|
Strana 1 z 2 Model přečerpávací elektrárny Přečerpávací vodní elektrárna je speciální typ vodní elektrárny, která slouží ke skladování (akumulaci) elektrické energie prostřednictvím gravitační potenciální energie vody. Umožňuje řešit problém rozdílné spotřeby elektrické energie během pracovního dne, kdy ráno a v podvečer bývají v odběru elektrické energie z elektrorozvodné sítě výkonové spotřební špičky, kdežto v noci je odběr elektrické energie malý. Podobné rozdíly existují i mezi pracovními dny a dny pracovního klidu a volna. Jedná se o doposud jediný technicky proveditelný způsob, pomocí něhož lze vyrobenou elektrickou energii ve velkém měřítku po delší dobu skladovat. Elektrárna plní v elektrizační soustavě několik významných funkcí - statickou, dynamickou a kompenzační. Statickou funkcí se rozumí přeměna nadbytečné energie v soustavě na energii špičkovou - v době přebytku elektrické energie v síti (především v noci) se voda čerpá z dolní nádrže do horní a ve špičkách, v době nedostatku elektřiny, se v turbínovém režimu vyrábí elektrický proud. Dynamickou funkcí přečerpávací vodní elektrárny se rozumí schopnost plnit funkci výkonové rezervy systému, vyrábět regulační výkon a energii a podílet se na řízení kmitočtu soustavy. Kompenzační provoz slouží k regulaci napětí v soustavě.
Důvody stavby Výkon především jaderných a velkých tepelných elektráren je možné během dne měnit jen velmi omezeně. Navíc je velmi neekonomické stavět velké energetické zdroje, které by byly v provozu jen po zlomek dne, provoz takové elektrárny by byl neúměrně drahý. Jaderné elektrárny a velké tepelné elektrárny jsou proto téměř vždy provozovány v základním zatížení sítě, kdežto vodní elektrárny - a přečerpávací elektrárny zvláště - jsou používány pro pokryti špičkových spotřeb energie, fungují tedy zejména při špičkovém zatížení sítě. Význam přečerpávacích elektráren se zvyšuje rovněž rozšiřováním alternativních zdrojů energie (v současnosti především energie získávané z větru), jejichž výkon se nedá regulovat téměř vůbec. Princip Přečerpávací vodní elektrárna má dvě vodní nádrže. Jedna z nich je umístěna na níže položeném místě (dolní nádrž), druhá pak na vyšším místě (horní nádrž). Obě dvě nádrže jsou spojeny spádovým potrubím o velkém průměru. V noci se využívá přebytečná energie z elektrorozvodné sítě a voda se přečerpává z dolní nádrže do horní (elektrárna se v tomto režimu chová jako velký spotřebič elektrické energie, vyrobené z jiných zdrojů energie). V horní nádrži se tak vytvoří velké zásoby vody. Ve chvíli, kdy vznikne v napájecí elektrorozvodné síti potřeba většího množství špičkové energie je voda řízeně vypouštěna z horní nádrže do dolní nádrže přes turbínu vodní elektrárny a elektrická energie spotřebovaná na její noční přečerpání se tak během dne vrací zpět do elektrorozvodné sítě. Fungování Během přečerpávání se energie samozřejmě ztrácí, za každou kilowatthodinu elektrické energie, kterou je třeba během špičky použít, je nutné mimo špičku akumulovat asi 1,3 kWh do potenciální energie vody. Celková energetická účinnost obvykle nepřevyšuje 80 %. První přečerpávací elektrárny měly dva samostatné okruhy – turbínu s alternátorem na výrobu elektřiny a čerpadlo poháněné elektromotorem na čerpání vody. To se později ukázalo jako zbytečné, protože každý alternátor lze přepnout tak, aby pracoval jako synchronní elektromotor. Přechod z čerpání na výrobu elektřiny trvá u těchto systémů obvykle jen 3 až 6 minut, vodní turbíny zde pak pracují v opačné roli čerpadel vody. Přečerpávací vodní elektrárny v Česku V Česku jsou vybudovány tři přečerpávací vodní elektrárny: - Vodní dílo Dalešice, které se skládá z horní nádrže Dalešice a dolní nádrže Mohelno, leží na řece Jihlavě asi 30 km od Třebíče. Hlavní funkce díla jsou zásobárna technologické vody pro provoz Jaderné elektrárny Dukovany, výroba elektrické energie, vyrovnávání minimálních a maximálních průtoků, zásoba vody pro zemědělství (závlahy) a v neposlední ředě k rekreaci. Přehradní hráz Dalešic je nejvyšší sypanou hrází v Česku a ve střední Evropě. Přečerpávácí elektrárna Dalešice je nejrychleji najíždějící elektrárnou v Česku, proto plní nenahraditelnou funci v době špiček a energetických krizí. Společně s elektrárnou Mohelno mohou najet i když budou odpojeny od vnější sítě, například v době výpadku nebo v době války. Svým výkonem 480 MW je druhou největší vodní elektrárnou v Česku co do instalovaného výkonu. Jsou zde 4 Francisovy turbíny, které jsou svými rozměry největší v Česku a podobné se nacházejí jen v Polsku a Argentině.
- Dlouhé Stráně má nejvyšší instalovaný výkon v Česku - 650 MW. Byla zprovozněna v roce 1996 a v roce 2007 prochází generální rekonstrukcí, protože v době stavby nebyla dodržena všechna hlediska kvality. Její umístění přímo doprostřed horského masivu Hrubého Jeseníku bylo z hlediska ochrany horské přírody a životního prostředí často kritizováno. Z technického hlediska se jedná o velice zajímavý objekt, kde se aktivně používají Francisovy turbíny.
- Vodní elektrárna Štěchovice je třetí, nejmenší a nejstarší přečerpávácí vodní elektrárnou v Česku. Dolní nádrž je součástí Vltavské vodní kaskády a horní nádrž je uměle vybudovaná na kopci Homole. Zajímavá je tím, že konstrukce hráze plně odpovídá požadavkům lodního provozu na řece Vltavě. Instalovaný výkon přečerpávací elektrárny je 45 MW.
|
