UNIWERSYTET PRZYRODNICZY W POZNANIU

WYDZIAŁ MELIORACJI I INŻYNIERII ŚRODOWISKA

KATEDRA INŻYNIERII WODNEJ I SANITARNEJ

ALTERNATYWNE ŹRÓDŁA ENERGII

PROJEKT MAŁEJ ELEKTROWNI WODNEJ

KLAUDIA KARTAWIK, GR. IW

INŻYNIERIA ŚRODOWISKA, ROK II, MGR

ROK AKADEM. 2013/14

TERMIN ODDANIA 17.12.2013 r

1. Opis przekroju wodowskazowego

RADEW (niem. Radüe) – rzeka w północno-zachodniej Polsce, prawobrzeżny dopływ Parsęty (w górnym biegu Debrzyca). Płynie przez Pojezierze Pomorskie i Pobrzeże Koszalińskie (w województwie zachodniopomorskim). Długość rzeki – 83 km, powierzchnia dorzecza – 1091,5 km²

PRZEBIEG

Jej źródła znajdują się niedaleko wsi Żydowo, na pd od Drzewian, na Pojezierzu Bytowskim (ok. 8 km na wschód od Bobolic). Przepływa przez jezioro Kwiecko, z którego wypływa już jako Radew. Początkowo płynie w wąskiej dolinie wśród lasów; przepływa przez kilka jezior (m.in. przez sztuczne Jezioro Hajka i Jezioro Rosnowskie, dalej Kanałem Rosnowskim. Przed ujściem skręca szerokim łukiem na północ. Dolina rzeczna jest tu znacznie szersza, na jej dnie widoczne są stare zakola. Ujście rzeki znajduje się w mieście Karlino.

ZLEWNIA

Lewe dopływy:

• Chociel

• Bielica

• Chotla

Prawe dopływy:

• Czarna

ZAGOSPODAROWANIE

W Rosnowie na Radwi (44,7 km) zlokalizowana jest mała elektrownia wodna o łącznej mocy 3300 kW.

W Niedalinie (36,0 km) zlokalizowana jest mała elektrownia wodna o łącznej nominalnej mocy zainstalowanej 1100 kW.

W Karlinie (0,53 km) bezpośrednio poniżej mostu drogi Karlino-Białogard znajduje się stały próg, za pomocą którego wody Radwi kierowane są na kanał energetyczny i na małą elektrownię wodną o mocy 155 kW. Dalej wody odpływają do rzeki Parsęty. Przy turbinowni tej elektrowni wykonano przepławkę dla ryb.

HISTORIA

Na polskiej mapie wojskowej z 1937 r. podano polski egzonim Radwa na oznaczenie rzeki. Nazwę Radew wprowadzono urzędowo w 1948 roku, zastępując poprzednią niemiecką nazwę rzeki – Radüe.

SZLAK KAJAKOWY

Radew stanowi szlak kajakowy na odcinku Żydowo - Karlino (około 50 km). Szlak prowadzi głównie przez tereny zalesione i jest stosunkowo trudny: w górnym i środkowym biegu występują głazy i szypoty. Na brzegach zalewów zlokalizowano pola biwakowe i kąpieliska. Przy elektrowniach wodnych zachodzi konieczność przenosek.

MIEJSCOWOŚĆ WODOWSKAZOWA

Wieś Białogórzyno leży ok. 11 km na północny wschód od Białogardu pomiędzy Kościernicą a miejscowością Nosówko, 1 km na zachód od rzeki Radew. Jest miejscowością wielodrożnicową z trójkątnym nawisem w centrum i z dawnym założeniem podworskim w części południowej.

Tabela 1. Stany wody

Rzeka	RADEW	Rok	1983	389		Profil	BIAŁOGÓRZYCE
Km	26,5	A	807	km2		P.p	25,49	m. nad Kr.
Dz.	XI	XII	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX
1	92	95	91	130	94	100	108	95	99	96	83
2	91	94	90	139	98	100	106	96	96	96	83
3	99	94	94	148	90	101	105	110	88	97	88
4	98	95	97	99	99	98	130	104	96	120	82
5	95	94	94	101	99	98	114	95	100	130	94
6	96	94	104	99	101	117	101	99	95	128	84
7	100	96	104	100	158	124	105	96	98	98	95
8	91	94	94	100	186	96	100	96	95	98	100
9	99	93	89	95	184	92	100	92	93	99	100
10	97	95	98	97	183	101	97	99	91	96	102
11	101	94	94	95	151	101	102	96	92	95	127
12	95	99	98	95	190	106	101	94	93	96	131
13	94	88	94	97	181	143	101	95	89	94	134
14	97	92	95	96	171	189	104	94	98	95	100
15	97	92	94	94	143	152	101	99	99	108	98
16	94	101	95	94	136	108	116	94	98	97	96
17	95	102	97	93	133	104	106	94	89	98	119
18	96	122	120	94	120	120	102	95	84	97	100
19	97	100	130	95	136	128	100	94	84	95	92
20	99	98	118	93	108	101	100	100	88	96	98
21	98	96	97	99	104	95	99	95	94	95	126
22	95	97	104	88	126	98	100	94	93	96	97
23	98	95	98	94	129	101	100	94	89	95	100
24	95	95	101	95	136	100	102	93	93	95	95
25	97	94	100	97	136	102	144	95	94	95	108
26	98	97	94	95	136	142	105	98	92	95	98
27	97	98	101	97	98	98	103	94	95	95	94
28	97	101	102	94	101	99	98	95	98	94	99
29	98	99	103		135	121	103	90	119	95	95
30	97	98	104		100	133	94	90	94	87	97
31		98	104		150		98		111	84
NQ	91	88	89	88	90	92	94	90	84	84	82
SQ	96	97	100	100	133	112	105	96	95	99	101
WQ	101	122	130	148	190	189	144	110	119	130	134

Tabela 2. Prędkości przepływu

Rzeka	RADEW	Rok	1983	389		Profil	BIAŁOGÓRZYCE
Km	26,5	A	807	km2		P.p	25,49	m. nad Kr.
Dz.	XI	XII	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX
1	6,45	7,22	6,84	11,10	7,13	7,70	8,58	6,20	5,76	5,49	4,50
2	6,36	7,13	6,75	12,30	7,51	7,70	8,36	5,49	5,49	5,49	4,50
3	7,07	7,13	7,13	13,50	6,75	7,81	8,25	7,05	4,82	5,58	4,82
4	7,06	7,22	7,42	7,60	7,60	7,51	11,10	6,33	5,49	8,60	4,43
5	6,79	7,13	7,13	7,81	7,60	7,51	9,25	5,40	5,85	10,30	5,40
6	6,88	7,13	8,14	7,60	7,81	9,58	7,81	5,76	5,40	9,96	4,56
7	7,24	7,32	8,14	7,70	15,20	10,40	8,25	5,49	5,67	5,67	5,40
8	6,43	7,13	7,13	7,70	21,20	7,32	7,70	5,49	5,40	5,67	5,85
9	7,15	7,04	6,67	7,22	20,70	6,94	7,70	5,13	5,22	5,76	5,85
10	7,05	7,22	7,60	7,42	20,50	7,81	7,42	5,76	5,04	5,49	6,09
11	7,42	7,13	7,13	7,22	14,00	7,81	7,92	5,49	5,13	5,40	9,79
12	6,86	7,60	7,60	7,22	22,10	8,36	7,81	5,31	5,22	5,49	10,50
13	6,77	6,59	7,13	7,42	20,00	12,80	7,81	5,40	4,88	5,31	11,00
14	7,05	6,94	7,22	7,32	17,70	21,90	8,14	5,31	5,67	5,40	5,85
15	7,12	6,94	7,13	7,13	12,80	14,20	7,81	5,76	5,76	6,81	5,67
16	6,84	7,81	7,22	7,13	11,90	8,58	9,47	5,31	5,67	5,58	5,49
17	6,93	7,92	7,42	7,04	11,90	8,14	8,36	5,31	4,88	5,67	8,44
18	7,03	10,20	9,92	7,13	9,92	9,92	7,92	5,40	4,56	5,58	5,85
19	7,12	7,70	11,10	7,22	11,90	10,90	7,70	5,31	4,56	5,40	5,13
20	7,37	7,51	9,70	7,04	8,58	7,81	7,70	5,85	4,82	5,49	5,67
21	7,28	7,32	7,42	7,60	8,14	7,22	7,60	5,40	5,31	5,40	9,62
22	7,00	7,42	8,14	6,59	10,60	7,51	7,70	5,31	5,22	5,49	5,58
23	7,28	7,22	7,51	7,13	11,00	7,81	7,70	5,31	4,88	5,40	5,85
24	7,08	7,22	7,81	7,22	11,90	7,70	7,92	5,22	5,22	5,40	5,40
25	7,27	7,13	7,70	7,42	11,90	7,92	13,00	5,40	5,31	5,40	6,81
26	7,36	7,42	7,13	7,22	11,90	12,70	8,25	5,67	5,13	5,40	5,67
27	7,27	7,51	7,81	7,42	7,51	7,51	8,03	5,31	5,40	5,40	5,40
28	7,35	7,81	7,92	7,13	7,81	7,60	7,51	5,40	5,67	5,31	5,76
29	7,43	7,60	8,03		11,80	7,81	6,55	4,95	8,44	5,40	5,40
30	7,35	7,51	8,14		7,70	11,50	6,20	4,95	5,31	4,76	5,58
31		7,51	8,14		13,80		6,55		7,20	4,56
NQ	6,36	6,59	6,67	6,59	6,75	6,94	6,20	4,95	4,56	4,56	4,43
SQ	7,06	7,41	7,75	7,84	12,16	9,20	8,13	5,52	5,43	5,87	6,20
WQ	7,43	10,20	11,10	13,50	22,10	21,90	13,00	7,05	8,44	10,30	11,00

Wykres 1. Natężenie przepływu

2. Krzywa czasu trwania przepływów

Tabela 3. Częstości i czasy trwania przepływów

KLASY	Przedział klas	Miesiące	Częstość (zaokr.)	Liczba stanów
		XI	XII	I
1.	4,36	6,57	3	-
2.	6,58	8,79	27	30
3.	8,80	11,01	-	1
4.	11,02	13,23	-	-
5.	13,24	15,44	-	-
6.	15,45	17,66	-	-
7.	17,67	19,88	-	-
8.	19,89	22,1	-	-
SUMA	30	31	31	28

Wykres 2. Krzywa częstości i czasów trwania przepływów

1. Krzywa mocy surowej

Tabela 4. Moc surowa

Czas	Q	H	Hs	N
dni	m^3/s	cm	m	kW
1	22,10	199,5	2,6	564,8
10	21,90	197,9	2,6	563,0
20	21,10	191,8	2,7	555,1
30	20,35	186,2	2,7	546,6
40	19,65	181,0	2,8	537,8
50	19,05	176,6	2,8	529,5
60	18,50	172,7	2,9	521,5
70	18,40	172,0	2,9	519,9
80	18,25	170,9	2,9	517,6
90	18,10	169,8	2,9	515,3
100	17,90	168,4	2,9	512,1
150	17,70	167,0	2,9	508,8
200	17,45	165,2	2,9	504,6
250	15,90	154,5	3,1	476,5
300	14,45	144,8	3,2	446,8
350	12,60	132,9	3,3	404,3
365	0,00	65,4	3,9	0,0

Wykres 3. Krzywa mocy surowej

2. Krzywa rocznej produkcji energii elektrycznej

Tabela 5. Moc zainstalowana przy przełyku turbin równym przepływowi trwającemu łącznie z wyższymi dni w roku

Czas	Q	Hs	Moc zainstalowana przy przełyku turbin równym przepływowi trwającemu łącznie z wyższymi dni w roku:
dni	m^3/s	m	1
1	22,10	2,6	564,8
10	21,90	2,6	559,7
20	21,10	2,7	539,2
30	20,35	2,7	520,1
40	19,65	2,8	502,2
50	19,05	2,8	486,8
60	18,50	2,9	472,8
70	18,40	2,9	470,2
80	18,25	2,9	466,4
90	18,10	2,9	462,6
100	17,90	2,9	457,5
150	17,70	2,9	452,3
200	17,45	2,9	446,0
250	15,90	3,1	406,3
300	14,45	3,2	369,3
350	12,60	3,3	322,0
365	0,00	3,9	0,0

Wykres 4. Moc o określonym czasie trwania

1. Określenie przepływu instalowanego

Tabela 6. Roczna produkcja energii

Czas [dni]	Energia produkowana przy przełyku turbiny równym przełykowi trwającemu łącznie z wyższymi dni w roku	MW·h	GW·h
	1	10	20
1	0,06
10	0,49	2,22
20	0,46	4,21	2,37
30	0,43	3,93	4,47
40	0,37	3,37	3,83
50	0,34	3,09	3,51
60	0,06	0,56	0,64
70	0,09	0,84	0,96
80	0,09	0,84	0,96
90	0,12	1,12	1,28
100	0,12	1,12	1,28
150	0,15	1,40	1,59
200	0,95	8,71	9,89
250	0,89	8,15	9,25
300	1,14	10,39	11,80
350	7,75	70,78	80,39
365	0,00	0,00	0,00

Wykres 5. Roczna produkcja energii

2. Dobór turbiny

Rys. 1. Nomogram

Dane wyjściowe dla doboru turbiny:

Q = 18 m³/s

H_n= 2,9 m

Dobrano dwie turbiny śmigłowe Kaplana o parametrach:

N = 200 kW

n = 150 obr/min

D = 1800 mm

Rys. 2. Turbina Kaplana w komorze betonowej