Bioplynove_stanice - EcoTechnika

Vodné elektrárňe (ne)upadávajú do zabudnutia

Vodná elektráreň je výrobňa elektrickej energie. Ide o technologický celok, premieňajúci potenciálnu energiu vody na elektrickú energiu.

 

Hydroelektrárne fungujú na princípe premeny mechanickej energie vody na elektrickú energiu. Vodný prúd prechádza nepohyblivými rozvádzacími kanálmi turbíny a takto usmernený vodný prúd vteká do opačne zakrivených lopatiek obežného kolesa vodnej turbíny, roztáča tieto lopatky a odovzdáva im svoju mechanickú energiu. Mechanická energia vody sa mení na mechanická energiu hriadeľa, tá sa následne mení pomocou elektrických generátorov na energiu elektrickú. S vysokou účinnosťou premieňa elektrický generátor vodnej elektrárne energiu mechanickú na energiu elektrickú. Elektrická energia sa v synchrónnom generátore vytvára indukciou rotujúceho magnetického poľa rotora do pevného vinutia statora generátora. Pre vytvorenie magnetického poľa rotora je potrebný budiaci jednosmerný prúd, ktorý je vyrábaný v budiči generátora. Vyrobená elektrická energia sa prenáša pomocou elektrických sietí pozostávajúcich z rozvodných zariadení, z transformovní a cez rozvodné siete až ku konečnému spotrebiteľovi.

el1

Schéma vodnej elektrárne

 

Základné časti vodných elektrární

  • Zdrž: Vznikne prehradením vodného toku a sústreďuje prietoky rieky na následné využitie vo vodnej elektrárni, ako zdroj kinetickej energie na pohon turbín.
  • Prívodný kanál: Zabezpečuje potrebný prívod vody, čiže sústreďuje hydraulický spád a zároveň slúži ako plavebná dráha. Prívod vody pozostáva z vtokov, ktoré sú vybavené hrablicami, hradidlami a rýchlouzáverom. Tie zabraňujú tomu, aby sa nečistoty (pne, konáre) dostali do turbíny.
  • Elektráreň: Premieňa kinetickú alebo potenciálnu energiu vody na elektrickú energiu. Zahŕňa strojovňu, turbíny a generátory. Súčasťou vodnej elektrárne sú aj plavebné komory.
  • Odpadový kanál: Odvádza energeticky využitú vodu z vodnej elektrárne a vodu z plavebnej komory späť do rieky. Zároveň tvorí aj plavebnú dráhu.
  • Vodné turbíny: sú lopatkové vodné motory ktoré menia energiu vody na mechanickú prácu na hriadeli. Napr. na spoločnom hriadeli so synchrónnym generátorom vo vodnej elektrárni. Turbína sa skladá z rozvádzacieho zariadenia (rozvádzacieho kolesa, dýzy), ktoré usmerňuje prietok vody a z obežného kolesa, ktoré vode odoberá energiu. Rovnotlakové vodné turbíny, môžu spracovávať spády vyše 1000 metrov (Bánkiho turbína a Peltonova turbína) apretlakové turbíny, ktoré sa používajú na spracovanie menších spádov do 400 m (Kaplanova turbína a Francisova turbína).

 

el2

 

Potenciál vodnej energie
Vodná energia je najviac využívaný obnoviteľný zdroj energie na výrobu elektriny v Slovenskej republike. Technický potenciál na výrobu elektriny na báze vodnej energie predstavuje 6 600 GWh za rok. Vodné elektrárne sa najčastejšie rozdeľujú na veľké vodné elektrárne, ktoré majú inštalovaný výkon viac ako 10 MW a malé vodné elektrárne.

  • Veľké vodné elektrárne: na Slovensku je vybudovaných 25 veľkých vodných elektrární, ktorých inštalovaný výkon je 2 446 MW. Najväčšou vodnou elektrárňou je VD Gabčíkovo s inštalovaným výkonom 720 MW, ktorá vyrába polovicu elektrickej energie vyrobenej vo vodných elektrárňach. Ďalej sú to 4 prečerpávacie vodné elektrárne s celkovým inštalovaným výkonom 917 MW (Čierny Váh 735 MW, Liptovská Mara 98 MW, Ružín 60 MW a Dobšiná 24 MW), ktoré okrem pokrývania špičkového zaťaženia ES zastávajú aj funkciu regulačného zdroja a pohotovostnej rezervy.
  • Malé vodné elektrárne: z celkového technického potenciálu vodnej energie 6 600 GWh je možné v malých vodných elektrárňach využiť 1 000 GWh, čo predstavuje 15 % potenciálu. Z technického potenciálu pre malé vodné elektrárne sa v súčasnosti využíva menej ako 25 %.

 

Príbeh jednej hydroelektrárne ...

Výstavbou hydroelektrárne v Ľubochnianskej doline sa využil prudký tok riečky Ľubochnianky na výrobu lacnej a ekologicky nezávadnej elektriny. V tom čase sa vo väčšine európskych miest používal na osvetlenie svietiplyn, no v Ľubochni sa už používala elektrina. Elektráreň v Ľubochni sa stavala rokoch 1903 - 04 ako prvá v Hornom Uhorsku. V tých rokoch bola elektrifikovaná železnica s vlastnou elektrárňou stredoeurópskym unikátom a príťažlivou turistickou atrakciou. Zásobovala aj miestnu pílu a slúžila i na osvetlenie obce. Elektrinu vyrábali dve Franciscove turbíny, ktoré údajne doviezli na vozoch ťahaných ťažnými koňmi z Budapešti. Výška náhonu bola 12 m. Voda poháňala elektrické generátory s výkonom 250 kW. Okrem toho tu bola jedna malá turbína s výkonom 50 kW, ktorá sa používala na zásobovanie vlastnej spotreby elektriny a menič, ktorý menil striedavé napätie 110 V a 42 Hz na jednosmerné 550 V, ktoré slúžilo na pohon elektrických rušňov. Pri malom množstve vody a pri povodniach hydroelektráreň nebola schopná prevádzky. Obyvatelia mali stálu dodávku elektrického prúdu a z toho dôvodu bola miestna elektrická sieť prepojená na verejnú a elektráreň slúžila už len na pohon tamojšej lesnej železnice. V 60. rokoch prišli do Ľubochne dieselové rušne a elektrické rušne sa používali len zriedka. Elektráreň prestal byť potrebná a vyrobenú elektrickú energiu nebolo možné dodávať do siete, pretože mala iný kmitočet.
V roku 1966 bola hydrocentrála zlikvidovaná, pretože sa zdalo, že elektriny je dosť. Po železničke a jej zariadeniach zakrátko neostalo ani stopy. Podobný osud hrozil aj budove bývalej elektrárne a jej prívodnému kanálu. Iba vďaka železným mrežiam na vstupnej bráne sa tak nestalo.

 

el3

 

el4

Zrekonštruovaná hydroelektráreň v Ľubochnianskej doline

 

Navzdory takmer trom desaťročiam sa najzákladnejšie časti predsa len zachovali. Až prišiel rok 1991. V obci sa šírili reči o chystanej rekonštrukcii. Po zvážení všetkých za a proti s rekonštrukciou začali v marci 1992. Súčasne s rekonštrukciou strechy a strojovej časti prebiehala náročná obnova či znovu-výstavba prívodného kanála dlhého 520 metrov. Ním sa potrubím privádzala voda z riečišťa Ľubochnianky cez rozdeľovací objekt priamo na turbíny. Celá rekonštrukcia sa ukončila v máji 1993, kedy bola elektráreň daná do prevádzky. Historické prvky z r.1904 sú zachované. Elektrický prúd v Ľubochnianskej vodnej elektrárni dnes vyrábajú tri Franciscove špirálovité turbíny - dve väčšie s maximálnym hodinovým výkonom 200 kW a jedna menšia s maximálnym hodinovým výkonom 20 kW. Do rekonštrukcie sa investovalo vyše 14 miliónov Sk a z cien elektrickej energie v roku 1993 sa počítalo s návratnosťou o cca 10 rokov.

 

Zdroj: Slovenské Elektrárne, a. s.

Železnice SR

Foto: Monika Homolová

 

 

 

Späť

Témy:

Bioplynové stanice v EcoTechnike