Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Malá vodní elektrárna Dlouhá Ves Klub poznávání.

Prezentace na téma: "Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Malá vodní elektrárna Dlouhá Ves Klub poznávání."— Transkript prezentace:

1 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Malá vodní elektrárna Dlouhá Ves Klub poznávání technických památek

2 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Nejprve trocha teorie Malé vodní elektrárny jsou malá zařízení využívající energii vodního spádu. Vodní energii lze získat všude tam, kde padá proud vody. Pro výrobu energie je důležitý vertikální pohyb vody (spád), protože rychlý tok sám o sobě neobsahuje dostatek energie pro smysluplné využití. Pro výrobu energie z vody jsou proto nezbytné dva předpoklady: průtok a spád. Výkon malých vodních elektráren je obvykle v rozsahu od 20 do 500 kW. Rozeznáváme malé vodní elektrárny potoční, jezové a derivační

3 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Klasická MVE se skládá z těchto částí: vzdouvací zařízení (přehrady, hráze, jezy) ‒ slouží ke vzdutí vodní hladiny (ke zvětšení spádu) a k usměrnění průtoku do přivaděče, přivaděč ‒ přivádí vodu k vodní turbíně, česle ‒ slouží k odstranění mechanických nečistot a zabraňují jejich vniknutí do turbíny, vodní motor (vodní kolo nebo turbína) ‒ slouží k přeměně energie vody na mechanickou, generátor ‒ přeměňuje mechanickou energii na elektrickou, odpadní kanál ‒ vrací vodu do původního koryta.

4 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Potoční většinou nedodávají elektrickou energii do rozvodné sítě. Vyrobená energie je používána pro osobní potřebu

5 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Jezová je vhodná pro malé spády a velké průtoky. Využívá energii vody vzniklou vzdutím vody na jezu a z toho plynoucího rozdíl hladin před a za jezem.

6 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Derivační využívá rozdíl spádu mezi body "A" a "B" jak vidíme na obrázku. Tento typ používá většina průmyslových MVE.

7 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Řez malou vodní elektrárnou

8 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Na vodní tok navazuje vtokový objekt (jez, hráz, přehrada), který soustřeďuje průtok a zvyšuje spád vodního toku. Voda je přivedena přivaděčem přes mříž – česle (hrubé, jemné), které zachycují mechanické nečistoty, do strojovny. Tam se hydraulická energie vody mění na mechanickou. Mechanická energie z vodního kola nebo turbíny je přes hřídel přenášena do generátoru, kde se mění na elektrickou energii

9 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Jak funguje malá vodní elektrárna

10 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Generátor vyrábějící elektřinu mohou pohánět dva typy vodních motorů – vodní kola a turbíny. Charakteristickou vlastností vodních kol je, že dokáží využít vodu při suchém i deštivém počasí. Na rozdíl od turbín je totiž jejich výkon závislý více na průtoku a méně na spádu. Hlavní nevýhodou vodních kol je namrzání v zimě, zejména jsou-li po část dne nebo přes noc zastavena. Vodní turbíny jsou podobně jako vodní kola rotačními vodními motory, v nichž dochází k přeměně energie vody v mechanickou energii rotující hřídele. Mohou využívat jak kinetickou, tak i tlakovou energii vody.

11 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Podle způsobu přenosu energie vody se rozlišují turbíny na rovnotlaké a přetlakové. U rovnotlakých turbín se celá hodnota tlakové energie mění v zařízení pro přívod vody v kinetickou energii a na výstupu a vstupu oběžného kola je stejný tlak. Proud vody nevyplňuje plně průtočné kanály oběžného kola, které musí mít okolí zaplněné vzduchem U přetlakových turbín je část tlakové energie v zařízení pro přívod vody k oběžnému kolu přeměněna na kinetickou energii a zbývající část tlakové energie se mění v kinetickou energii při průchodu vody oběžným kolem. Průtok oběžným kolem se uskutečňuje působením přetlaku na vstupu do oběžného kola.

12 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 V současné době jsou vodní turbíny využívány v různých obměnách a modifikacích tří základních typů: Rovnotlaká turbína Peltonova Přetlaková turbína Francisova Kaplanova

13 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Peltonova turbína Voda je přiváděna k turbíně potrubím kruhového průřezu, které vede k jedné nebo více dýzám (tryskám). V dýze kruhového průřezu se celý spád vody přetransformuje na pohybovou energii. Voda vtéká tangenciálně do oběžného kola osazeného lžícovitými lopatkami a otáčí jím. Používá se pro malá množství vody při velkých spádech (až 500m). Je vhodná i na malých tocích v horách a všude tam, kde je nutno zpracovat relativně malé množství vody při velkém tlaku. Výrazně okysličuje vodu. Je snadno a rychle regulovatelná.

14 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Peltonova Turbína - schéma

15 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Francisova turbína je přetlaková turbina, což znamená, že pracovní kapalina během své cesty strojem mění tlak a přitom odevzdává svou energii.Vstupní potrubí má tvar spirály. Voda je pomocí věnce rozváděcího kola (tangenciálně) směřována na oběžné kolo. Jak voda prochází oběžným kolem, její rotační rychlost se zmenšuje a zároveň odevzdává energii oběžnému kolu. Tento efekt (spolu s působením samotného vysokého tlaku vody) přispívá k efektivitě turbíny. Francisova turbina se využívá pro spády od cca 30 do 500 m. Při optimálním využívání spádu a průtoku mají Francisovy turbíny vysokou účinnost. Pokud se parametry změní, účinnost rychle klesá.

16 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Francisova turbína - schéma

17 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Kaplanova turbína Kaplanova turbina svým tvarem připomíná lodní šroub, ale s natáčivými lopatkami. Natáčením lopatek oběžného kola podle měnícího se průtoku vody se optimálně nastavují nátokové úhly vodního proudu a je tak zachována vysoká účinnost turbíny i při mnohem nižším průtoku. Kaplanova turbína je v podstatě reakční přetlakový stroj, který dosahuje několikanásobně vyšší rychlosti než je rychlost proudění vody. Pokud turbíny mají pevné lopatky, pak se nazývají vrtulové.

18 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Kaplanova Turbina Má vyšší účinnost než Francisova turbína, ale je výrazně složitější a dražší. Obecně se dá říct, že se používá především na malých spádech při velkých průtocích, které nejsou konstantní. Viktor Kaplan 1876 – 1934 Profesor Vysoké školy technické v Brně a držitel čestného doktorátu Vysoké školy technické v Praze. Rakouský inženýr, ale český vynálezce

19 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Kaplanova turbína - schéma

20 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 29. Dubna 2014 se zúčastnili studenti Domova mládeže při Střední škole ve Vimperku exkurze do malé vodní elektrárny Dlouhá Ves. Exkurze byla realizována s laskavým svolením a za odborného výkladu majitele pana Koloce

21 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Začínáme u jezu nad Dlouhou Vsí. Obrovský pryžový válec, který zde vytváří lagunu, ze které je malá vodní elektrárna napájena není plněn vzduchem, ale vodou.

22 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Vzdouvací zařízení (přehrady, hráze, jezy) ‒ slouží ke vzdutí vodní hladiny (ke zvětšení spádu) a k usměrnění průtoku do přivaděče

23 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Stavidla, která redukují přítok a chrání elektrárnu před povodňovou vlnou

24 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Vodní přivaděč, resp. náhon elektrárny je dlouhý 970 metrů

25 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Voda v náhonu má rychlost minimálně 3 metry za sekundu Pstruzi to však v proti proudu hravě zvládnou

26 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Voda na jeho konci má téměř devítimetrové převýšení nad hladinou řeky Otavy.

27 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Na konci náhonu je příčný trám, který odklání plovoucí ledy

28 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 nebo jiné předměty, které by mohly elektrárnu poškodit

29 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Hrubé česle a tzv. hrábě k jejich čištění - slouží k odstranění mechanických nečistot a zabraňují jejich vniknutí do turbíny,

30 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Bývalá strojovna se synchronním generátorem

31 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Současná strojovna s generátorem asynchronním

32 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Řídící centrum pro dodávku elektrické energie sousední továrně

33 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Pozor vysoké napětí

34 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Pod námi se v 11 metrů hlubokých šachtách ukrývají dvě Francisovy turbiny o celkovém výkonu 280 kW

35 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Energie získaná z vodních toků patří k nejdůležitějším obnovitelným zdrojům energie naší planety. Obrovská síla vodní masy dokáže vyrábět elektrickou energii s minimálními náklady. Energie získaná z vodních toků minimálně zatěžuje životní prostředí. Vodní elektrárny neznečišťují ovzduší, nedevastují krajinu a povrchové či podzemní vody těžbou a dopravou paliv a surovin, jsou bezodpadové, nezávislé na dovozu surovin a vysoce bezpečné. Decentrální výrobou zvyšují efektivnost elektrizační soustavy. Žádný jiný zdroj energie se nemůže pochlubit celkovou účinností přeměny energie 80 až 90%

36 Název projektu: Rozvoj technického vzdělávání v Jihočeském kraji Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.00/44.0007 Správně řešená vodní elektrárna je zároveň charakteristická velmi nízkou hlučností a také vstřícností k vodním živočichům, pro které je možné zbudovat tzv. rybí přechody, které pomohou eliminovat vzniklou migrační bariéru. Zejména malá vodní elektrárna může mít na okolní životní prostředí dokonce přímo pozitivní vliv. Vodní elektrárna se podílí na čištění toku zejména proto, že elektrárnou zachycené naplaveniny se nesmí do řeky opětovně vracet. Zároveň také činnost elektrárny vede k provzdušňování vody, což může podpořit obnovování místního říčního života