Osnova předmětu 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 11) Úvod Energetika Technologie přeměny Tepelná elektrárna a její hlavní výrobní zařízení Jaderná elektrárna Ostatní tepelné elektrárny Kombinovaná výroba elektřiny a tepla Energie větru Energie světla Další zdroje elektrické a tepelné energie 1
Osnova přednášky 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Historie využívání vodní energie Vodní turbíny Vodní elektrárny Sladkovodní elektrárny Mořské elektrárny Vývoj využití vodní energie Havárie vodní elektrárny 2
Historie využívání vodní energie Vodní kolo na spodní, střední a horní vodu. 3
Historie využívání vodní energie Výroba mramorových dělových koulí 4
Historie využívání vodní energie Fourneyronova a Henschelova turbína Segnerovo kolo 5
Historie využívání vodní energie 6
Osnova přednášky 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Historie využívání vodní energie Vodní turbíny Vodní elektrárny Sladkovodní elektrárny Mořské elektrárny Vývoj využití vodní energie Havárie vodní elektrárny 7
Postavení energetiky Potenciální energie Kinetická energie W =m g V =ϱ V g H 1 1 2 2 W = m v = ϱ V v 2 2 1 P = ϱ A v 3 η 2 P =ϱ Q g H η 8
Vodní turbíny Pět základních typů vodních turbín: Bánkiho turbína Francisova turbína Kaplanova turbína Peltonova turbína Přímoproudá turbína Turgo turbína Mikroturbína (bezlopatková, odvalovací) 9
Bánkiho turbína 10
Francisova turbína 11
Kaplanova turbína 12
Peltonova turbína 13
Přímoproudá turbína 14
Turgo turbína Typ pohonu Vodní kolo Archimédův šroub Francis Kaplan Turgo Pelton Spád H [m] 0.2 < H < 4 1 < H < 10 10 < H < 350 20 < H < 40 50 < H < 250 50 < H < 1300 15
Postavení energetiky 16
Mikroturbína 17
Mikroturbína 18
Mikroturbína 19
Mikroturbína 20
Osnova přednášky 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Historie využívání vodní energie Vodní turbíny Vodní elektrárny Sladkovodní elektrárny Mořské elektrárny Vývoj využití vodní energie Havárie vodní elektrárny 21
Vodní elektrárny 22
Vodní elektrárny 23
Vodní elektrárny Dělení vodních elektráren podle výkonu: Vodní elektrárny Pinst > 10 MW Malé vodní elektrárny 10 MW > Pinst > 1 MW Mini vodní elektrárny 1 MW > Pinst > 0,1 MW Mikro vodní elektrárny 0,1 MW > Pinst 24
Osnova přednášky 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Historie využívání vodní energie Vodní turbíny Vodní elektrárny Sladkovodní elektrárny Mořské elektrárny Vývoj využití vodní energie Havárie vodní elektrárny 25
Sladkovodní elektrárny 26
Sladkovodní elektrárny 27
Sladkovodní elektrárny 28
Sladkovodní elektrárny 29
Sladkovodní elektrárny 30
Vodní elektrárny Největší říční vodní elektrárny: Tři soutěsky; Čína Pinst = 25 500 MW 32 x 700 + 2 x 50 MW Itaipu; Brazílie, Paraguay Pinst = 14 000 MW 20 x 700 MW Guri; Venezuela Pinst = 10 235 MW 10 x 730 + 3 x 400 + + 3 x 225 + 3 x 180+ 1 x 340 MW Orlík; ČR Pinst = 364 MW 4 x 91 MW Největší přečerpávací vodní elektrárny: Bath County; USA Pinst = 3 003 MW 6 x 500,5 MW Huizhou; Čína Pinst = 2 448 MW 8 x 306 MW Guangdong; Čína Pinst = 2 400 MW 8 x 300 MW Dlouhé Stráně; ČR Pinst = 650 MW 2 x 325 MW 31
Osnova přednášky 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Historie využívání vodní energie Vodní turbíny Vodní elektrárny Sladkovodní elektrárny Mořské elektrárny Vývoj využití vodní energie Havárie vodní elektrárny 32
Mořské elektrárny 33
Mořské elektrárny - přílivové Francouzská přílivová elektrárna Rance; délka hráze 700 m; šířka 8 m; 24 generátorů po 10 MW tj. 240 MW; využití 40 % 34
Mořské elektrárny 35
Vodní elektrárny Největší přehradní přílivové vodní elektrárny: Sihwa Lake; Jižní Korea Pinst = 254 MW 10 x 25,4 MW Rance; Francie Pinst = 240 MW 24 x 10 MW Annapolis; Kanada Pinst = 20 MW 36
Osnova přednášky 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Historie využívání vodní energie Vodní turbíny Vodní elektrárny Sladkovodní elektrárny Mořské elektrárny Vývoj využití vodní energie Havárie vodní elektrárny 37
Mořské elektrárny 38
Mořské elektrárny 39
Mořské elektrárny 40
Mořské elektrárny - osmotické Osmotická VE 41
Osnova přednášky 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Historie využívání vodní energie Vodní turbíny Vodní elektrárny Sladkovodní elektrárny Mořské elektrárny Vývoj využití vodní energie Havárie vodní elektrárny 42
Havárie vodních elektráren Sajano-Sušenská VE Hráz Sajano_Sušenské VE je 245,5 m vysoká a 1066 m dlouhá. VE má instalováno 10 hydrogenerátorů. Dne 17. srpna 2009 v 8:13 otřásla velikou jihosibiřskou vodní elektrárnou ohlušující rána. Na místě bylo zabito 75 lidí, mnoho jich bylo zraněno, do Jeniseje se rozlilo 40 tun oleje. 9 z 10 instalovaných turbín běželo na plný výkon, včetně turbíny číslo 2, která byla po opravě znovu uvedená do provozu teprve předešlé noci. Ve 250 km vzdálené hydroelektrárně Bratsk totiž došlo k výpadku a bylo potřeba výrobu elektřiny nahradit. Co se stalo: Turbogenerátor č. 2, vážící 1 500 tun, prorazil podlahu strojovny, vylétl do výšky téměř 20 m a dopadl zpět. Z turbínové šachty pod obrovským tlakem vytryskl gejzír 300 m3/s. Bezpečnostní systém neodstavil všechny přívody vody k turbínám v hrázi, turbíny 7 a 9 zůstaly v provozu a zaplavující voda způsobila elektrický zkrat. V 9:30 se povedlo ručně uzavřít všechny vtoky vody. Voda začala opadávat. Oprava elektrárny bude trvat přibližně 5 let a stát 1,3 miliardy dolarů. 43
Havárie vodních elektráren Sajano-Sušenská VE 44
Havárie vodních elektráren Sajano-Sušenská VE 45
Havárie vodních elektráren Sajano-Sušenská VE 46
Opakovací otázky 1) Jaké znáte typy vodních turbín, stručně je popište. 2) Jakým způsobem jsou rozděleny vodní elektrárny podle velikosti instalovaného výkonu? 3) Jakým způsobem jsou rozděleny vodní elektrárny podle způsobu vzdutí vodní hladiny, stručně je popište. 4) Popište princip činnosti průtočné a derivační vodní elektrárny. 5) Popište princip činnosti akumulační vodní elektrárny. 6) Popište princip činnosti přečerpávací vodní elektrárny. 7) Popište princip činnosti přílivové vodní elektrárny. 8) Popište princip činnosti vlnové vodní elektrárny. 47