EU PENÍZE ŠKOLÁM NÁZEV PROJEKTU : MÁME RÁDI TECHNIKU REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU :CZ.1.07/1.4.00/

Transkript

1 EU PENÍZE ŠKOLÁM NÁZEV PROJEKTU : MÁME RÁDI TECHNIKU REGISTRAČNÍ ČÍSLO PROJEKTU :CZ.1.07/1.4.00/ Speciální základní škola a Praktická škola Trmice Fűgnerova

2 Identifikátor materiálu: EU 4 57 F Vodní elektrárna. Anotace Autor Jazyk Očekávaný výstup Žák si zopakuje znalosti o vodní elektrárně. Mgr. Zdeněk Porč Čeština Žák ví, jak funguje vodní elektrárna. Speciální vzdělávací potřeby Klíčová slova ano vodní elektrárna, turbína, alternátor Druh učebního materiálu digitální / interaktivní / hodina Druh interaktivity aktivita Cílová skupina Stupeň a typ vzdělávání Typická věková skupina Celková velikost žák základní škola praktická druhý stupeň let / 9. ročník 5,65 MB soubor.notebook 2

3 Fyzika 9. ročník 9/7 Vodní elektrárna. Vypracoval : Porč 3

4 Pamatuj: Vodní elektrárna je výrobna elektrické energie, jedná se o technologický celek, přeměňující potenciální energii vody na elektrickou energii. Jedná se také o vodní dílo ve smyslu platných právních předpisů. 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 alternátory tvoří vždy soustrojí umístěné na společném hřídeli. 4

5 Pamatuj: Množství využitelné energie vodního toku závisí na výškovém rozdílu (čili na spádu resp. vzájemném převýšení) dvou různých vodních hladin a na množství protékající vody (průtoku vody). Pro energetické využití jakéhokoliv vodního toku bývá většinou nutné uměle vytvořit výškový rozdíl hladin. Toho dosahujeme tzv. vzdutím vody, což bývá zajištěno zřízením nižších jezů či vyšších přehrad. U přečerpávacích vodních elektráren bývá obvyklé vzdutí navíc doplněno o zvláštní výše položenou nádrž, tzv. (horní nádrž), která může být umístěna někde stranou od původního vodního toku. Jezy: Jezy lze dosáhnout spádů jen 10 až 20 m. Vodním elektrárnám konstruovaným pro tyto malé spády říkáme nízkotlaké průtočné. Kaplanovy turbíny je možné použít i pro velmi malé spády okolo 0,6 metrů i na těch nejmenších jezech. Přehrady: Přehradou lze vzdout vodu až do výše 100 m. Takovým elektrárnám říkáme středotlaké. Pokud používají spády ještě vyšší, nazýváme je vysokotlaké. V České republice je dnes většina vodních elektráren postavena právě při přehradách, v minulosti však bývaly malé vodní elektrárny v provozu téměř na každém jezu. 5

6 Pamatuj: Průřez vodní elektrárnou: Hráz přehrady bývá většinou tvořena litým betonem, v praxi se vyskytují i menší hráze sypané. Uvnitř hráze se nachází revizní, větrací a drenážní chodby (pro odvod prosakující vody). Ocelovým potrubím je voda vedena k vodním turbínám. Vstup vody do potrubí je opatřen čisticím zařízením zvaným česle a rychlouzávěrem, který při poruše uzavře přívod vody. Elektrárna se obvykle nachází pod přehradní hrází; někdy je do ní rovnou vestavěna. 6

7 Pamatuj: Vodní turbína je točivý mechanický stroj, který přeměňuje kinetickou či tlakovou energii na mechanickou energii. Předchůdcem vodní turbíny bylo vodní kolo (známé také jako mlýnské kolo). Spolu s elektrickým generátorem resp. alternátorem spojeným s turbínou je hlavní součástí vodních elektráren. Generátor převádí mechanickou energii turbíny na energii elektrickou. 7

8 Přečti a potom zakryj roletkou a zopakuj. Výhody a nevýhody vodních elektráren: Mezi výhody 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. Neopomenutelná je závislost na stabilním 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, je nutno vybudovat systém plavebních komor resp. zdymadel Přehradní jezera mohou sloužit i pro jiné další účely, zejména pro rekreační účely nebo jako zdroje pitné či užitkové vody čili pro vodohospodářské účely, často bývají vhodné i pro říční rybolov. 8

9 Pamatuj: Přečerpávací vodní elektrárny: Jelikož se elektrická energie nedá nijak skladovat, používá se potenciální energie vody k její přeměně na energii elektrickou a naopak. Pokud je spotřeba elektrické energie minimální (tj. je jí v napájecí soustavě přebytek), pracují soustrojí v opačné roli, turbíny v roli čerpadel a alternátory v roli synchronních elektromotorů. Soustrojí plní horní nádrž přečerpávací elektrárny vodou z dolní nádrže, systém spotřebovává elektrickou energii z elektrorozvodné sítě, chová se tedy jako velký spotřebič elektrické energie. Spotřebovává tak obvykle elektrickou energii vyrobenou z jiných zdrojů, zpravidla se jedná o energiii získanou z provozu tepelných či jaderných elektráren. Pokud je naopak tzv. energetická špička nebo nastává li požadavek na maximální odběr (tj. elektrické energie je v napájecí soustavě nedostatek), pracují naopak turbíny a alternátory v normálním režimu. Voda z horní nádrže je v tomto případě řízeně vypouštěna do dolní nádrže přes turbíny elektrárny.akumulovaná potenciální energie vody je tím vlastně přeměňována zpět na energii elektrickou, která se tak opožděně vrací zpět do elektrorozvodné sítě. 9

10 Pamatuj: Schéma vodní elektrárny. 10

11 Urči a odkrytím zkontroluj. 11

12 Urči, odkrytím zkontroluj a řekni, čím vodní elektrárna škodí. 12

13 Popiš pomocí obrázku jak funguje vodní elektrárna. 13

14 Prohlédni si obrázky vodních elektráren a škrtni, který mezi ně nepatří. Dále najdi přečerpávací vodní elektrárnu. 14

15 Prohlédni si obrázky vodních turbín. Kaplanova turbína Francisova turbína Peltonova turbína Peltonovy turbíny se používají pro vysoký spád vody a malý průtok. Jsou vyráběny ve všech možných velikostech. Pro použití v energetice se používá vertikální uložení a výkon až 200 MW. Nejmenší turbíny jsou veliké několik desítek centimetrů a používají se pro malé vodní elektrárny s velkým spádem. Rozsah použití je od 15 m až po 1800 m. Kaplanova turbína je přetlaková axiální turbínas s velmi dobrou možností regulace. Toho se využívá především v místech, kde není možné zajistit stálý průtok, nebo spád. Francisovy turbíny se používají v energetice. Používají se především pro střední stabilní průtoky a střední spády. Jsou výhodné zejména u přečerpávacích elektráren, kde lze turbínu zapojit jako pumpu. Například největší evropská přečerpávací vodní elektrárna Dlouhé Stráně používá dvě Francisovy turbíny o výkonu 325 MW. 15

16 Správně doplň a udělej si zápis do sešitu. Jaderná elektrárna Datum Vodní elektrárny se staví na řekách. Nejdříve se postaví jez či přehrada. Uvnitř přehrady je turbína, což je kolo s lopatkami. Turbína je na jedné hřídeli s alternátorem. Voda, která dopadá z výšky roztočí lopatky turbíny a tím i alternátor. Nevýhodou vodní elektrárny je to, že se musí zaplavit kus území. Jinak nepotřebují žádné palivo a neznečišťují životní prostředí. 16

17 V této interaktivní hodině byly použity materiály a obrázky z těchto zdrojů, internetových stran a linků: Galerie SMART Notebook vodni.jpg content/uploads/2011/03/aaaaaaaaa1.jpg foto/hl_0704_52.jpg C5%BEka%20(metoda%20ZIP).zip/three_gorges_dam.jpg jpg energy.eu/uploads/rtemagicc_9.jpg.jpg Veškeré materiály k této interaktivní hodině byly staženy dne