ງານກນຈກໄດ ສ າລບ ໂຮງສເຂາ, ສບນ າ

ຍອນມຂະໜາດນອຍຊມຊນທອງຖນສາມາດເຂາມາ

ມສວນຮວມໃນໂຄງການໄຟຟານ າ ຕກຂະໜາດນອຍ

ເໝາະສມສ າລບການສະໜອງໄຟຟາແບບກະແຈກ

ກະຈາຍ (ບ ລວມສນ)

ສງເສມການຜະລດອາໄຫ ບາງອນ ຢ ທອງຖນໄດ

ສາມາດນ າໃຊແຫ ງວດສະດກ ສາງ ທຫາໄດໃນທອງຖນ

•ຈດອອນ: ມຕ ນທນການກ ສ າງສງກ ວາ (ຕາມເຄຍ > 2000 US$/kW)

ຕ ອງມຜ ຊ ານານງານ ເພ ອມາດແລຮກສາລະບບ

ການບ າລງຮກສາບ ຫ ວງຫ າຍ ແຕຕ ອງໃຫ ຕ ເນອງ, ແຕຊມຊນທ ອງຖນ:

o ຂາດບກຄະລາກອນ ທ ມຄວາມສາມາດ

o ຂາດງບປະມານສະໜບສະໜນ

•ພະລງຂອງນ ຕກ

gross

neto

P

P

m h

hgmE

ພະລງງານທາຕງຂອງວດຖ ທມມວນສານ m (kg) ແລະຢສງ h (m)

grossgrossgrossgross hgQhgt

Vhg

t

m

t

EP

e= ປະສດທພາບລວມໃນການແປຮບ

ພະລງງານ (%)

grossonet hQgP

ກ າລງງານທງໝດ

(Pnet- ກ າລງງານສດທ

0

ເວລາຕກ(t)

(V- ບ ລມາດນ ຕກ; -ຄວາມໜາແໜນຂອງນ )

• ກ າລງງານຈາກນ າ

11:20 AM 20

W ,8.910005.0 grossgrossoinputooutput hQhgQPP

ເສຍໃນໝ ແປງຍກແລະ

ຜອນໄຟ ປະມຳນ 4%

ເສຍໃນເຄອງປນ

ໄຟປະມຳນ 15%

ເສຍໃນລະບບ

ສຳຍສງ10%

ເສຍໃນກງຫນ 20%

ເສຍໃນເພນ

ສະຕອກ 10% ເສຍໃນ

ຄອງສງນ ຳ

~ 5%

ພະລງງຳນນ ຳ ທງ

ໝດ Input Power

(100%)

ພະລງງຳນສດທ

Power Output

5.09.096.085.080.090.095.0

ontransmissirstransformegeneratorturbinepenstockchannelo

kW 5.0 ,grossoutput hQP

g=9.8 m/s2;

= 1000, kg/m3;

ຂນຕອນໃນການດ າເນນງານ 1) ການສກສາຂມນທາງອທກກະສາດ (ການສກສາເທງ

ແຜນທ)

ເພອສກສາເບງເງອນໄຂທາງພມສາດ, ອທກກະສາດແລະເສດຖະກດສງຄມຂອງຈດເປາໝາຍ

ອາດບອກໄດທາແຮງໄຟຟານ ຕກ ໂດຍທຍງບທນລງສ າ ວດ

ອາດຮໄດວາ ເຂດນນໆບມທາແຮງໄຟຟານ ຕກເລຍໂດຍທຍງບທນລງສ າ ວດ ເປນການປະຢດ

ຄວາມແນນອນຂອງການຕລາຄາໃນຂນຕອນນປະມານ 30%

2) ການລງຢຽມຢາມເພອທາບທາມ

ລງໄລຍະສນ (ປະມານ 1 ມ) ເພອກວດກາທຽບເບງ ຜນ

ການສ ກສາຢຫອງການ ກຽວກບ:

ທາແຮງທມຈງ

ຄວາມຕອງໃຊໄຟຟາຕວຈງ

ການເຂາເຖງພນທ

3) ການສກສາກຄວາມເປນໄປໄດເບອງຕ ນ

ເພອບອກໄດວາ ກ ລະນໂຄງການທເປນໄປໄດ ກວາໝ, ທາງເລອກທດກວາໝສ າລບການພດທະນາໂຄງການ

ກວດສອບເບງການປະເມນທາແຮງເບອງ ຕນໃຫລະອຽດກວາ ຄວາມແນນອນໃນການຕລາຄາ: 20-25%

4) ການສ ກສາຄວາມເປນໄປໄດ (FS):

ກວດສອບເບງຄນວາ ແຜນທສະເໜໄປນນ ເປນໄປໄດແທຫລບ ?

ນກລງທນຈະຕດສນໃຈບນພນຖານຜນການສ າ ວດ FS ນ ຄວາມແນນອນໃນການຕລາຄາ: 10-15%

ການວເຄາະທາງອທກກະສາດ

ເພອຄດໄລອດຕາການໄ ຕ ສດ

ຄວນລງໄປຢຽມຢາມຈດທຕງຂອງໂຄງການ ໃນຊວງມ ນ ໄ ໜອຍສດ (ລະດແລງ)

ອາດຕອງໄດໃຊແຜນວາດການໄ ແລະເສນສະແດງຊວງເວລາແຫງການໄ ມາເປນຂ ມນການສກສາ;

ມສອງວທ: • ວທອງໃສເນອທແລະປະລມານນ ຝນ (Area-Rainfall

method)

• ວທເຊອມໂຍງຄວາມສ າພນ (Correlation method)

ວທອງໃສເນອທ-ປະລມານນ ຝນ

ແຜນທທອງຖນ ມາດຕາສວນ 1:50,000;

1:20000 1:10000 ຍງດ;

ຂມນສະຖຕທຈ າເປນ

•ປະລມານນ ຝນ (Rainfalls)

•ແຜນສະແດງການໄ ຂອງແມນ(Hydrograph)

•ເສນສະແດງຊວງເວລາການໄ (FDC)

ຕວຢາງ: ວທຊອກຫາຈດໂຄງການ ຢເທງແຜນທ

ທຕງ ເຮອນຈກ

B

A1

B1 C

A


•ການກ ານດເນອທອາງໂຕງ


B

A1

B1 C

A


•ເຄອງວດປະລມານນ ຜນ

Rain gauge


•ວທ ຄດໄລປະລມຳນນ ຝນໃຂເຂດອຳງໂຕງ


B C

A

2

3

4

1

w=2000 mm/Year

Area W

Area Z

Area Y

z=3000 mm/Y

y=2700 mm/Y

Z

W

Y


•ຕວຢາງ ການຄດໄລປະລມານນ ຝນ

ເຮ ອນຈກ B C

A

w=2000 mm/ປ

Area W

Area Z

Area Y

z=3000 mm/Y

y=2700 mm/ປ

Z

W

Y

ເນອທ

ນ

ຝນ

ຊດສວນ

ນ ຝ ນ

W 2.5 2000 549

Y 2.8 2700 831

Z 3.8 3000 1,253

ລວມ 9.1 2,633

Area Z Area W Area YAverage rainfall=

Area total Area total Area totalz w y

ວທໃຊເນ ອທແລະປະລມານນ າຝນ

•ຕວຢາງ ວທຄດໄລປະລມານນ າ ຝນສະເລຍ

Proposed Power House

B C

A

w=2000 mm/ປ

Area W

Area Z

Area Y

z=3000 mm/ປ

y=2700 mm/ປ

Z

W

Y

Area

Rain

falls Proportion

W 4.5 2000 486

Y 6.5 2700 949

Z 7.5 3000 1,216

total 18.5 2,651

compared to case 1 2,633

Accuracy increased 0.70%



ຕວຢາງ ວທຄດໄລ ປະລມານນ າ ຝນ


B C

A

w=2000 mm/ປ

Area W

Area Z

Area Y

z=3000 mm/ປ

y=2700 mm/ປ

Z

W

Y

Area

Rain

falls Proportion

W 10 2000 471

Y 14 2700 889

Z 18.5 3000 1,306

Total 42.5 2,666

Comapred to case 1 2,633

Accuracy 1.23%



ວທຄດໄລເນ ອທອາງໂຕງ

ຕວຢາງ : ຈດ A

ເຮອນຈກ B C

A

Map scale 1:63360 1:63360

ຂະໜາດເນ ອທຮບສແຈ

=(30x63.36)x(22x63.36)

=2.652x106 m

2

22 mm

30 mm

ເນ ອທ ອາງຕວຈງ =ເນ ອທ 1 ຮບສ ແຈ x ຈ ານວນຮບສແຈ =2.652x106 m2

ອາງໂຕງສ າລບຈດ A

•ຄດໄລອດຕຳກຳນໄຫ ສະເລຍ (ADF)


B C

A

Map scale 1:63360 1:63360

ຂະໜຳດຮ ບສ ແຈສຳກ

=(4x63.36)x(4x63.36), m2

= 144,658 m2

4 mm x 4 mm

ຈ ຳນວນຮ ບສ ແຈ = 21;

ເນອທ ອຳງໂຕງ (ສ ຳລບ A)

= 21x144,658

=3.04x106 m2

ນ ຳ ຝນ = 2666 mm/year

=2.666 m/year

ບ ລມຳດນ ຳ ຝນ = ເນອທ ອຳງ x

ນ ຳ ຝນ =3.04x106 x 2.666 =

8.1x106 m3/year

ADFA=8.1x106 m3/year

/(365x24x60x60 s/year)

= 0.26 m3/s

ເນອທ ອຳງໂຕງສ ຳລບຈດ B


B C

A

ມຳດຕຳສວນຂອງແຜນທ : 1:63360 1:63360

ຂະໜຳດຮ ບສ ແຈ

=(4x63.36)x(4x63.36), m2

= 144,658 m2

4 mm x 4 mm

ຈ ຳນວນຮ ບສ ແຈສຳກ (B) = 46

ເນອທ ອຳງໂຕງ (B):

= 46x144658

=6.654x106 m2

ປະລມານນ າໄຫ ອອກໄປ (Run-off river)


B C

A

ປະລມານນ າ ຝນ= 2666 mm/ປ=2.666 m/ປ

ບ ລມາດນ າ = ເນ ອທອາງໂຕງ x ປະລມານນ າ

ຝນ=6.654x106(m2)x2.666 (m/ປ)= 17.74x106

m3/ປ

ອດຕາການໄຫ ADFB

= 17.74x106 m

3/(365x60x60 s/ປ)

= 0.675 m3/s

Run-off = ປະລມານນ າຝນໃນປ - ນ າ ທລະເຫຍອາຍ

ໃນກລະນ ບມສະຖານວດແທກນາ ຝນ ແຜຕມແຜນທ ພ ອມດ ວຍເສ ນສະແດງປະລມານນ າຝນ


B C

A

Map scale1:63360 1:63360

2000

2400

ຂາດຄວາມແນນອນ

ແຜນສະແດງການໄຫ (Hydrograph) ແລະເສນສະແດງຊວງການໄຫ

(Flow duration curve)

•Hydrograph Mean flows)

ແຜນວາດການໄຫລ ຂອງນ າ ລກ ໃນປ1991

ສະເລຍມ

ສະເລຍເດອນ

ສະເລຍປ

ເສນສະແດງຊວງກຳນໄຫ

ເສນສະແດງຊວງການໄຫ (FDC)

Percentage of discharge

Dis

charg

e,

Cub.

M p

er

second

FDC ຂອງນ າ ອ

FDC ຂອງນ າ ລກ

ລກສະນະສະແດງຂອງເສນ FDC

ເສ ນຕ FDC ຊນ ເສ ນ FDC ເນນ

ຂາດຂ ມນການວດແທກນ າ ອາດໃຊຂ ມນ ການວດແທກນ າ ຢ ຈດອ ນ ຂອງແມນນ າ

E - ຈດທຕງສະຖານ

B –ບ ມສະຖານ

1) ລງວດແທກ 10-

12 ຄງ ຢ ຈດ B

ໃນຊວງເວລາຕາງ

ກນ

Absence of Gauged data

Comparison of actual (measured) and found (correlated) FDC

2) Plot the corresponding

flows on a graph of flow at E vs. flow at B

3) Use the FDC of the

gauged site to select a

flow at a specific exceedence value

4) Not much different in

dry season

FDC found by correlation

Actual FDC

Example of FDC

ການວດແທກລະດບນ າ ໂຕນ (Head Measurement)

Head, h (m)

•ວດແທກຄວາມສງນ າ ໂຕນ: ດວຍທ ຢາງໄສ ບນຈນ າ

Y

H(m) =Y1+Y2+Y3+Y4

•ວດແທກຄວາມສງນ າ ໂຕນ: ດວຍທ ຢາງໄສ ບນຈນ າ , ໄມແມດ

H(m) =Y1+Y2+Y3+Y4

A1= B1= H1=A1-B1

A2= B2= H2=A2-B2

A3= B3= H3=A3-B3

H=H1+H2+H3+…

A1

B1 A2

• ວດແທກຄວາມສງນ າໂຕນ: ດວຍທ ຢາງ ຕ ໃສເຄ ອງວດຄວາມດນ

9.8

(kPa) (m)p

h (psi) (m) ph 704.0

ສາມາດແທກຄວາມຍາວຂອງເປນສະຕອກໄດເລຍ

• ວດແທກຄວາມສງນ າໂຕນ: ໄມແມດແລະນ າ ທຽງຂອງຊາງກ ສາງ

•ວດແທກຄວາມສງນ າ ໂຕນ: ດວຍເຄ ອງວດລວງສງ (altimeter)

ເໝາະສມສ າລບລະດບຄວາມສງປານກາງ ຂ ນໄປ

ອອນໄຫວຕ ການເໜງຕງຂອງອນຫະພມອາກາດ, ຄວາມຊ ມຊ ນ

ຕອງມຄວາມສ ານານໃນການໃຊ

•ວດຄວາມສງນ າ ຕກ ດວຍ ເຄ ອງແທກມມ (Clinometers)

H1=L1.sin(1) L1

H1 1

1

• ວດແທກຄວາມສງ ດວຍກອງສອງສ າຫ ວດ (Theodolites)

• ວດແທກອດຕາການໄຫ : ໃຊຄ ຫ ຝ ຍໂຕງນ າ

t

VQ

water

waterwater

mV

mwater=m(bucket+water) - mbucket

ຄ: ເໝາະສມກບອດຕາການໄຫ ບ ເກນ < 5 L/s

ຝ ຍນ າມນ 200L : < 50 L/s

•ການວດແທກອດຕາໄຫ : ເນ ອທໜາຕດແລະຄວາມໄວການໄຫ

meanvAQ Q – ອດຕາການໄຫ, m3/s A – ເນ ອທ ໜາຕດ, m2 V - ຄວາມໄວສະເລຍ, m/s

• ວດແທກອດຕາການໄຫ : A & V

14231 ...2...43

nn ddddddw

A

d1 d2 d3 dn

w

n-Odd number (1,3,5,...)

• ວດແທກອດຕາການໄຫ : ວທ A & V

• ວດແທກໜາຕດແບບງາຍໆ

2

m 66.03.0*2.2 dwA

W=2.2 m

D=0.3m

•Site Flow Measurement: A & V method

Un-uniform Cross section

w=0.55 m

0.51

0.21

2

m 62.0)51.0(2)21.038.0(43

55.0)(2)(4

3

...2...43

231

14231

dddw

ddddddw

A nn

n=3

0.38

• Site Flow Measurement: A & V method

Measuring average flow velocity

Average velocity, v or vmean

t

Ls v

L

sCV v

C=0.85- for smooth, rectangular concrete channels C=0.75- for large, slow, clear stream C=0.65- for small but regular stream with smooth stream bed C=0.45-for shallow (0.5 m) turbulent flow C=0.25- for very shallow and rocky stream

V

• ວທ A & V

ຄວາມໄວສະເລຍ ໃນຈດໃດໜ ງຂອງໜາຕດ

sc vv

C=0.75-ນາ ຕ ນ C=0.95-ນາ ເລກ

area Partial a in Velocity sV

vs v

•ວທ A & V

ເຄ ອງຄວາມໄວ ຊະນດໃບພດ :

ສາມາດແທກຄວາມໄວພາກສວນຂອງໜາຕດ

ຄວາມການໄຫ ສະເລຍ

• ວທ A & V

•ການນ າໃຊເຄ ອງວດແທກຊະນດໃບພດ

• ວທ A & V

•ອດຕາການໄຫ ທງໝດ = ຜນລວມຂອງອດຕາການໄຫ ໃນແຕລະພາກ

ໜາຕດ

nnaaaQ vvv ...2211

w

dda

2

323

ໃນນ ນ a1, a2,… ແມນເໜ ອທ ແຕລະພາກສວນ

ຕວຢາງ ເນ ອທລະຫວາງ ຈດ d2 ແລະ d3

• ການວດແທກອດຕາການໄຫ : ໃຊປະຕນ າ

•ປະຕ ສແຈສາກ

2/32.08.1 hhLQ

L

• ວດແທກອດຕາການໄຫ ຂອງຫວຍນ າ

ວທສາງຝາຍກນນ າ ແລະ ປະຕ ປອຍ ນ າ ຊະນດອ ນໆ

ປະຕສາມຫ ຽມ (ມມສາກ) ປະຕເປນຮບຄາງໝ

2/54.1 hQ 2/39.1 LhQ

• ກຳນວດແທກອດຕຳກຳນໄຫ : ດວຍວທ ລະລຳຍເກອໃນນ ຳ ເປນວທທວອງໄວ

ມຄວາມຊດເຈນສງ

ຕອງມເຄ ອງວດຄາຊກນ າໄຟຟາ

ການຕງຄາເຄ ອງວດຄາຊກນ າໄຟ

Thank You !

ບດົທີ5: ພະລງັງານທດົແທນ...

Documents