Vodní elektrárna

Energie vodních toků patří k nejstarším energetickým zdrojům, které se naučilo lidstvo ve své historii používat.

Stručný popis: Vodní elektrárna je výrobna elektrické energie, jedná se o technologický celek, přeměňující potenciální vodní energii na elektrickou energii. Obvyklý typ říční vodní elektrárny se skládá z přehradní hráze nebo jezu tj. vodní stavby, která zadržuje vodu a strojovny, obsahující vodní turbíny a alternátory. Turbíny s alternátorem tvoří vždy soustrojí umístěné na společné hřídeli.


Rozdělení : Vodní elektrárny dělíme na : 1) vodní elektrárny
2) malé vodní elektrárny
3) přečerpávací vodní elektrárny
4) přílivové elektrárny


Funkce : Ve vodních elektrárnách voda roztáčí turbínu, 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. Výběr turbíny závisí na účelu a podmínkách celého vodního díla. Nejčastěji se osazují turbíny reakčního typu (Francisova nebo Kaplanova turbína), a to v řadě modifikací. Pro vysoké spády (někdy až 500m) se používá akční Peltonova turbína. V přečerpávacích vodních elektrárnách se používá turbín s reverzním chodem a přestavitelnými lopatkami. V malých vodních elektrárnách se převážně zabydlela horizontální turbína Bánkiho typu spolu s upravenou jednoduchou turbínou Francisovou. Vůbec nejvyšší účinnosti pro velké spády vykazuje Dériazova turbína z roku 1951. Jde o diagonální verzi Kaplanovy turbíny. Podle způsobu práce se moderní turbíny dělí na rovnotlaké a přetlakové. V rovnotlakých turbínách zůstává tlak vody stále stejný. U přetlakových turbín vstupuje voda do oběžného kola pod určitým přetlakem, který při průtoku klesá (např. práce Francisovy turbíny).
Vodní turbíny jsou technicky nejdokonalejší motory vůbec - dosahují 95% účinnosti. Umístění elektrárny může být různé - podle tvaru terénu,výškových a spádových možností a na množství vody.

Význam : Význam vodních elektráren v hydrologických podmínkách ČR nespočívá v objemu výroby elektrické energie, ale ve specifických vlastnostech jejich provozu. Vodní elektrárny dokáží velmi rychle reagovat na okamžitou potřebu elektrické energie v energetické soustavě, nezatěžují životní prostředí odpady, jako je např. vyhořelé palivo, není třeba budovat úložiště odpadu atd. Vodní elektrárny představují levný zdroj elektrické energie, který se zejména využívá v období špičkové spotřeby. Vodní elektrárny mají i vodohospodářský význam.

Šetrnost: Vodní elektrárny neznečišťují ovzduší, nedevastují krajinu a povrchové či podzemní vody těžbou a dopravou paliv a surovin,jsou bezodpadové, nezávislé na dovozu surovin a vysoce bezpečné. Pružným pokrýváním spotřeby a schopnosti akumulace energie zvyšují efektivnost elektrizační soustavy. Vysokým stupněm automatizace přispívají k vyrovnání změn na tocích a vytvářejí nové možnosti pro revitalizaci prostředí (prokysličování vodního toku).

Výhody a nevýhody: - Mezi výhodu patří zejména to, že energie vodních toků se počítá k obnovitelným zdrojům - nelze ji vyčerpat. Zároveň´její provoz minimálně znečišťuje okolí.

- Vodní elektrárny vyžadují minimální obsluhu i údržbu a lze
je ovládat na dálku.
- Mohou startovat během několika sekund a dispečink je tak
může používat jako špičkový zdroj k pokrytí okamžitých
nároků na výrobu elektrické energie.
- Nevýhodou je značná cena a čas výstavby a nutnost
zatopení velkého území.
- Mají závislost na aktuálním průtoku vody.
- Přehradní hráz dokáže zabránit i menším povodním, velké
katastrofální povodně však ovlivňuje velmi málo.
- Přehradní hráze a jezy brání běžnému lodnímu provozu na
řece, takže je nutno vybudovat systém plavebních komor
respektive zdymadel.
- Přehradní jezera mohou sloužit i pro jiné další účely,
zejména pro rekreační účely nebo jako zdroje pitné vody či
užitkové vody čili pro vodohospodářské účely, často bývají
vhodné i pro říční rybolov.

Podíl výroby : V ČR nejsou přírodní podmínky pro budování vodních energetických děl ideální. Naše toky nemají potřebný spád ani dostatečné množství vody. Proto je podíl výroby elektrické energie ve vodních elektrárnách na celkové výrobě energie v ČR poměrně nízký.

Vodní elektrárny v ČR : Vstup ČR do EU vede ke zvýšení řady aktivit navazujících kromě jiného i na směrnici Evropského parlamentu a Rady 2001/77/ES o podpoře výroby elektrické energie v obnovitelných zdrojích. K nejvýznamnějšímu zdroji patří v rámci obnovitelných zdrojů v ČR bezesporu využití
energie vodních toků.
Všechny velké vodní elektrárny Skupiny ČEZ a.s. (s výjimkou Dalešic,Mohelna a Dlouhých Strání) jsou situovány na toku Vltavy, kde tvoří kaskádový systém - Vltavskou kaskádu. V rámci Skupiny ČEZ se vodní elektrárny soustřeďují převážně i na tocích Labe, Dyje a Moravy.

Přehled vodních elektráren provozovaných Skupinou ČEZ :

Akumulační a průtočné vodní elektrárny Instalovaný výkon (MW) Rok uvedení do provozu
Lipno I 120 1959
Orlík 364 1961 - 1962
Kamýk 40 1961
Slapy 144 1954 - 1955
Štěchovice I 22,5 1943 - 1944
Vrané 13,88 1936
Střekov 19,5 1936


Malé vodní elektrárny Instalovaný výkon (MW) Rok uvedení do provozu
Lipno II 1,5 1957
Hněvkovice 9,6 1992
Kořensko I 3,8 1992
Kořensko II 0,98 2000
Želina 0,64 1994
Mohelno 1,2;0,56 1997;1999
Dlouhé Stráně II 0,16 1926
Přelouč 2,34 1927
Spálov 2,4 1926
Hradec Králové I 0,75 1926
Práčov 9,75 1953
Pastviny 3 1938
Obříství 3,36 1995
Les Království 2,12 1923
Předměřice nad Labem 2,16 1953
Pardubice 1,96 1978
Spytihněv 2,6 1951
Brno Kníničky 3,11 1941
Brno Komín 0,21 1923
Veselí nad Moravou 0,27 1914;1927
Vydra (ZČE) 6,4 1939
Hracholusky 2,55 1964
Čeňkova Pila 0,1 1912
Černé jezero I 1,5 1930
Černé jezero II 0,04 2004
Černé jezero III 0,37 2005
Bukovec 0,63 2007


Přečerpávací vodní elektrárny Instalovaný výkon (MW) Rok uvedení do provozu
Štěchovice II 45 1948;1996
Dalešice 450 1978
Dlouhé stráně I 650 1996