Energie vody
Vodní energie má největší podíl mezi obnovitelnými zdroji v ČR.
Využití vodní energie
-
v minulosti - pomocí vodního kola pro pohon různých technických zařízení (vodní mlýny, hamry, pily, lisy…),
-
v současnosti - pomocí vodní turbíny pro výrobu elektřiny.
Princip vodní elektrárny
Ve vodní elektrárně se přeměňuje potenciální energie vody na elektrickou energii.
Voda roztáčí turbínu a ta je na společné hřídeli s elektrickým generátorem (dohromady tvoří tzv. turbogenerátor). Mechanická energie proudící vody se tak mění na energii elektrickou, která se transformuje a odvádí do míst spotřeby.
Obr. 1: Části turbíny - schéma
Výběr turbíny závisí na účelu a podmínkách celého vodního díla:
-
nejčastěji se osazují Francisova turbína nebo Kaplanova turbína,
-
pro vysoké spády se používá Peltonova turbína,
-
v přečerpávacích vodních elektrárnách bývá turbína s reverzním chodem a s přestavitelnými lopatkami,
-
v malých vodních elektrárnách se osazuje malá horizontální Bánkiho turbína nebo Francisova.
Vodní elektrárny dle konstrukce:
-
průtočné elektrárny:
-
jezové - spád je vytvořen jezem,
-
náhonové - spád je vyřešen umělým kanálem (náhonem).
-
Poznámka - malé vodní elektrárny:
Zřizují se na menších vodních tocích (= elektrárny s instalovaným výkonem do 10 MW včetně).
Průtoky takových toků jsou kolísavé a silně závislé na počasí a na ročním období.
Slouží jen jako sezónní zdroje energie.
- přehradní elektrárny (akumulační) - spád je vytvořen pomocí přehrady:
Jsou součástí vodních děl - nádrží.
Stabilizují průtoky říčním korytem, chrání před povodněmi a umožňují plavbu na toku.
Břehy nádrží mohou sloužit jako rekreační oblasti.
Nádrže mohu být zdrojem pitné vody pro vodárny, vody pro průmysl a pro zemědělství.
Elektrárny jsou zabudované přímo do tělesa hráze nebo hluboko v podzemí (voda se přivádí tlakovým potrubím a odvádí se podzemním kanálem).
Obr. 2: Přehradní elektrárna - schéma
-
Přečerpávací elektrárny:
-
Tvoří je soustava dvou vodních nádrží v různých výškách spojených tlakovým potrubím (v dolní části je umístěna turbína s elektrickým generátorem).
-
Slouží k vyvažování energetických špiček v rozvodné síti (v době přebytku energie v síti energii spotřebovávají k čerpání vody ze spodní nádrže do nádrže horní, v době energetických špiček průtokem vody z horní nádrže do spodní elektrickou energii vyrábějí).
-
Obr. 3: Přečerpávací elektrárna - schéma
- Přílivové elektrárny - využívají energii mořského přílivu a jsou využitelné v přímořských státech.
Výhody výroby elektřiny z vody:
-
pokrývají spotřebu elektrické energie v době energetických špiček v rozvodné síti,
-
neznečišťují ovzduší, nedevastují těžbou a dopravou paliv a surovin,
-
jsou bezodpadové a vysoce bezpečné,
-
vyrovnávají změny průtoku na vodních tocích a revitalizují vodní prostředí (prokysličování vodního toku).
Nevýhody výroby elektřiny z vody:
- Naše toky nemají potřebný spád, ani dostatečné množství vody. Proto vodní elektrárny v ČR pracují jen jako doplňkové zdroje elektřiny (v roce 2012 jen 4 % z celkové vyrobené elektrické energie).
Obr. 4: Podíly jednotlivých zdrojů energie na celkové energetické spotřebě v České republice
Zdroje
- Actum s.r.o. Alternativní zdroje energie. [online]. [cit. 2014-11-08]. Dostupné z:http://www.alternativni-zdroje.cz/vodni-energie.htm
Obrázky:
-
Obr. 1: Lundegaard - e business solutions provider. Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: http://www.energetickyporadce.cz/cs/uspory-energie/obnovitelne-zdroje/energie-vody/Contents/0/_turbina.jpg
-
Obr. 2: Jzed & energyweb & energ.cz & ČEZ. lu: 2008. Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQowBCHxNfWkGWyKe7SdRIGoDgENmlwm4SXPeR5LOTIFq4gukI85A
-
Obr. 3: Jzed & energyweb & energ.cz & ČEZ. lu: 2008.. Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: https://encrypted-tbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQENapATCh7dc69glE8uub38uHyq8BWhnCGEemSUg9mbkR962xOMw
-
Obr. 4: 2008 nazeleno.cz. Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: http://www.nazeleno.cz/Files/FckGallery/01arahc.jpg
-
Obr. 5: ENERGETICKÝ REGULAČNÍ ÚŘAD 2007. Roční zpráva o provozu ES ČR - ERÚ 2006: 164 mapy. [online]. s. 1 [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: www.eru.cz/documents/10540/462820/Roni_zprava_provoz_ES_2006.pdf/22b86f21-badc-4f99-9e34-c4a200f3b6e7
-
Obr. 6: Jzed & energyweb & energ.cz & ČEZ. lu: 2008. Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: http://ok1zed.sweb.cz/img/elv-turb1.gif
-
Obr. 7: Autor neznámý Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: http://www.hotelslunnydvur.cz/images/aktivity/elektrarna_dlouhe_strane.jpg
-
Obr. 8: Autor neznámý. Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: http://luv-i.net/fotky/USA2009/j06_p1050734.jpg
-
Obr. 9: 2012 CKD Blansko. Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: http://ckd.webmaster3.cz/wp-content/uploads/2012/05/Kaplanova-turb%C3%ADna_Eldforsen.jpg
-
Obr. 10: NOVÁK, Miroslav. Obrázek [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: http://www.amic.cz/obrazek/4d2d68fe3ce1f/peltonova-turbina_667x500.jpg
-
Obr. 11: LAIKA, Viktor. Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: http://mve.energetika.cz/primotlaketurbiny/banki.gif
-
Obr. 12: ČERNÝ, Václav. Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: http://chranene-uzemi.sije.cz/holubovske-hadce/slides/holubov-11.jpg
-
Obr. 13: Autor neznámý. Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: http://www.sps-pi.cz/dokumenty/sps/janousek/projekty/NORSKO_Vodni_dila_1999/WWW/Norsko_foto/hunderf.jpg
-
Obr. 14: Copyright Simopt, s.r.o. 1999 - 2002. Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: http://www.energyweb.cz/web/EE/images/01/11_01.gif
-
Obr. 15: Autor neznámý. Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: http://1.bp.blogspot.com/-0VBK6AjfH8g/TwGw328GyxI/AAAAAAAAByI/jRBxzY9rCHc/s400/rossett%2Bwater%2Bwheel.jpg
-
Obr. 16: Autor neznámý. Obrázek. [online]. [cit. 2014-11-27]. Dostupné z: http://www.pilakudrna.cz/gal/g101.jpg
Samostatná práce
Otevři na Internetu následující adresu a vypracuj úkoly:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Seznam_vodn%C3%ADch_elektr%C3%A1ren_v_%C4%8Cesku
- Vyhledej v tabulce přečerpávací elektrárny v ČR - která je nejstarší, která má největší výkon a která vyrábí nejvíce energie?
- Nakresli do sloupcového grafu množství vyrobené energie v roce 2009 elektrárnami přečerpávacími, malými vodními a elektrárnami s výkonem nad 10GWh. Které z nich mají nevyšší podíl na výrobě elektřiny?
- Na které naší řece máme nejvíce akumulačních elektráren (vyhledej v tabulce)?
- Která naše akumulační elektrárna má nejvyšší výkon a na které řece je?
- Vyhledej naši nejstarší malou vodní elektrárnu – uveď její název, na které je řece (víte, ve kterém je pohoří)?
Zajímavost
Národní kulturní památka Vodní mlýn ve Slupi: http://www.slup.cz/index.php?ID=915
Více informací o vodních elektrárnách: http://ok1zed.sweb.cz/s/el_vodniel.htm
Zajímavosti o přečerpávací elektrárně Dlouhé Stráně: http://www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/obnovitelne-zdroje/voda/dlouhe-strane.html
|
Kolující energie (přečerpávací elektrárna Štěchovice) - vhodné i pro žáky ZŠ