NÁZEV PROJEKTU: INVESTICE DO VZDĚLÁNÍ NESOU NEJVYŠŠÍ ÚROK ČÍSLO PROJEKTU: CZ.1.07/1.5.00/34.0521 AUTOR: ING. ZUZANA KERNDLOVÁ TEMATICKÁ SADA: ELEKTROENERGETIKA PRO ŽÁKY 4. ROČNÍKŮ STŘEDNÍ ŠKOLY TÉMA: VODNÍ ELEKTRÁRNY ČÍSLO MATERIÁLU: VY_52_INOVACE_03_19_KEZU

Investice do vzdělání nesou nejvyšší úrok Název projektu: Investice do vzdělání nesou nejvyšší úrok Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0521 Číslo a název šablony: V/2 - Inovace a zkvalitnění směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma sady: Elektroenergetika pro žáky 4. ročníků střední školy Téma: Vodní elektrárny Číslo materiálu: VY_52_INOVACE_03_19_KEZU Druh učebního materiálu: Prezentace Předmět: Elektroenergetika Ročník: 4 Třída: Z4K Autor: Ing. Zuzana Kerndlová Datum vytvoření: 29.8.2013 Datum ověření: 4.2.2014 Ověřil: Autor Anotace: Materiál je určen pro 4. ročník SPŠEIT. Jedná se o výkladovou prezentaci k problematice výroby el. energie ve vodních elektrárnách. Studenti se seznámí s typy VE, jejich částmi a jednotlivými typy turbín. Klíčová slova: Přehradní, jezová, přečerpávací VE, Kaplanova, Peltonova a Francisova turbína Doplnit tabulku Investice do vzdělání nesou nejvyšší úrok

Vodní elektrárny ING. ZUZANA KERNDLOVÁ BRNO 2013

Historie využití vodní energie Starověk – pomocí vodního kola čerpání vody do kanálů na závlahy 6. století – vodní kola ve Francii Euler – tři zásadní práce o teorii turbín 1827 – Fournerova turbína 1847 – první Francisova turbína 1880 – první Peltonova turbína 1918 – první Kaplanova turbína INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ 4/15

Rozdělení vodních elektráren Podle systému soustředění vodní elektrárny Přehradní a jezové – využívají vzdouvacího zařízení Derivační – využívají odvedení vody přivaděčem Přečerpávací Podle jednotkového výkonu A nad 520 kW B 100 – 520 kW C do 100 kW Podle velikosti spádu Nízkotlaké Středotlaké Vysokotlaké INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ 5/15

Základní části vodní elektrárny Vzdouvací zařízení (přehrady, hráze, jezy) Odběrná zařízení Přivaděč Česle Vyrovnávací komora Tlakové potrubí Vodní motor (vodní kolo nebo turbíny) Generátor Odpadní kanál Obr.2 Přivaděč a elektrárna Les Království Obr. 1 Přehradní hráz elektrárny Les Království INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ 6/15

Přehradní elektrárny zpravidla na středních úsecích toku s většími průtoky, využívají akumulace vody Obr. 3 Přehradová elektrárna Zdroj: Využití vodní energie, Doc.Ing.Aleš Havlík, CSc. INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ 7/15

Přehradní elektrárny Obr.4 Schematická situace vodního díla Les Království Zdroj -http://www.pla.cz/planet/public/vodnidila/prehrada_leskralovstvi.pdf Obr. 5 Schematický příčný řez hrází Zdroj -http://www.pla.cz/planet/public/vodnidila/prehrada_leskralovstvi.pdf INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ 8/15

Derivační elektrárny – schéma vodního toku Obr. 6 – Různé způsoby derivace Zdroj -http://hgf10.vsb.cz/546/VHZ3/typy_vodnich_elektraren.html průběžná VE s kanálem vedeným po vrstevnici nízkotlaká průběžná VE na kanále v údolí kaskáda VE na kanále průběžná VE s převodem vody kanálem a štolou o volné hladině špičková VE s přívodem tlakovým potrubím (štolou) špičková VE využívající převodu vody do jiného povodí schéma horského špičkového hydroenergetického díla Š štola P potrubí OK odpadní kanál TP tlakové potrubí VE vodní elektrárna T původní tok JZ jezová nádrž N nádrž VN vyrovnávací nádrž K kanál http://hgf10.vsb.cz/546/VHZ3/typy_vodnich_elektraren.html INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ 9/15

Přečerpávací elektrárny Dvě vodní nádrže – dolní a horní. Spojeny spádovým potrubím o velkém průměru. V noci se voda přečerpává z dolní nádrže do horní (spotřebičový režim). Ve špičce je voda řízeně vypouštěna z horní nádrže přes turbínu do dolní nádrže (výroba elektřiny). PVE Dlouhé Stráně Horní nádrž 1348 m.n.m. Dolní nádrž 823 m.n.m. 2 reverzní Francisovy turbíny po 325 MW, tj. 650 MW Obr. 7 a 8 PVE Dlouhé Stráně INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ 10/15

Turbíny – peltonova turbína Peltonova turbína – pro spády od několika desítek m do 1 800 m Max. výkon 250 MW Obr. 9 Peltonova turbína Zdroj - http://mve.energetika.cz/primotlaketurbiny/pelton.htm Obr. 10 Peltonova turbína INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ 11/15

Turbíny – kaplanova turbína Má vertikální uložení hřídele oběžného kola Spád od několika m do 70 m Max výkon 170 MW Obr. 11 Kaplanova turbína Zdroj – Využití vodní energie, Doc. Ing. Aleš Havlík, CSc. Obr. 12 Kaplanova turbína před Kaplanovým muzeem Zdroj - http://3pol.cz/42/print INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ 12/15

Turbíny – francisova turbína Pro spád 10 – 700 m, výkon 200 kW – 500 MW Obr. 13 Francisova turbína popis Zdroj - http://mve.energetika.cz/pretlakoveturbiny/francis-horiz.htm .. Obr. 14 Francisova turbína v elektrárně Les Království INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ 13/15

Výhody a nevýhody vodních elektráren Voda je obnovitelný zdroj energie Minimální nároky na údržbu Využití přehradních jezer a hrází pro další účely Přehrada – regulace a ochrana proti povodním Nevýhody Závislost na stabilním průtoku vody Náklady na výstavbu Nutnost zatopení velkého území VE vyrobily v roce 2013 3,48 % celkové výroby el. energie v ČR. INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ 14/15

DĚKUJI ZA POZORNOST Ing. Zuzana Kerndlová zuzana.kerndlova@sspbrno.cz