Strona dla uczniów technikum

 

Strona główna

Galeria Mapa strony Historia Kontakt PSBiG Filmy  

Technik urządzeń i systemów energetyki odnawialnej

 

     Vademecum energetyki odnawialnej

Energia wód płynących Energia słoneczna Energia geotermalna Energia wiatru
Pompy ciepła Biomasa Biogaz Energia oceanów
Ustawy i rozporządzenia
Jesteś: Vademecum odnawialnych źródeł energii→Energia wód płynących→Elektrownie wodne
 

5. Elektrownie wodne

5.1 Podział elektrowni wodnych

5.2 Elektrownie przepływowe

5.3 Elektrownie regulacyjne, kaskadowe

5.4 Elektrownie szczytowo-pompowe

5.5 Elektrownie pływowe

5.6 Elektrownie wykorzystujące prądy morskie

5.7 Elektrownie wykorzystujące fale morskie

5.8 Elektrownie maretermiczne

 

5.1 Podział elektrowni wodnych

 

Elektrownie wodne można dzielić według wielu kryteriów, np:
- ze względu na źródło energii wodnej;
- ze względu na własności energetyczne;
- ze względu na sposób koncentracji piętrzenia;
- ze względu na wartości spadu (różnicy poziomów wody górnej i dolnej), ten podział związany jest z rodzajem zastosowanej turbiny wodnej
- ze względu na moc.

Z uwagi na źródło pozyskiwania energii elektrownie wodne można podzielić na:

- elektrownie wód śródlądowych (rzeczne)

Rys.1 Elektrownie wód śródlądowych:

a) przepływowe

b) regulacyjne z dużym zbiornikiem

c) regulacyjne z małym zbiornikiem

d) kaskadowe

e) szczytowo-pompowe

 

 

- elektrownie pozyskujące energię wód morskich (np. pływów, fal)

- elektrownie wykorzystujące zarówno wody śródlądowe jak i morskie 

Ze względu na moc przyjmuje się obecnie podział elektrowni wodnych na małe oraz duże. Podział ten nie jest jednolity dla wszystkich krajów. Elektrownie duże najczęściej są to obiekty powyżej 5 MW, ale np. w Norwegii, Szwajcarii i Szwecji oraz Wenezueli i we Włoszech jako duże przyjmuje się już elektrownie o mocy 1-2 MW. Kryteria nie są stałe. I tak np. w USA do dużych elektrowni zaliczano początkowo obiekty powyżej 5 MW, następnie – 15 MW, a obecnie 30 MW.

   Ze względu na wysokość spadu elektrownie  wodne klasyfikuje się jako:
- elektrownie wysokospadowe - spad 100 m i więcej
- elektrownie średniospadowe - spad 30 ÷ 100 m
- elektrownie niskospadowe - spad 2 ÷ 30 m

 

Tabela. Podział elektrowni wodnych


   
Źródło: www.itdg.org/docs/technical_information_service/micro_hydro_power.pdf


 5.2 Elektrownie przepływowe

 

Stosowane są na rzekach nizinnych o małym spadku, na których nie można zastosować zbiornika piętrzącego. Maksymalna różnica poziomów dla turbin nie przekracza w tym wypadku kilkunastu metrów. Elektrownie przepływowe mogą być budowane jako pojedyncze obiekty wykorzystujące pewien odcinek rzeki lub jako szereg elektrowni wykorzystujących całą lub część rzeki.   W elektrowniach przepływowych nie ma możliwości regulacji mocy elektrycznej. Ich wydajność i sprawność działania są zależne od stanu wód, wielkości opadów deszczu, tym samym są zmienne w ciągu roku. 

   Elektrownia przepływowa może pracować bez przerwy, ilość wyprodukowanej energii zależy od ilości przepływającej w danym momencie wody w rzece i jest ograniczona tzw. "przełykiem elektrowni", czyli maksymalnej dopuszczalnej ilości wody w m3/s przepływającej przez turbiny. Przy przepływach większych od przełyku zainstalowanego nadmiar wody zostaje skierowany przez upusty jałowe. Przy dopływach niższych od minimalnego przełyku technicznego turbin, elektrownia musi zostać odstawiona. Również w tej sytuacji przepływ jest przepuszczany przez urządzenia upustowe.  W Polsce największe znaczenie wśród tego typu hydroelektrowni mają niskospadowe elektrownie z zaporami ziemnymi, wyposażone w turbiny Kaplana, turbiny rurowe, bądź też – w przypadku bardzo małych mocy – w turbiny rurowe z generatorem zewnętrznym lub turbiny Banki-Michella.

  Fot. Elektrownia przepływowa Grajówka w pobliżu Gryżyc o mocy zainstalowanej 2972 kW.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3 Elektrownie regulacyjne

Posiadają zaporę przegradzającą rzekę w celu utworzenia zbiornika wodnego. Często pełnia funkcje przeciwpowodziową. Dzięki znajdującemu się przed nią zbiornikowi wodnemu, elektrownia regulacyjna może produkować energię o większej mocy, niż moc odpowiadająca chwilowemu dopływowi, może też
reagować na zmieniające się zapotrzebowanie na energię i dostosowywać się do sezonowych
wahań ilości przepływającej wody. Ten typ elektrowni wodnych ma największe zastosowanie w przypadku dużych mocy. Elektrownie zbiornikowe z małym zbiornikiem pozwalają na regulację krótkoterminową (w godzinach szczytu). Elektrownie regulacyjne z dużym zbiornikiem wodnym umożliwiają regulację w cyklu dobowym i tygodniowym. 

Szczególna odmianą elektrowni regulacyjnych są elektrownie wodne kaskadowe, stosowane na rzekach o dużych spadkach terenu. W tym rozwiązaniu na rzece wykonywanych jest kilka małych zbiorników zamkniętych progami na których montuje się urządzenia energetyczne. Umożliwia to regulacje przepływów między progami i wykorzystanie energii całego odcinka rzeki, a nie tylko jej fragmentu. Często jest też tańsze i bezpieczniejsze, niż budowa jednego zbiornika o bardzo dużej pojemności i głębokości stanowiącego zagrożenie tektoniczne dla obszaru. Przykładem elektrowni kaskadowej w Polsce jest kaskada na rzece Raduni (pomorskie). Od 1910 do 1937 r. wybudowano tutaj 8 elektrowni wodnych (Straszyn, Rutki, Bielkowo, Łapino, Pruszcz, Kuźnice, Juszkowo, Prędzieszyn)

5.4 Elektrownie szczytowo-pompowe

Posiadają dwa zbiorniki wodne: górny i dolny.
- W okresie małego zapotrzebowania na energię elektrownia przepompowuje wodę ze zbiornika
dolnego do górnego, gromadząc w ten sposób potencjalną energię - jest to praca pompowa
(silnikowa) hydroelektrowni.
- Z kolei pracę turbinową (generatorową) elektrownia wodna wykonuje, gdy zapotrzebowanie na energię wzrasta - uwalnia się wtedy wodę ze zbiornika górnego, by spływając do dolnego napędzała
produkującą prąd turbinę.

Rozwiązanie takie jest obecnie coraz częściej wykorzystywane do ściągania z rynku nadwyżek energii produkowanej przez elektrownie słoneczne i wiatrowe. Elektrownia szczytowo-pompowa pełni w tym przypadku funkcję wielkiego akumulatora energii gromadząc energię elektryczną w postaci energii mechanicznej przepompowanej i zgromadzonej w górnym zbiorniku wody. W Polsce przykładem elektrowni szczytowo-pompowych są elektrownie:

- Żarnowiec (716 MW) rok uruchomienia-1983, elektrownia pompowo-szczytowa
- Porąbka Żar (500 MW) rok uruchomienia 1979, elektrownia pompowo-szczytowa
- Solina (200 MW) rok uruchomienia 1968, elektrownia pompowo-szczytowa
- Włocławek (162 MW) rok uruchomienia 1969, elektrownia pompowo-szczytowa
- Żydowo (150 MW) rok uruchomienia 1971, elektrownia pompowo-szczytowa

Żydowo - Elektrownia Żydowo wykorzystuje dwa naturalne zbiorniki wodne - jeziora Kamienno i Kwiecko, o różnicy poziomów lustra wody 80 m. Posiada trzy hydrozespoły: dwie maszyny odwracalne i jedną klasyczną. Maksymalny, łączny przepływ wody w trzech rurociągach wynosi 211 m sześc. na sekundę. Zbiornik górny elektrowni posiada pojemność użytkową ok. 3,3 mln m sześc. 

 

 

 

Testy
Egzamin zawodowy
Materiały do zajęć
Ciekawe linki

 

 

 

 Internetowe liczniki