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A simplified methodology for the analysis of the establishment of hydrokinetic parks downstream from hydroelectric plants.

Barbosa, Paulo André Vasco; Blanco, Claudio José Cavalcante; Mesquita, André Luiz Amarante; Secretan, Yves (2018). A simplified methodology for the analysis of the establishment of hydrokinetic parks downstream from hydroelectric plants. Ambiente e Agua - An Interdisciplinary Journal of Applied Science , vol. 13 , nº 3. e2188. DOI: 10.4136/ambi-agua.2188.

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Résumé

The exploitation of surplus energy through the setup of hydrokinetic parks in reservoirs downstream from hydroelectric plants is on the increase worldwide. Costly measurements in loco are required in order to estimate the amount of energy that may be extracted from a river. However, river modeling provides river velocities and depths whereby the power of hydrokinetic parks may be estimated. Velocities and depths were simulated with a Saint-Venant 2-D model applied to a downstream reservoir of the Tucuruí hydroelectric dam. Velocities were extrapolated in the vertical direction by means of a logarithmic function to determine the vertical velocity profile, which transfers energy to the turbines. The turbine diameters were defined according to the depths of the studied section and information available in the literature. In the analyzed section, 73 turbines with approximately 3 MW may be installed. Power may be greater if other sections are evaluated. However, studies on environmental impacts and production reduction due to decrease of water level downstream the hydroelectric plant should be taken into account prior to the installation of hydrokinetic plants.

Resumo

O aproveitamento de energia remanescente, através da implantação de parques hidrocinéticos, em reservatórios de jusante de centrais hidrelétricas vem ganhando destaque no mundo. Para estimar a quantidade de energia que pode ser extraída de um rio, são necessárias medições in loco, gerando custos consideráveis. Entretanto, através de modelagem fluvial pode-se conhecer os campos de velocidades e profundidades do rio e se estimar a potência instalada de possíveis parques hidrocinéticos. Assim, foram exploradas velocidades e profundidades simuladas via modelo de Saint-Venant 2-D aplicado ao reservatório de jusante da hidrelétrica de Tucuruí. As velocidades foram extrapoladas na direção vertical por meio de uma função logarítmica para determinação do perfil vertical de velocidades. Os diâmetros das turbinas foram definidos em função das profundidades do trecho estudado e de informações disponíveis na literatura. Assim, na seção analisada podem ser instaladas 73 turbinas com potência de aproximadamente 3 MW. Essa potência pode ser maior desde que outras seções sejam avaliadas. Todavia, estudos relativos a impactos ambientais e redução da produção da planta principal devido à redução da altura útil de queda devem ser levados em consideração, antes da instalação de parques hidrocinéticos em reservatórios a jusante de hidrelétricas.

Type de document: Article
Mots-clés libres: hydroelectric plants; hydrokinetic turbine; surplus energy; centrais hidrelétricas; energia remanescente; turbina hidrocinética
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 25 oct. 2018 19:13
Dernière modification: 25 oct. 2018 19:13
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/7709

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