Nové technologie pro vodní elektrárnu

Vodní elektrárna je technologický celek přeměňující potenciální energii vody na elektrickou energii. Může být postavena v hrázi, jezu, ale i jinde. Velkou výhodou pro distribuční síť elektrické energie je široká možnost regulace výkonu. Tím rychle vyrovnávají velké změny v síti, např.: když si všichni večer rozsvítíme žárovky, nebo dnes, když přestane svítit slunce a je velký úbytek energie z fotovoltaiky.

V roce 2019 bylo nainstalováno na světě 1 292 GW výkonu vodních elektráren, které vyrobily 4 200 TWh.

Množství vyrobené elektrické energie u vodní elektrárny závisí na energii vody, která protéká přes turbínu. Ta je dána výškou hladin na vstupu a výstupu (tedy jaký je rozdíl mezi výškou hladiny před a za hrází) a množstvím vody, které daným místem protéká.

Voda předá část energie turbíně, ta roztočí generátor. Rotační energie se v generátoru (dinamo nebo alternátor) mění na energii elektrickou.

Výkon turbíny závisí na velikosti spádu, průtoku vody turbínou a její účinnosti.

P = ρ ∙ Q ∙ g ∙ H ∙ μ výkon ve watech – W
kde ρ = hustota vody 1000 kg/m,
Q = průtok l/s, g = tíhové zrychlení m ∙ s − 2,
H = spád m, μ = účinnost turbíny

Francisova turbína – využívá se pro velké průtoky a spády. Jde o nejdéle používaný
typ turbíny.

Kaplanova turbína – je konstrukčně složitější než Francisova. V podstatě vypadá jako lodní šroub s nastavitelnými lopatkami. Je to přetlakovaná axiá lní turbína. Lopatky je možné regulovat a díky tomu dosahuje vysoké účinnosti v širo kém pásmu průtoků.

Peltonova turbína – má lopatky jako velkorypadlo korečkového ty pu. Díky tomu je vhodná pro velké spády.