Zem a zemské zdroje
Vodná energia

Ing. Ladislav Hvizdák, PhD.

Malé vodné elektrárne - MVE



Malé vodné elektrárne (MVE) sú charakteristické tým, že ich

výstavba a prevádzka zvyčajne nie je spojená s negatívnymi

dopadmi na životné prostredie



Podobne ako veľké vodné elektrárne aj MVE sa vyznačujú

vysokou účinnosťou využitia vodnej energie. Navyše majú

výhodu v tom, že sú tzv. decentralizovaným zdrojom energie.

Tým že ich je možné inštalovať v odľahlých oblastiach,

poskytujú možnosti rozvoja a často aj energetickej sebestačnosti

hlavne na vidieku. Vo svete pracuje mnoho tisíc takýchto

zariadení, ktoré majú za sebou viac ako 150-ročný vývoj



Vo veľkej väčšine prípadov sú malé elektrárne pripojené na

verejnú elektrickú sieť, do ktorej dodávajú energiu.

Princíp činnosti

Vodnú energiu je možné získať buď využitím jej



prúdenia (energia kinetická - pohybová),



jej tlaku (energia potenciálna-tlaková),



alebo oboch energií súčasne.

Kinetickú energiu predstavuje rýchlosť prúdenia toku. Táto rýchlosť je závislá na
spáde toku. Využiť ju je možné hlavne vodnými kolesami a turbínami

Bankiho a

Peltona.

Tlaková energia sa využíva hlavne prehradením toku splavom, haťou alebo
priehradou a ďalej sa vedie vhodným uzatvoreným prívodom k turbíne, ktorá je umiestnená
nižšie ako je hladina prehradeného toku. Tlakovú energiu je možné efektívne využiť v turbínach
typu

Kaplan alebo Francis. Túto energiu charakterizuje skutočnosť, že časť tlaku sa

premení na rýchlosť, ktorá je nutná na zabezpečenie požadovaného prietoku vody. Zvyšok
tlaku sa postupne znižuje pri prúdení po lopatke turbíny a v mieste, kde voda lopatku opúšťa je
tlak prakticky celý využitý.

Delenie MVE podľa výkonu



Priemyselné od 10 do 60 kW



Závodné nad 60 kW



Verejné nad 100 kW



Drobné do 60 kW



Minielektrárne od 35 do 60 kW



Mikrozdroje pod 35 kW

Zdroj: Zem a zemské zdroje

Delenie podľa spádu

Vodné elektrárne sa členia podľa toho, pre aké spády a
akým spôsobom vodný tok využíva:



Akumulačné VE - ich súčasťou je veľká akumulačná

nádrž



Derivačné VE - sú postavené na derivačnom kanále



Prietokové VE - prehradzujú pôvodné alebo nové

koryto vodného toku



Prečerpávacie VE - majú 2 nádrže (hornú a dolnú) v

čase nízkej záťaže prečerpávajú vodu do vyššie

položenej nádrže. V čase vyššej záťaže táto voda potom

poháňa hydrogenerátor na výrobu elektrickej energie.



Kombinované VE

Prečerpávacia vodné elektráreň

Základné časti MVE

Kavitácia



Kavitácia (z latinského cavitas - dutina), je
hydrodynamická dutina, vytvorená v
kvapaline pri prudkom lokálnom poklese
okolitého tlaku. Po zániku podtlaku, ktorý ju
vytvoril kavita zaniká implóziou.

MVE v SR



Skutočne využitý hydroenergetický potenciál
SR je na úrovni 57,5 %



Podiel vodných elektrární na ročnej výrobe
elektrickej energie Slovenských elektrární
a.s. predstavuje 13 až 20 %.



Prečerpávacie VE: Čierny Váh 734,4 MW,
Liptovská Mara 98 MW, Dobšiná 24,0 MW
Ružín 60 MW

Najväčšia VE v SR



VE Gabčíkovo je vybudovaná na
hraničnej rieke Dunaj a svojou výrobou
elektriny je našou najväčšou vodnou
elektrárňou. Aj po odstúpení Maďarska od
výstavby Sústavy vodných diel Gabčíkovo
- Nagymaros je stupeň Gabčíkovo
rovnaký, ako bol v pôvodnom Zmluvnom
projekte.

VE Gabčíkovo

Parametre - VE Gabčíkovo



Kategória

:

akumulačná – kanálová



Výkon inštalovaný

:

720 MW



Tok

:

Dunaj



Typ turbíny

:

Kaplan



Prietok

:

8x 630 m3.s-1



Počet turbo agregátov

:

8



Rok uvedenia do prevádzky :

1992



Priemerná ročná výroba

:

2200 GWh

Pelton, Francis, Kaplan

Energia morských vĺn



Zdrojom vodnej energie, ktorý však nemá význam v

našich podmienkach, je energia morských vĺn, ktorá je

takisto obnoviteľným zdrojom použiteľným na výrobu

elektriny.



Táto energia vzniká účinkom slnečného žiarenia, ktoré

zohrieva vzduch, pričom vzniká vietor, a ten spôsobuje

vlny na moriach. Energia vĺn sa mení z miesta na miesto

a vo všeobecnosti je možné povedať, že čím je

vzdialenosť od rovníka väčšia, tým väčšia je aj energia

morských vĺn. Ukazuje sa, že táto energia má z

celosvetového hľadiska veľký potenciál.



Vývoj týchto elektrární prebieha hlavne v krajinách ako sú

Japonsko, Veľká Británia, Írsko, Nórsko a Dánsko.

Energia morských vĺn



Existujúce zariadenia majú však stále

charakter prototypov. Zariadenia blízko

pobrežia sú založené na princípe

oscilujúceho stĺpca vody umiestneného

vo

veľkej

komore

(podobné

prevrátenému poháru), ktorý má otvory

pre

vlny

a

vzduchovú

turbínu

namontovanú

vo

vrchnej

časti

zariadenia. Keď vlny vstúpia do

zariadenia, dôjde ku stlačeniu vzduchu

v ňom, pričom tento tlak sa prenáša na

vzduchovú turbínu vyrábajúcu elektrinu.

Pilotné elektrárne tohto typu boli

skonštruované v Japonsku, Indii,

Anglicku a Nórsku.

Energia morských vĺn

Energia prílivu a odlivu



Ďalšiu technológiu využitia vodnej energie morí a
oceánov predstavujú tzv. prílivové elektrárne
pracujúce na princípe zachytávania vody pri
vysokom prílive.



Voda, ktorá sa nahromadí v bazéne počas prílivu,
sa počas odlivu vypúšťa cez bariéru, v ktorej sú
inštalované turbíny. Teoreticky je tieto turbíny
možné využívať v oboch smeroch, ale prakticky sa
využívajú len pri odlive. Takéto elektrárne sú
úspešne prevádzkované vo Francúzsku (240 MW
na rieke La Rance), v Ruskej federácii a Číne.

Energia prílivu a odlivu



V súčasnosti sa pripravuje viacero projektov, ktoré
však môžu využiť len veľmi malú časť tohto
obrovského zdroja s odhadovanou kapacitou 3
milióny MW. Veľké prílivové elektrárne však
predstavujú, podobne ako veľké hydroelektrárne, aj
značné environmentálne problémy. Zmeny
vyvolané regulovaním prílivu a odlivu cestou
stavania bariér môžu mať vplyv na okolité
prostredie. Vybudované hrádze totiž zvyšujú obsah
solí vo vode, podobne ako zvyšujú sedimentáciu a
koncentráciu iných škodlivín.

Ďakujem za pozornosť