K ukládání nastavení a správnému fungování využíváme soubory cookies. Používáním webu s jejich používáním souhlasíte. Více o cookies



Obnovi­telné zdroje

Vodní elektrárny

Voda byla využívána jako zdroj energie už ve starověku. Vodní kola, mlýny a jezy byly i v České republice v minulosti běžnou součástí malých i velkých vodních toků a tradice vodních elektráren u nás sahá až k přelomu 19. a 20. století. Některé z nich, například ve Veselí nad Moravou z roku 1913, se zachovaly a plní svou funkci dodnes. Moderní vodní elektrárny jsou v České republice nejvýznamnějším obnovitelným zdrojem elektrické energie.

Jak vodní elektrárna funguje 

Vodní elektrárna využívá přirozeného energetického potenciálu tekoucí vody. Množství využitelné energie závisí na velikosti a síle toku a na výškovém spádu, tedy na výškovém rozdílu hladin. V našich podmínkách musí být toto převýšení většinou uměle vytvořeno stavbou jezů a přehrad. Protékající voda roztáčí turbínu, která je upevněna na společné hřídeli s generátorem elektrické energie. Mechanická energie proudící vody se tak mění na energii elektrickou.

Rozdělení podle velikosti

· Malé vodní elektrárny (do výkonu 10 MW)

V České republice je v současné době provozováno několik stovek malých vodních elektráren. Díky významné tradici jezů a vodních mlýnů jsou často budovány v místech, kde již v minulosti nějaké vodní dílo stálo. Většina malých vodních elektráren slouží jako sezónní doplňkové zdroje energie.

· Vodní elektrárny (s výkonem nad 10 MW)

Vodní elektrárny, sloužící jako stabilní zdroj energie, jsou velká vodní díla na tocích se stálým průtokem, kterých je v České republice jen několik. Nejvíce vodních elektráren stojí na řece Vltavě - tzv. Vltavská kaskáda. Dalšími využitými toky jsou Labe, Dyje, Ohře, Jihlava a Divoká Desná, na které stojí naše nejvýkonnější vodní elektrárna Dlouhé stráně.

Typy vodních elektráren

Průtočné

Výkon průtočné vodní elektrárny je založený na stálém průtoku maximálního množství vody turbínou během celého dne. Obvykle jsou zbudovány u jezu. Výhodou tedy je, že nevyžadují objemné přehradní nádrže, sloužící k akumulaci vody, jejich výkon však může kolísat v závislosti na sezónním množství protékající vody. Největší průtočnou elektrárnou v České republice je vodní elektrárna na přehradní nádrži Orlík s maximálním výkonem 364 MW.MVE

Regulační (akumulační)

Regulační elektrárny patří k nejznámějším typům vodních elektráren. Jejich nedílnou součástí jsou rozsáhlé přehradní hráze, sloužící k akumulaci vody pro výrobu elektrické energie. Spouští se pouze po určitou část dne, kdy regulují nedostatek elektrické energie pro distribuci. Ve zbylém čase se přehrady postupně dopouští. Nádrže regulačních elektráren se využívají také k ochraně území před povodněmi, ke splavnění toků, jako zdroje pitné a závlahové vody a také jako významné rekreační oblasti. Největší a nejznámější regulační elektrárny jsou Orlík, Slapy a Lipno, zapojené do systému známé Vltavské kaskády.

Přečerpávací

Přečerpávací vodní elektrárny jsou v současné době jedinou technologií, umožňující uchovávat vyrobenou elektrickou energii po delší dobu. Jsou tvořeny systémem nádrží položených nad sebou. V době nadbytku proudu, tedy zejména v noci, čerpají vodu do nádrže umístěné výše. Využívají tak výhodného režimu a akumulují energii ve formě nashromážděné vody, která v době vyšší spotřeby zase padá dolů, roztáčí turbínu a vyrábí elektrickou energii. Největší přečerpávací vodní elektrárnou je elektrárna Dlouhé stráně, umístěná v masivu Hrubého Jeseníku.

Vodní turbíny

Vodní turbíny jsou proudové motory, které se používají k transformaci kinetické a tlakové energie vody na mechanickou energii. Dosahují účinnosti až 95%. Existuje celá řada typů, jejichž společným předchůdcem bylo vodní kolo. Vhodnost použití jednotlivých typů turbín závisí na účelu a podmínkách celého vodního díla. Nedílnou součástí turbíny je elektrický generátor, který převádí její mechanickou energii na energii elektrickou.

Typy vodních turbín

Kaplanova turbína

V našich podmínkách se nejčastěji využívá Kaplanova turbína s nastavitelnými lopatkami. Dá se velmi dobře regulovat, proto je vhodná pro toky s velkým, ale nestálým průtokem a malým spádem. Její velkou výhodou je, že dosahuje několikanásobně vyšší rychlosti otáčení než je rychlost proudění vody a tím také vysoké účinnosti.

Francisova turbína

Francisova turbína je nejrozšířenějším typem turbíny. Je vhodná pro střední toky se stabilním průtokem a středním spádem.Tato přetlaková turbína s nastavitelnými lopatkami může při zpětném chodu fungovat jako čerpadlo. Používá se proto především v přečerpávacích vodních elektrárnách. Vodní elektrárna Dlouhé Stráně používá dvě Francisovy turbíny, největší reverzní turbíny v Evropě.

Peltonova turbína

Peltonova rovnotlaká turbína se používá pro vodní elektrárny s vysokým spádem, ale malým průtokem. Zvláštností této turbíny je, že do ní voda nepřitéká celým obvodem, ale je vstřikována soustavou trysek. Voda tak pod vysokým tlakem dopadá na lopatky ve tvaru lžiček a roztáčí turbínu. Rychlost otáčení lopatek je nízká, ale v převodu na elektrickou energii velmi efektivní.

Deriazova turbína

Deriazova turbína se podobá Kaplanově turbíně. Má však větší průměr a umožňuje tak umístit více natáčivých lopatek, kterými se reguluje její výkon. Je to přetlaková vrtulová turbína, která může fungovat také jako čerpadlo.

Horizontální turbína Bánkiho

Bánkiho turbína je jednoduchá rovnotlaká vodní turbína. Používá se především v malých vodních elektrárnách. Díky jednoduché, ale efektivní konstrukci, připomínající původní mlýnské kolo, je totiž podstatně levnější než ostatní typy turbín a lze ji dokonce vyrobit i amatérsky.