Energetyka wodna

Zapora Hoovera - widoczna korona i 4 wieże wlotowe – są to ujęcia wody dla turbin.

Energetyka wodna Energetyka wodna (hydroenergetyka) zajmuje się pozyskiwaniem energii wód i jej przetwarzaniem na energię mechaniczną i elektryczną przy użyciu silników wodnych (turbin wodnych) i hydrogeneratorów w siłowniach wodnych (np. w młynach) oraz elektrowniach wodnych.

Zapora Itaipu na rzece Parana, ma prawie 8km długości Zapora Itaipu na rzece Parana, ma prawie 8km długości. Zbudowano na niej największą na świecie elektrownię wodną.

Energetyka wodna na świecie Nazwa elektrowni Kraj Moc [GW] Itaipu Brazylia 12,6 Guri Wenezuela 10,3 Grand Coulee USA 6,7 Krasnojarsk Rosja 6 La Grande 2 Kanada 5,3 Corpus Posadas Argentyna / Paragwaj 4,7

W ostatnich latach z różnych powodów wzrosło zainteresowanie Małymi Elektrowniami Wodnymi.

Klasyfikacja Małych Elektrowni Wodnych (MEW): Mikro-energetyka wodna, do której zalicza się obiekty o mocy zainstalowanej do 50 kW Mini-energetyka wodna obejmująca obiekty o mocy 50 kW do 1 MW Mała energetyka wodna, z mocą zainstalowaną od 1 MW do 15 MW

Elektrownia wodna Tumut 3 jest częścią węzła hydroenergetycznego Snowy Mountains w Nowej Południowej Walli w Australii.

Typy elektrowni wodnych Przepływowe bez zbiornika Regulacyjne z dużym zbiornikiem wodnym Zbiornikowe z małym zbiornikiem wodnym Kaskadowe Pompowo-szczytowe

Przepływowe bez zbiornika Przepływowe bez zbiornika - są to elektrownie o dużych kosztach budowy, a ich wielkość produkcji zależy od pory roku i od pogody. W elektrowniach tych nie ma możliwości regulacji mocy

Regulacyjne z dużym zbiornikiem wodnym Regulacyjne z dużym zbiornikiem wodnym - zastosowanie zbiornika umożliwia regulację w cyklu dobowym i tygodniowym, a dodatkowo zbiornik może stanowić zabezpieczenie przeciwpowodziowe

Zbiornikowe z małym zbiornikiem wodnym Zbiornikowe z małym zbiornikiem wodnym - umożliwiają krótkoterminową regulację w godzinach tzw. szczytu

Kaskadowe Kaskadowe - zastosowanie wielu zbiorników z możliwością indywidualnej i globalnej regulacji ich napełniania i opróżniania pozwala na optymalne wykorzystanie i regulację mocy, a także na magazynowanie nadwyżek energii. Zbiorniki te stanowią też dobre zabezpieczenie przeciwpowodziowe

Pompowo-szczytowe Pompowo-szczytowe - elektrownie te służą do przetwarzania w okresie nocnym, kłopotliwej w magazynowaniu, energii elektrycznej na energię potencjalną wody i zwracania jej do sieci elektroenergetycznej w okresie szczytowego zapotrzebowania w ciągu dnia. Do tego celu wykorzystuje się dwa, połączone ze sobą rurociągiem, zbiorniki wodne, usytuowane na różnych poziomach. Urządzenie zamocowane na rurociągu pracuje jako pompa w okresie napełniania zbiornika górnego, a w momencie jego opróżniania jako turbina.

Elektrownie te dzieli się ponadto w zależności od wysokości spadu na trzy kategorie: niskospadowe 2-20 m średniospadowe 20-150 m wysokospadowe powyżej 150 m

Zalety MEW: nie zanieczyszczają środowiska i mogą być instalowane w licznych miejscach na małych ciekach wodnych mogą być zaprojektowane i wybudowane w ciągu 1-2 lat, wyposażenie jest dostępne powszechnie, a technologia dobrze opanowana prostota techniczna powoduje wysoką niezawodność i długą żywotność wymagają nielicznego personelu i mogą być sterowanie zdalnie rozproszenia w terenie skraca odległości przesyłu energii i zmniejsza związane z tym koszty

Zasada działania MEW: Na początku woda w ujęciu zostaje pozbawiona wszystkich zbędnych rzeczy z nią płynących, jak np. patyki, liście, papiery. W specjalnym zbiorniku umieszczonym pod ziemią woda musi się ustać. Tam cały piach i mniejsze śmieci, które nie zostały usunięte przy ujęciu opadają na dno. Zbiornik automatycznie oczyszcza się co pewien czas z nagromadzonego materiału rzecznego. Drugie zadanie tego zbiornika to magazynowanie wody. Pozwala on na pracę elektrowni bez dostarczania wody przez strumień przez czas od jednej do kilku godzin w zależności od mocy zainstalowanej i wielkości zbiornika. Dalej woda spływa kanałem. Jest on również zakopany pod ziemią i zazwyczaj ciągnie się wzdłuż rzeki lub strumienia, choć nie zawsze. Po kilkunastu lub kilkudziesięciu metrach woda dostaje się do budynku elektrowni. Turbiny wraz z generatorami zwykle są pod powierzchnią ziemi. Woda uderzając w łopatki turbiny napędza ją, ta z kolei napędza generator wytwarzający energię elektryczną. Po tym procesie woda jest doprowadzona do ujścia i trafia do strumienia, z którego została pobrana. Często zdarza się, że MEW mają na swoim wyposażeniu dwa generatory różnej mocy. Udogodnienie to stosuje się w celu lepszego wykorzystania energii zawartej w wodzie. Gdy spływająca woda ma małą masę załączany jest hydrozespół o mniejszej mocy, gdyż ten drugi miałby o wiele mniejszą sprawność.

Zadania elektrowni wodnych zbiornikowych: Wytwarzanie energii elektrycznej Wpływają na stabilizację stosunków wodnych i chronią przed powodziami, Są źródłem wody pitnej i przemysłowej, Służą rolnictwu i leśnictwu (nawadnianie, gospodarka rybna), Poprawiają komunikację (przeprawy drogowe i kolejowe), Stwarzają nowe tereny rekreacyjne.

Największe Elektrownie w Polsce (m.in.): ELEKTROWNIA RZEKA /JEZIORO MOC [MW] Żarnowiec J.Żarnowieckie 716 Porąbka - Żar Soła 500 Włocławek Wisła 160,2 Żydawo Radew 150 Solina San 132 Niedzica Dunajec 92,6 Dychów Bóbr 79,5 Rożnów 50

Zapora w Solinie:

Elektrownia w Solinie Przy zaporze znajduje się hydroelektrownia wodna szczytowo pompowa z czterema turbozespołami typu Francisa o mocy zainstalowanej: obecnie 136 MW po modernizacji 200 MW i produkcji rocznej 112 GWh. Solina jest elektrownią interwencyjno - regulacyjną. Służy zapewnieniu bezpieczeństwa energetycznego kraju, gdyż dzięki charakterystycznej dla elektrowni wodnych szybkości odpalenia, możliwe jest dostarczenie energii w razie krajowego kryzysu w dostawie. Oprócz funkcji hydroenergetycznej i retencyjnej, jest ona znanym i atrakcyjnym turystycznie miejscem rekreacji.

Widok na zaporę w Solinie w kierunku północnym

Zapora w Czorsztynie Zapora w Czorsztynie ma 404 m długości i 60 m wysokości. Elektrownia należy do szczytowo - pompowych. Czas uruchomienia tej elektrowni wynosi 3 - 4 minuty. Elektrownia pełni funkcje: hydroenergetyczną, retencyjną, zaopatrzenia w wodę, rekreacyjną.

Tak wygląda nastawnia elektrowni w Czorsztynie

Przelew stokowy (zap. W Czorsztynie)

Fala powodziowa czerwiec 2001r (Czorsztyn)

Hala maszyn (Czorsztyn)

Bibliografia: http://www.pigeo.org.pl/index.php?a=10002&id_a=45 http://wyooo.republika.pl/pliki/woda.htm http://www.zzw-niedzica.com.pl http://www.ekologika.pl/modules.php?name=News&file=article&sid=1023 http://www.bryk.pl/teksty/liceum/geografia/geografia_spo%C5%82eczno_ekonomiczna/11085-rozw%C3%B3j_energetyki_wodnej_w_polsce.html

WYKONAŁ: Jakub Zaremba