Vodni elektrarna je vyrobna elektricke energie , jedna se o technologicky celek, p?em??ujici potencialni energii vody na elektrickou energii . Jedna se take o vodni dilo ve smyslu platnych pravnich p?edpis? . Obvykly typ ?i?ni vodni elektrarny se sklada z p?ehradni hraze nebo jezu , tj. vodniho dila , ktere zadr?uje vodu a ze strojovny , ve ktere jsou postaveny vodni turbiny a alternatory . Vyhodou vodnich elektraren je rychly nab?h a ?iroke mo?nosti regulace vykonu. V roce 2019 dosahla celkova instalovana kapacita hydroelektraren po celem sv?t? 1 292 GW a vyrobily 4 200 TWh. ^[1]

Po?atkem 20. stoleti byl zdroj vodni energie p?ezdivan jako ?bile uhli.“ ^[2] Vodni elektrarny nejsou klimaticky neutralni . ^{[3] [4]}

Popis funkce [ editovat | editovat zdroj ]

Mno?stvi vyu?itelne energie vodniho toku zavisi na vy?kovem rozdilu dvou r?znych vodnich hladin (?ili na spadu resp. vzajemnem p?evy?eni ) a na mno?stvi protekajici vody (pr?toku vody). Pro energeticke vyu?iti jakehokoliv vodniho toku byva v?t?inou nutne um?le vytvo?it vy?kovy rozdil hladin. Toho se dosahne tzv. vzdutim vody, co? byva zaji?t?no z?izenim ni??ich jez? ?i vy??ich p?ehrad . U p?e?erpavacich vodnich elektraren byva obvykle vzduti navic dopln?no o zvla?tni vy?e polo?enou nadr? , tzv. horni nadr?, ktera m??e byt umist?na n?kde stranou od p?vodniho vodniho toku. V ?eske republice je dnes v?t?ina vodnich elektraren postavena prav? p?i p?ehradach, v minulosti v?ak byvaly male vodni elektrarny v provozu tem?? na ka?dem jezu.

Rozd?leni vodnich elektraren [ editovat | editovat zdroj ]

Podle instalovaneho vykonu [ editovat | editovat zdroj ]

• male (do 10 MW)
• st?edni (do 100 MW)
• velke (nad 100 MW)

Podle vyu?ivaneho spadu [ editovat | editovat zdroj ]

• nizkotlake (spad do 20 m)
  • jsou na jezech
  • pou?ivaji Kaplanovu turbinu (od spadu okolo 0,6 m)
• st?edotlake (spad od 20 do 100 m)
  • typicky udolni p?ehrady
  • pou?ivaji Francisovu turbinu (spady od 40 m)
• vysokotlake (spad nad 100 m)
  • p?i spadu nad 400 m pou?ivaji Peltonovu turbinu
  • v ?eske republice je jejich zastupcem p?e?erpavaci vodni elektrarna Dlouhe stran? vyu?ivajici spad 510,7 m

Podle vyu?iti vodniho toku [ editovat | editovat zdroj ]

• pr?to?ne
• akumula?ni
• p?e?erpavaci
• slapove (p?ilivove) ^[5]

Konstrukce vodni elektrarny [ editovat | editovat zdroj ]

?ez p?ehradou s elektrarnou [ editovat | editovat zdroj ]

Hraz p?ehrady byva v?t?inou tvo?ena litym betonem, v praxi se vyskytuji i men?i hraze sypane. Uvnit? hraze se nachazi revizni, v?traci a drena?ni chodby (pro odvod prosakujici vody). Ocelovym potrubim je voda vedena k vodnim turbinam . Vstup vody do potrubi je opat?en ?isticim za?izenim zvanym ?esle a rychlouzav?rem, ktery p?i poru?e uzav?e p?ivod vody.

Elektrarna se obvykle nachazi pod p?ehradni hrazi; n?kdy je do ni rovnou vestav?na.

Struktura soustroji turbogeneratoru [ editovat | editovat zdroj ]

Turbiny s alternatory tvo?i v?dy soustroji (tzv. turbogenerator ), jejich? h?idele jsou spojeny pomoci pevne spojky, nebo jsou spolu spojeny n?jakym typem p?evodu. Hlavnimi ?astmi jsou:

• turbina, jeji? h?idel je spojena pevnou spojkou s rotorem generatoru. V ?eskych podminkach se obvykle pou?ivaji Kaplanovy turbiny s polohovatelnymi lopatkami.
• ob??ne kolo, ve kterem je ?asto umist?n mechanismus pro nata?eni lopatek
• rozvad?? ? lopatkovy kruh se stavitelnymi (nata?ecimi) lopatkami
• viko turbiny, ktere odd?luje vodni prostor od prostor? elektrarny a ve kterem jsou instalovana r?zna pomocna za?izeni
• servopohon ob??neho kola, ktery slou?i k regulaci vykonu nata?enim lopatek ob??neho kola.
• servopohon rozvad??oveho kruhu, ktery reguluje pr?to?ny pr??ez a tim i pr?tok vody ob??nym kolem
• zav?s, ktery slou?i k uchyceni celeho soustroji
• pomocny generator, ktery slou?i k vyrob? elektricke energie ur?ene pro pomocne pohony turbogeneratoru
• rozvad?ci hlava, ktera rozvadi olej pro servopohon ob??neho kola

Cele soustroji byva osazeno ?idly pro snimani teplot, pr?tok? a tlaku. Jejich vystupy pak mohou byt monitorovany na dozorn? elektrarny.

Vyhody a nevyhody vodnich elektraren [ editovat | editovat zdroj ]

Vyhody:

1. Energie vodnich tok? se po?ita k obnovitelnym zdroj?m ? nelze ji vy?erpat. Zarove? jeji provoz minimaln? zne?i??uje okoli.
2. Vodni elektrarny vy?aduji minimalni obsluhu i udr?bu a lze je ovladat na dalku.
3. Male vodni elektrarny prakticky nevytva?eji zaplavenou plochu a jsou velice levne na provoz.
4. Mohou startovat b?hem n?kolika sekund a dispe?ink je tak m??e pou?ivat jako ?pi?kovy zdroj k pokryti okam?itych narok? na vyrobu elektricke energie.
5. P?ehradni hraz doka?e zabranit i men?im povodnim, velke katastrofalni povodn? v?ak ovliv?uje velmi malo.
6. P?ehradni jezera mohou slou?it i pro jine dal?i u?ely, zejmena pro rekrea?ni u?ely nebo jako zdroje pitne ?i u?itkove vody ?ili pro vodohospoda?ske u?ely , ?asto byvaji vhodne i pro ?i?ni rybolov .

Nevyhody:

1. U p?ehradnich nadr?i zna?na cena a ?as vystavby a nutnost zatopeni velkeho uzemi.
2. Zavislost na stabilnim pr?toku vody.
3. P?ehradni hraze a jezy brani b??nemu lodnimu provozu na ?ece, je nutno vybudovat system plavebnich komor resp. zdymadel.
4. P?ehradni hraze a vy??i jezy brani tahu ryb, je nutno vybudovat system cest pro ryby.
5. Riziko havarie (protr?eni hraze p?i p?epln?ni, podemleti apod.)
6. Riziko zem?t?eseni . ^{[6] [7]}
7. P?ehradni nadr?e jsou zdrojem sklenikovych plyn?. ^{[8] [9]}
8. Zm?na teploty vody v ?ece. Nap?iklad v Praze ji? Vltava nezamrza. Jinde je teplota vody sni?ena. ^[10]
9. Zatopeni m??e zp?sobit, ?e se z p?dy do okoli uvol?uje rtu? . ^[11]

Vodni elektrarny v sou?asnosti v Severni Americe a Evrop? vice zanikaji ne? vznikaji. ^[12] P?esto?e mohou byt d?le?ite pro stabilitu elektricke sit?. ^[13]

P?e?erpavaci vodni elektrarny [ editovat | editovat zdroj ]

Jeliko? se elektricka energie neda nijak skladovat, pou?iva se potencialni energie vody k jeji p?em?n? na energii elektrickou a naopak.

• Pokud je spot?eba elektricke energie minimalni (tj. je ji v napajeci soustav? p?ebytek), pracuji soustroji v opa?ne roli, turbiny v roli ?erpadel a alternatory v roli synchronnich elektromotor? . Soustroji plni horni nadr? p?e?erpavaci elektrarny vodou z dolni nadr?e, system spot?ebovava elektrickou energii z elektrorozvodne sit?, chova se tedy jako velky spot?ebi? elektricke energie . Spot?ebovava tak obvykle elektrickou energii vyrobenou z jinych zdroj?, zpravidla se jedna o energii ziskanou z provozu tepelnych ?i jadernych elektraren .
• Pokud je naopak tzv. energeticka ?pi?ka nebo nastava-li po?adavek na maximalni odb?r (tj. elektricke energie je v napajeci soustav? nedostatek), pracuji naopak turbiny a alternatory v normalnim re?imu. Voda z horni nadr?e je v tomto p?ipad? ?izen? vypou?t?na do dolni nadr?e p?es turbiny elektrarny. Akumulovana potencialni energie vody je tim vlastn? p?em??ovana zp?t na energii elektrickou , ktera se tak opo?d?n? vraci zp?t do elektrorozvodne sit?.

Male vodni elektrarny (MVE) [ editovat | editovat zdroj ]

Jako male vodni elektrarny se ozna?uji vodni elektrarny s instalovanym vykonem maximaln? do 10 MW. MVE se v?t?inou buduji v mist? byvalych mlyn? a jez? . Jsou ale samoz?ejm? stav?ny a provozovany zcela nove MVE.

Nejv?t?i vodni elektrarny [ editovat | editovat zdroj ]

Nejv?t?i instalovany vykon ma elektrarna na p?ehrad? T?i sout?sky v ?in? ? 22 500 MW po dokon?eni v roce 2009. Z hlediska energetiky je ?eska ?nej“ na p?e?erpavaci vodni elektrarn? Dlouhe stran? : nejv?t?i instalovany vykon 2x325 MW, nejv?t?i spad 510,7 m a nejv?t?i reverzni Francisovy turbiny v Evrop? (325 MW).

Odkazy [ editovat | editovat zdroj ]

Reference [ editovat | editovat zdroj ]

Souvisejici ?lanky [ editovat | editovat zdroj ]

• Seznam vodnich elektraren v ?esku
• Male vodni elektrarny (MVE)
• P?e?erpavaci vodni elektrarny
• P?ilivove elektrarny

Externi odkazy [ editovat | editovat zdroj ]

• Obrazky, zvuky ?i videa k tematu vodni elektrarna na Wikimedia Commons
• Seznam d?l v  Soubornem katalogu ?R , jejich? tematem je Vodni elektrarna
• Vodni elektrarny v ?R
• Dvacet nejvykonn?j?ich vodnich elektraren v ?R
• Vodni elektrarny ?EZ
• Mala voda
• oEnergetice.cz: Vodni elektrarny