Zelená výstava - Energie

Energie - Vodní energie

Vodní energie je technicky využitelná potenciální, kinetická nebo tepelná energie veškerého vodstva na Zemi. Jedná se hned po biomase o druhý nejvyužívanější obnovitelný zdroj energie. Nejvíce se v dnešní době využívá přeměny ve vodních elektrárnách na elektrickou energii .

Vodní elektrárna je výrobna elektrické energie, jedná se o technologický celek, přeměňující potenciální energii vody na elektrickou energii. Jedná se také o vodní dílo ve smyslu platných právních předpisů.

Obvyklý typ říční vodní elektrárny se skládá z přehradní hráze nebo jezu, tj. vodního díla, které zadržuje vodu a ze strojovny, ve které jsou postaveny vodní turbíny a alternátory. Turbíny s alternátory tvoří vždy soustrojí, jejichž hřídele jsou spojeny pomocí pevné spojky, nebo jsou spolu spojeny nějakým typem převodu.

Rozdělení vodních elektráren

Podle instalovaného výkonu

malé (do 10 MW)
střední (do 100 MW)
velké (nad 100 MW)

Podle využívaného spádu

nízkotlaké (spád do 20 m)
středotlaké (spád od 20 do 100 m)
vysokotlaké (spád nad 100 m)

Podle využití vodního toku

průtočné
akumulační
přečerpávací
slapové (přílivové)

Řez přehradou s elektrárnou
Hráz přehrady bývá většinou tvořena litým betonem, v praxi se vyskytují i menší hráze sypané. Uvnitř hráze se nachází revizní, větrací a drenážní chodby (pro odvod prosakující vody). Ocelovým potrubím je voda vedena k vodním turbínám. Vstup vody do potrubí je opatřen čisticím zařízením zvaným česle a rychlouzávěrem, který při poruše uzavře přívod vody.

Elektrárna se obvykle nachází pod přehradní hrází; někdy je do ní rovnou vestavěna.

    A - hladina přehradní nádrže
    B - budova elektrárny
    C - turbína, kolem ní
         rozváděcí kolo a pod ní
         odtokový kanál
    D - generátor na společné ose s
         turbínou
    E - česle a uzávěr
    F - přívodní kanál
    G - transformátor, napojující
         elektrárnu do rozvodné sítě
    H - odtok

Struktura soustrojí turbogenerátoru

Hlavními částmi typického turbogenerátoru jsou:

Turbína, jejíž hřídel je spojena pevnou spojkou s rotorem generátoru. V českých podmínkách se obvykle používají Kaplanovy turbíny s polohovatelnými lopatkami.
Oběžné kolo, ve kterém je často umístěn mechanismus pro natáčení lopatek
Rozvaděč - lopatkový kruh se stavitelnými (natáčecími) lopatkami
Víko turbíny, které odděluje vodní prostor od prostorů elektrárny a ve kterém jsou instalována různá pomocná zařízení
Servopohon oběžného kola, který slouží k regulaci výkonu natáčením lopatek oběžného kola.
Servopohon rozvaděčového kruhu, který reguluje průtočný průřez a tím i průtok vody oběžným kolem
Závěs, který slouží k uchycení celého soustrojí
Pomocný generátor, který slouží k výrobě elektrické energie určené pro pomocné pohony turbogenerátoru
Rozváděcí hlava, která rozvádí olej pro servopohon oběžného kola

Celé soustrojí bývá osazeno čidly pro snímání teplot, průtoků a tlaku. Jejich výstupy pak mohou být monitorovány na dozorně elektrárny.

A máme zde malé zopakování.

Jaký je horní limit po malé vodní elektrárny?
Jaké je hlavní těleso ve vodní elektrárně?
Je energie z vodních elektráren zařazena jako obnovitelná?