Vodná elektrina Alexandra Žáková Michaela Sroková IX.B

Spôsob výroby elektrickej energie vo vodnej elektrárni Vodné elektrárne fungujú na princípe premeny mechanickej energie vody na elektrickú energiu. Vodný prúd prechádza nepohyblivými rozvádzacími kanálmi turbíny a takto usmernený vodný prúd vteká do opačne zakrivených lopatiek obežného kola vodnej turbíny, roztáča tieto lopatky a odovzdáva im svoju mechanickú energiu. Mechanická energia vody sa mení na mechanická energiu hriadeľa, tá sa následne mení pomocou elektrických generátorov na energiu elektrickú. S vysokou účinnosťou premieňa elektrický generátor vodnej elektrárne energiu mechanickú na energiu elektrickú. Elektrická energia sa v synchrónnom generátore vytvára indukciou rotujúceho magnetického poľa rotora do pevného vinutia statora generátora. Pre vytvorenie magnetického poľa rotora je potrebný budiaci jednosmerný prúd, ktorý je vyrábaný v budiči generátora.

Vyrobená elektrická energia sa prenáša pomocou elektrických sietí pozostávajúcich z rozvodných zariadení, z transformovní a cez rozvodné siete až ku konečnému spotrebiteľovi.

Vodné elektrárne sa členia podľa toho, pre aké spády a akým spôsobom vodný tok využíva: Akumulačné VE - ich súčasťou je veľká akumulačná nádrž Derivačné VE - sú postavené na derivačnom kanále Prietokové VE - prehradzujú pôvodné alebo nové koryto vodného toku Prečerpávacie VE - v čase nízkej záťaže prečerpávajú vodu do vyššie položenej nádrže. V čase vyššej záťaže táto voda potom poháňa hydrogenerátor na výrobu elektrickej energie. Kombinované VE

Vo vodných elektrárňach sa kinetická energia vody dopadajúcej na turbínu mení na elektrickú energiu v generátore prúdu. Turbína aj generátor bývajú zvyčajne umiestnené v blízkosti priehrady (veľké vodné elektrárne) alebo využívajú privádzač vody prenášajúci tlak vody na turbínu. Výkon vodnej elektrárne sa bežne pohybuje od niekoľkých wattov do niekoľko sto MW. Účinnosť turbíny je na úrovni 96 %. Takáto hodnota je až dvojnásobne vyššia ako účinnosť moderných elektrární na fosílne palivá. Súvisí to s tým, že kinetickú energiu padajúcej vody je možné oveľa jednoduchšie premeniť na mechanickú energiu poháňajúcu generátor. Zariadenia využívajúce vodnú energiu sú na vysokej technickej úrovni, bývajú jednoduché a veľmi spoľahlivé. Keďže pri ich prevádzke nedochádza k spaľovaniu a uvoľňovaniu veľkého množstva tepla zariadenia majú dlhú životnosť a ich poruchovosť býva zriedkavá. Doba životnosti presahuje viac ako 50 rokov a často sú v prevádzke takmer 100 rokov napríklad malá vodná elektráreň v Jasení na Slovensku pracuje spoľahlivo už od roku 1924.

Konvenčné (bežné) vodné elektrárne Využívajú na svoju prevádzku energiu vody z rieky, prívodného kanála, alebo nádrže. Tieto elektrárne sa delia na elektrárne so záchytnou nádržou vody a elektrárne, ktoré využívajú len časť vody z rieky privádzanú k nej osobitným kanálom. Voda môže byť k turbíne privádzaná buď v čase potreby výroby elektriny alebo priebežne.

Prečerpávacie vodné elektrárne Sú dôležitou súčasťou elektrizačnej sústavy. Využívajú jednoduchý princíp využívajúc dve navzájom prepojené vodné nádrže (vyššie a nižšie položenú). Voda skladovaná vo vyššie položenej nádrži je zásobárňou potenciálnej energie. Počas obdobia s vysokou spotrebou elektrickej energie sa voda z vyššej nádrže vypúšťa kanálom do spodnej nádrže, pričom prechádza cez turbínu elektrárne (výroba elektriny). V čase, keď spotreba elektriny v sieti je nízka, prečerpáva sa voda zo spodnej do hornej nádrže, pričom sa energia spotrebováva. Toto prebieha zvyčajne v noci. Hoci prečerpávacie vodné elektrárne viac elektriny spotrebujú ako jej vyrobia, sú pre elektrárenské spoločnosti neoceniteľné vzhľadom na schopnosť výroby elektriny prakticky okamžite v čase kedy si to záťaž elektrickej siete vyžaduje. Súvisí to s tým, že v elektrárňach pracujúcich v základnom zaťažení (napr. jadrové elektrárne) nie je možné okamžité zvyšovanie alebo znižovanie výkonu podľa potreby. Navyše tzv. špičková elektrina (vyrábaná v čase maximálnej spotreby) je oveľa drahšia ako elektrina vyrábaná v základnom zaťažení.

Rozdelenie elektrární:

Podľa spôsobu vytvorenia spádu: elektrárne so vzdutou hladinou derivačné priehradové derivačné prečerpávacie a prílivové.

Podľa spôsobu prevádzky: prietokové elektrárne bez akumulácie regulačné s prirodzenou alebo umelou akumuláciou, ktoré sú schopné regulovať vodné prietoky

Podľa využitia na krytie denného odberového diagramu: základné špičkové pološpičkové elektrárne

Podľa využitia vodného toku: uzavreté kaskády otvorené kaskády

Ďakujeme za pozornosť! Zdroj: internet