Мост, електрана, канализација и пречишћавање воде
Јединстрвена изградња моста, речних воденица(мини електрана), угоститељских тераса, ветрењача, канализације и система за пречишћавање воде
Функционално повезивање и јединствена,и временски усклађена, изградња објеката:
-моста и воденица, угоститељске терасе( „Београд на води“ на нашим великим рекама Србијe);
– канализације и система за пречишћавање, канала за тренспорт воде и одбрану од поплава, ветрењаче и пумпи- нису за бацање.
Мост је скуп објекат. О значају моста се код нас прича на нобеловски начин:“На Дрини ћуприја“. Од Зворника до Обреновца је неколико снажних мостова, у Београду, Новом Саду…
Мост на пловном делу наших великих река показаће да може пружити више кад му се додају нови садржаји:
-темељи и носачи речне воденице(радно коло и пумпе), туристичко пристаниште за бродове, угоститељске терасе, вишедневни боравак риболоваца и других заљубљеника… плажа на реци, ветрењача(е) и пумпе;
-на приобаљу: базени за купање, постројење за пречишћавање воде, канал-насип(засут надземно-бетонски канал) за одбрану од поплава и наводњавање;
-на води или обали(водени или копнени део) турбина и генератор електричне енергије.
И, као додатак- пословање у ел валути.
Мостови се граде државним новцем и личнима средствима(новцем)
народа.
Народ има интерес да улаже новац у енергетско постројење, у пристаниште туристичких бродова , терасе и воденице, у рад и простор за вишедневни боравак риболоваца и разних љубитеља природе на води.
-Имућнији учествују у финансирању градње већих делова моста. За то добијају део мостарине: укупни новац од мостарине би се пропорционално делио на учеснике градње моста. Мостарину на новим мостовима, наравно, не плаћа становништво(општина) са обе стране реке-моста.
– Народ може својим новцем градити и делиће моста. Новац се враћа улагачу кроз мостарину(будући број прелазака). Остварује се својеврсна штедња динара- вредност се не мења(броје се преласци). Нешто слично се дешава и при формирању фонда( тржишта) ел валуте.
-Воденица и сви остали објекти( микро електрана) продаје Мосту електричну енергију у време када воденица нема посету(туристи), продају се kwh(и) или се kwh(и) позајмљују Дистрибуцији: kwh(и) постају штедња у елима.
Број прелазака(наплаћена услуга) и продаја kwh(а) електричне енергије је, заправо, понуда и потражња, тржиште ел валуте: број прелазака(услуга) и број kwh(a) имају карактер ел валуте.
Воденице се постављају испод моста, између његових основних стубова. Мост ће стубове воденица додатно искористити кад му затребају(покретни ослонци).
Рецимо: ако се мост почне увијати од ветра , на моменте(кратко) ће се ослони на стубове за везивање воденице.
Дакле, мост, стубови моста, стубови воденица нису спојени, не оптерећују једни друге:
-Удар ветра у плочу моста(путни део) изазива мање осцилаторно и резонантно увијање плоче. Амплитуде увијања ће бити ограничене
(краће), мост ће издржати и јаче ударе ветра. Гради се безбеднији објекат.
Воденице се постављају испод, испред или иза моста, везују се за самосталне стубове на(у) води, а не за стубове моста. Бочна веза воденице и стубова зауставља љуљање воденице око уздужне осе.
Воденица и сваком тренутку прати водостај реке, аутоматика није потребна.
На поплавном таласу, који воденичко коло не може издржати, коло се диже из воде за половину ширине лопатица, а друга половина лопатица се закреће. Испод ниских мостова се не могу поставити воденице, на крају.. мост није услов за постављање воденица…
Заједничким парама се гради и заштитна(одбрамбена) мрежа и. бар, два реда правилно размакнутих бетонских стубова испред мреже; стубови и мрежа су испред дела моста са воденицама. Мрежа је значајна и за мост и за воденице: много мостова је срушено бујичним водама.
Други ред стубова служи за везивање воденице. Веза задржава подужне осцилације(љуљање)воденице.
Заштитна мрежа не сме бити никаква импровизација и ругло, већ снажна и лепа метална ограда са пешачком стазом изнад ограде и са степеништем за прилаз стази. Са стазе, изнад металне ограде, ће се чистити крупнији нанос: балвани, грање… и штитити мост и воденице од наноса, високог водостаја и поплава.
На воденици имамо радно коло воденице, простор за боравак, машински простор за водену пумпу и простор за угоститељску терасу. Пумпе користомо за подизање воде са воденице(са реке или из олука) до надземно бетонског канала(улаз у турбину).
Пумпа за ветрењаче и воденице је дугоходна клипна пумпа.Посебно бих издвојио пумпу са брегом и кулисом која користи полугу. Могу се употребити и просте спиралне или завојне пумпе.
Воденици посветити посебну пажњу и из ње извући највише што може дати у естетском и енергетском смислу.
Побољшање хидрауличкеих услова радног коло воденице може се остварити и довођењем воде са излаза главне турбине(олуком испод турбине), у питању је турбина са сталним положајем.
Водити рачуна да објекти на води не утичу на речни ток- могуће скретање водене струје.
Наведени распоред објеката ће се променити ако рад воденица, ветрењача, недземно- бетонских канала и постројење за пречишћавање воде то захтева(постројење за пречишћавање воде мора бити заштићено од поплаве надземно-бетонским каналом).
Бетонски канали-олуци:
Надземно- бетонски канали и олуци изнад реке су разводници воде целог постројења.
Како повезати надземно- бетонски канал и олук, турбину и воденичко радно кола? На уму ми је следеће:
1)-Цело постројење се завршава са једном турбином и једним генератором електричне енергије. Турбина добија воду од надземно –бетонског канала и од „олука“, преко пумпи ветрењаче и воденице(секундарна количина).
“Олуком“ се може хватати и кишница са моста(први ред олука). Ово је независан олук и он иде на надземно–бетонски канал.
Пример:
1000м дужина моста, 12м ширина моста и киша са 30л/м2 даће у олук 1000м x 12m x 30л/м2 =360 м3 воде.
Други ред олука је нешто испод положаја главне турбине (само за турбине са сталним положајем).
Воду из друго реда олука шаљемо на:
– радно коло воденице и јачамо напад воде на коло;
– надземно бетонски канал: враћамо воду турбини пумпама воденице и ветрењаче.
Доња ивица основе олука је око 1м испод висине турбине, а 2,5м испод доње ивице надземно-бетонског канала.
Турбина је 1,5м испод висине обале, на већем водостају турбина не ради(стални положај турбине).
2)- Друго решење турбине и олука нема олук испод турбине, већ има базен на дну реке и кесон изнад базена; предлажем покретљив склоп турбине(вратила и турбине), цилиндра турбине(кућишта) у турбинском тунелу.
Склоп чини: покретни цилиндар турбине, пловни носач цилиндра,кесон(затворен ваздух), турбина и вратило. Све то заједно прати спуштање нивоа воде на реци.
Зашто је потребна покретљивост турбине?
– Померење турбине ка доњој води, повећава се пад воде са надземно-бетонског канала(горња вода).
ПРИМЕР:
Ако висински пад воде турбине, Н=3м, пређе у пад од 4м, уз проток воде
од Q100 ==0,318444 м3 /s (види доњи пример канализације у насељу
са 100 000 становника), хидрауличка снага ће бити P100 = 14,9168KW.
Дакле, корисни пад турбине је већи(снага турбине већа) ако је водостај реке и турбине нижи.
Уопште, друго решење турбине предлажем:
– као проширење, додатак, хидроелектране (Ђердап3)или за преправку( дораду, проширење..) старих електрана;
– на Сави код Обреновца, где ће извор воде бити на расхладном постројењу термоелктране“Никола Тесла Б“.
У нашој причи. место за електрану има смисла ако имамо 2,5м до 4,5м (Каплан) од турбине до горње ивице надземно –бетонског канала, и то је, за овакве пројекте, корисни пад турбине. Oва вредност је достижна и за надземно-бетонски канал, и за канализациону мрежу у равници и, посебно, за расхладну воду термоелектране (уопштено причам)..
Ако је цео крај приобаља под нагибом, користан пад је већи.
Не би требало да буде више од две ветрењаче на води и једна на обали(на копну) са једне стране реке; много птица је на реци, не сме се поставити велики број ветрењача, а постављају се само ради постизања стабилног протока воде кроз турбину.
Ветрењача са 8м пречника кола обезбедити снагу за пумпу са више од 500л/мин воде(9 л/с).
Пример хидрауличке снаге за воденицу и ветрењачу:
-Проток пумпи са три воденице:
QVO = 3 X 3 л/s= 0,009 м3 /s.
-Проток пумпи са три ветрењаче, 10м пречника кола:
QVE = 3 X 9 л/s= 27 л/s =0,027 м3 /s.
Укупан проток:
Q= QV+ QVE =(0,009+0,027)м3 /s.=0,036 м3 /s.
Укупна хидрауличка снага:
P=ρgQH=1000 x 9,81 x 0,036 x 3=1,05948KW;
Укупна снага микро електране уз мост би била од 25KW до 35KW
( шест до седам воденица и ветрењача око моста и 100 000 становника у насељу).
Произведена електрична енергија се користи за потребе воденице, угоститељске терасе или за локалну мрежу моста.
Уз сваки моста, на већини равничарских река , Дрине, Мораве, Саве, Дунава… може се поставити шест до седам воденица.
Mожда у Србији има око двадесет четири велика моста. Дакле, имали бисмо снаге 600KW до 1008KW од воденица, ветрењача, од локалних канализационих и индустријских система за пречишћавање воде( у будућности обавезни услов)
Прикључак произведене електричне енергије микро електране има три задатка:
– формира резервну(независну) електричну мрежу на мосту;
једна воденица не значи ништа за мост, али воденица уз ветрењачу обезбеђује стабилан ниво воде у надземно-бетонском каналу за турбину и генератор ел. енергије.
Масовна примена воденица у Србији даје занемарљив допринос укупном потенцијалу електромреже, али увек представља локални микро извор чисте електричне енергије(постројења чистих технолошких процеса);
– прикључак обезбеђује мосту ел. енергију за време нестанка електричне енергије у електродистрибутивниј мрежи: речни ток и канализациона мрежа у насељима увек ради;
– ел. енергија локалног прикључка је произведена без смањења потенцијала и водостаја реке.
Утицај воденице(микро електране) на природу је, по неким параметрима, мањи него утицај постојећих постројења чисте енергије: ветрогенератора, соларних електрана.
Реверзибилно језеро и критичан капацитет чистих извора електричне енергије:
Критичан капацитет чистих извора електричне енергије постиже се, на микро плану, локалном мрежом(нема дистрибутивне мреже)снагом воденица, ветрогенератора, соларних панела…Народни новац треба да иде по том реду.
-Енергетски капацитет дистривне мреже се, напомињем, може постићи реверзибилном акумулацијом воде.
Својеврсна реверзибилност се може остварити пребацивањем воде са излаза електране(бране) на њен улаз(кружни циклус).
Место одакле се узима вода су:бродске преводнице, бранске преливнице и основне турбине; нема смањења водостаја реке или основног језера.
Зашто не бисмо свугде, и у локалу и у главној енергетској мрежи, остварили овакву врсту реверзибилности?
Потребно је рачунски одредити оптималан капацитет(фонд)електричне енергије. Енергија мреже мора бити стабилна. Стабилност гарантоване снаге у мрежи обезбеђује и стабилност штедње у ел валути.
Дакле: својеврсна реверзибилност се остварује манипулацијом воде на свим наведеним објектима: воденици, ветрењачи, каналу за транспорт воде из постројења за пречишћавање канализационе воде, каналу за заштиту од поплава, па и базену за купање на приобаљу(не укопан, већ надземни базен).
Напомена:
Надземни(не укопани) базени за купање на приобаљу су реверзибилна акумулација воде. Рецимо: запремина једног базена(тј.воде)
од 50м x 12м x 3м= 1800 м3 .
-Будућа канализациона мрежа насеља у равници(најављује се у Србији) не може се извести без надземно- бетонског канала, па макар то био и последњи километар канала до речног корита(пречишћена вода).
Дакле: употреба пумпи и подизање воде у надземно –бетонски канал је својеврсна реверзибилна акумулација воде.
-Водоводна мрежа сваког села, града-насеља је реверзибилна акумулација воде. Потребно је из постројења за пречишћавање(рачунам да ће га свака канализациона мрежа имати) послати воду на насип(засут надземно-бетонски канал) и у каналу(насипу) остварити потенцијалну енергију воде.
Да би имали микро електрану од ове воде , потребно је имати више од 50 000 становника у насељу.
250л/дан је просечна дневна потрошња воде по становнику у Србији. Насеље(рецимо:општина преко 50 000 становника) и са фреквенцијом потрошње воде као у Београду, троши 330л/дан по становнику.
-Проток и снага воде канализације:
Q1=330л/дан=0,00381944л/с=3,819444 x 10-6м3/с (по становнику на дан), 50 000 становника и
Н=3м-висински пад турбине;
Q50 =50 000 x 330 л/дан =50 000 x 0,003819444 м3/с = 0,19097222 м3 /s,
P50 =ρgQH=1000 x 9,81 x 0,190,722 x 3= 5, 6203KW.
P100 =ρgQH=1000 x 9,81 x 2 x 0,1909722 x 3 = 11, 2406KW – снага воде од 100 000 становника.
-Додатни проток и снага воде од кишне канализације:
Додатни проток и снага кишне канализације се може проценити ако се узму средње месечне падавине у насељу.
Падавине повећавају доток воде до турбине. Пример прорачуна изостављам…
Београд има око седамнаест места, одвода(изливних места) канализационе воде.
Хидроцентрале гарантују враћање енергије из воде електродистрибутивној мрежи, а електродисрибутивна мрежа гарантује испоруку снагу, било кад и било где. Власници електране обезбеђују штедњу произведених kwh(а) електричне енергије у реверзибилном језеру-трезору фонда ел валуте.
Примена воденице у наводњавању:
-Воденица(и ветрењача)може бити и пумпна станица за наводњавање приобаља. За сада, ретко ко користи воду за наводњавање из наших великих река; можда ће пречишћавање воде дати боље резултате.
-Пољопривредни произвођачи финансирају изградњу воденице као би на њој(терасе) пласирали своје производе. Воденице и ветрењаче су интересантне за сеоску туристичку понуду.
Мане и врлине кола речне воденица(уопштено):
-Снага воденице(радно коло) је изузетно мала(1KW do 3KW). Све друге особине воденице су савршене.
-Снага статичко-динамичког кола(воденички хидромотор) je променљива и зависи од снаге пумпе(уопште:турбина-пумпа или ветрењача-пумпа) коју употребимо иза воденичког(излазна страна) радног кола или од додатне количине воде која се доведе колу са олука..
Мотиви:
– Воденице су неодољиве због савршених(изванредних) еколошких квалитета, због привлачног и занимљивог изгледа пристаништa, терасе и непосредно присутство машинске хале(провидан- стаклени зид), што подсећа(асоцира) на историју(време) воденица; неодољиве су и угоститељске понуде, риболов и вишедневни смештај…
Ако воденице градимо из наведених разлога, зашто за себе не би произвеле и нешто енергије?
-Ветрењаче:
Изглед стуба(носач ветрењаче) прилагодити знатижељи посетилаца(туриста)-носач обзидати циглом и извести облик старе воденица; обзидан објекат ће послужити и за смештај механичког преносника снаге: коленасто вратило, укрсна глава..
Уклопио бих два изгледа ветрењача: нову и стару ветрењачу; слике из нашег краја су узете са интернета:
Иначе, у Киндердајку(Холандија) ветрењаче изгледају:
И, добро би се уклопила са воденицом поред себе:
;
слика je узете са интернета, ако аутори слика захтевају да се слике уклоне – биће уклоњене.
Ко хоће да оствари велике паре на чистим изворима енергије, тај ће одмах одустати од изградње; воденица се прихвата или одбацује, прихвата или одбацује једна култура живљења(понашања).
Ништа није исплативо ако све што радимо меримо новцем; једна воденица на реци, ветрењача на приобаљу, једно дрво на голети не значи ништа, али их увек неко постави.
На крају, од свега је важнија чиста вода, па заједничком пројекту додати постројење за пречишћавање и постројење за раздвајање чисте воде од прљаве. Пречишћена вода иде на турбину, олук и реку.
-Обавезу пречишћавања воде имаће у будућности сва индустијска(и остала)постројења која у свом раду троше и загађују воду.
Додатак у новцу за надземно-бетонски канал и ветрењачу на приобаљу, наравно, плаћа држава.Мали резултати доносе суштинску, муком створену, корист и човеку и природи.
Велики број постројења се мора градити у склопу једног, глобалног постројења;
-градњу поспешује интерес појединца(понеких) и потпуни широки интерес(и) осталих(свих) живих бића, пример: производња водоника(горива) и азота(ђубриво за биљке)од амонијака из воде за пречишћавање.
Брз успех је дискутабилан, последице по природу су дугорочне.
Део приче о реверзибилности језера имамо у “Учешће народа у изградњи Ђердап3“, али, чланак се тренутно разбија на мање теме и тренутно није доступан.
Реверзибилни процес и примена турбине са променљивим положајем може бити и на постројењу воде за хлађење на термоелектрани“Никола Тесла Б“
Закључак, сумирање:
-Дакле, обједињене су потребе у туризму са објектима атрактивног изгледа: облик старе речне воденице , ветрењаче(облик), туристичко пристаниште, угоститељске терасе и одржив, чист(уређен), животни простор: уређена канализација, систем за пречишћавање, канали за транспорт воде и одбрану од поплава- све то није за бацање.
Насилно запоседнуто место(једно) у природи од стране једног постројења се мора максимално искористити и попунити другим постројењима, дакле, једно по једно постројење не иде на(не отимају) друга места у природи, већ се на једном месту гради сложено постројење.
„Цигла по циглу“… дпуњава се постројење за пречишћавање канализационе воде воде, постројење за производњу водоника(гориво) и азота(ђубриво) из амонијака, постројење за хлађење термоелектране, надземно-бетонски канал за транспорт воде и одбрану од полава(обавезно поклопљен и засут земљом)…допуњавају се међусобно и завршавају хидроелектраном.
Свакако, оно што везује два постројења је заједничко место, заједнички предмет обраде, услуге и заједнички интерес:чиста околина, вода, енергија…
Повезивање наведених постројења захтева производњу специфични машина:
-Воденице(коло) су изузетно спороходне машине(мотори). Таквом мотору одговара спороходна клипна, спирална или завојна пумпа. До сада, такве пумпе за воденице нисмо правили…
Потребан је произвођач пумпи и воденичког кола-ново предузеће, производна радиoница…произведене компоненте ће се негде употребити…
Клипна пумпа за ветрењачу и воденицу ради уз коленасто вратило и укрсну главу. Било би иделно да се прилагођена пумпа изведе са укрсном главом, са кулисом и полугом за повлачење клипа(подизање воде), делови већ постоје на пумпи са брегом, кулисом и полугом( пумпa постоји)..
-Новом радном колу воденице додатно довести воду са олука и постићи продуктивнији рад радног кола.
Снага пумпе ветрењаче и воденице утиче на стабилност рада турбине, одржава стабилан проток воде кроз турбину. Нажалост, њихов број број је, у нашој причи око моста, ограничен.
-Генератор електричне енергије се покреће једном турбином са вертикалним вратилом.
Прво сам предложио турбину са сталним положајем у односу на надземно- бетонско корито, међутим, предлажем и турбину са променљивим положајем у склопу који ће да прати водостај доње воде реке.
Конкретно, турбину с променљивим положајем предлажем за микро електрану на реци Сави, која би користила расхладну воду ТЕ “НиколаТесла Б“. Погледај: пдф 3361-49-10163-1-10-20180404 и пдф (1)
и упореди са https://gradiuinflaciji.wordpress.com/turbine-nadoknada-snage-turbine-padom-nivoa-jezera-reke/
Склоп чини: цилиндар турбине(покретан у тунелу турбине) и кесон на доњој води,турбина и њено вратило. Предлажем исти склоп и за велике нове и старе хидроцентрале.
Даље:
-Протоци свих пумпи, са свих воденица, сабирају се у заједнички “олук“ и шаљу се ка једној висинској турбини(један генератор).
-Промена нивоа воде на реци пружа пумпи ветрењаче и воденице мању висину дизања воде до надземно-бетонског канала.
Ако је ниво реке максималан близу, скоро до висине обале,пумпа воденице ће бити на висини надземно-бетонског канала: на воденици је пумпа подигнута, најмање 1,5м, а воденица увек прати висину водостаја реке.
Дакле:
– Постројење за производњу електричне енергије има само једну турбину и један генератор, нема бране на реци , нема насилне промене водостаја реке…
-Нижи водостај реке даје већи корисни висински пад горње воде; турбина променљивог положаја прати водостај доње воде реке (склоп са турбином се вертикално помера горе-доле).
-Протоци воде пумпи вертрењаче и воденице до надземно-бетоског канала су секундарног значаја и служе за стабилизацију протока воде кроз турбину: главни доток воде стиже из постројења за пречишћавање(вода канализације).
-На воденици или на генератору на обали се може организовати пуњење акумулатора електричне енергије.
Присуство станице за пуњење акумулатора поспешује употребу електромотора за погон чамаца, што би био вредан еколошки подухват.
-Будућа постројења за пречишћавање воде су акумулације воде за електрану(турбину и генератор).
-И водоводна мрежа сваког села, града-насеља, је реверзибилна акумулација за електрану, наравно, повезана је постројењем за пречишћавање.
Градови, попут Београда, дневно потроше 330 л/дневно по становнику.
Претпоставка да воду из великих градова шаљемо ка мосту, Србија има бар двадесет четири моста, имали бисмо од 600KW до 1008KW водене снаге дневно.
Градови, попут Београда, дневно потроше 330 л/дневно по становнику.
Или: претпоставка да вода из великих градова иде ка мосту и да у Србији има бар двадесет четири моста, имали бисмо од 600KW до 1008KW водене снаге дневно.
Како воденице раде 365 дана у години и 24 часа дневно, осим у данима када су реке залеђене, произведена електрична енергија је:
oд 600 x 365 =219 100KWh дo
1008 x 365=367 920 KWh годишње.
-Надземно- бетонски канал је истовремено и заштита од поплава и реверзибилна акумулација воде. Поплавна вода у каналу је заробљена и враћа се на турбину када водостај реке опадa. Надземно- бетонски канал(затрпава се земљом), дужине 25км и попр. пресека 7,25м2, обезбеђује шест дана снагу турбине од 8 kw до10 kw
Свака воденица је предмет интересовања и предмет где се улаже новац: једна воденица- један власник или задруга; висинска турбина и генератор је већ скупљи акционарски капитал.
Употребом воденице(радног кола), ветрењаче, надземно-бетонског канала, воде из канализације и система за пречишћавање постиже се извесна реверзибилност и смањује број посебних водених акумулација-брана.
-Сва постројења, ако могу и ако je мост близу, усмерити ка мосту. На мосту су прилазни путеви и све је остало уз њих. Са моста људи лако уочавају угоститељске терасе воденице, ветрењаче… Место одмора се налази пред њима.
Многи људи, различитог интересовања и занимања, прихватиће живот око воденице и реке.
Можда ће слика сутрашњице тако изгледати, ја је тако замишљам:
Народ ће можда имати прилику да изгради мост, воденице, канализацију, систем за пречишћавање, надземно бетонски канал(насип)и микро електрану као једно постројење.
Будућа канализација насеља у равници се не може извести без половине објеката из заједничког пројекта, без пумпи, надземно-бетонског канала, постројења за пречишћавање и погонских мотора. –Па, урадимо је како ваља.
Напомена:
Сваки чланак се допуњава и исправља, међутим, замисли и идеје у чланцима су суштина и не мењају се.
Срдачан поздрав и добро здравље,
дипл. мш. инж. Младен Поповић
