•  VODNÍ ELEKTRÁRNA

Ve vodních tocích se nachází obrovský potenciál energie. Vodní elektrárny jsou v elektrizační soustavě cenným prvkem pro svou operativnost. Na rozjezd nebo zastavení potřebují pouze kolem jedné minuty, mohou tedy elektřinu dodat v případě potřeby takřka okamžitě.

Klasické vodní elektrárny

• Průtočné

Průtočná neboli průběžná vodní elektrárna je charakteristická tím, že nemá k dispozici žádný akumulační prostor. Bývá obvykle budována u jezu. Výkon tohoto typu elektrárny určuje průtok, jaký je turbína právě schopna z vodního toku odebírat, a takový spád, jaký právě vzdouvací stupeň vytváří. Jelikož se během roku mění množství vody, není tudíž průtok ani spád v řece stálý. Z tohoto faktu vyplývá, že výkon je zcela závislý na průtokových poměrech vodního toku. Provoz elektrárny je bez přerušení, dodávka výkonu do energetické sítě značně kolísá.

• Akumulační

Na první pohled jsou charakterizovány přehradní hrází, za níž vzniká jezero s velkou zásobou vody. Tato vodní díla jsou určena nejen pro výrobu elektřiny, ale také pro ochranu území před povodněmi, pro splavnění toků, jako zdroje pitné nebo závlahové vody jako rekreační oblasti.

Proti přelití je hráz zajištěna spodními výpustěmi a horními přelivy. Pod hrází je tzv. vývařiště, do něhož odchází voda z turbín. V jezeře nad hrází bývá vtokový objekt opatřený česlemi. Ty zajišťují, aby se do turbíny nedostaly nečistoty. Přívodním kanálem přitéká voda k turbíně. Turbína je s generátorem, v němž vzniká elektrický proud, spojena společnou hřídelí. 

• Přečerpávací

Přečerpávací vodní elektrárny (PVE) jsou vlastně také jakýmsi druhem akumulační elektrárny, mají totiž většinou minimálně jednu akumulační nádrž - horní nádrž. Jsou jedním z významných regulačních prvků v elektrizační soustavě. V době, kdy je proudu nadbytek, čerpají vodu do výše položené nádrže a tak akumulují energii ve formě potenciální energie vody. V době tzv. energetické špičky, kdy je vyšší spotřeba elektrické energie, voda z horní nádrže roztáčí turbínu a vyrábí elektřinu. Dále se používají při odstavení nebo najíždění jaderné elektrárny.

Horní nádrž může být uměle vybudovaná na výše položeném místě nebo ji tvoří jezero nad hrází akumulační elektrárny. Tlakovým potrubím se voda přivádí na turbínu. Mechanická energie turbíny se přemění v elektrickém generátoru umístěném na stejné hřídeli jako turbína na elektřinu. Do horní nádrže se voda vhání čerpadly nebo je turbína zkonstruovaná tak, aby při zpětném chodu fungovala jako čerpadlo

Příkladem přečerpávací vodní elektrárny je elektrárna Dlouhé Stráně v Jeseníkách. Je elektrárnou s největším spádem a zároveň největším instalovaným výkonem mezi vodními elektrárnami v ČR. Její hlavní parametry jsou uvedeny v tabulce.               

• Přílivová elektrárna

Slapová energie je mechanická energie mořského přílivu a odlivu. Původcem této energie je přitažlivost Měsíce a Slunce spolu se zemskou rotací.

První moderní přílivová elektrárna zahájila provoz až v roce 1966. Jde o francouzskou přílivovou elektrárnu v Bretani, v ústí řeky La Rance. Instalovaný výkon elektrárny je 240 MW a roční výroba elektrické energie je kolem 550 GWh. Elektrárna je vybavena 24 reverzními turbínami, které pracují jak při přílivu tak i odlivu.

• Elektrárny využívající energii moře

• Energie vlnění

Jedním z mnoha řešení je návrh trojdílných pontonů plovoucích na hladině, které jsou zakotveny na dně moře. Pohyb vln se přenáší na vodní motor, který vyrábí elektrickou energii.

Části plovoucí elektrárny:

• 1 -           zadní stabilizační,
• 2 -           střední část se strojovnou,
• 3 -           přední nárazová část plavidla.  

Jiný projekt s názvem Ploeg se týká instalace řady plováků, které působením vln kmitají kolem osy. Pohyb je soustavou hydraulických nebo mechanických zařízení převáděn na generátor. U havajského pobřeží byly zase prováděny pokusy i s minielektrárnami umístěnými v mořských bójích. Další způsob využití energie vln byl navržen v Japonsku. Elektrárna Kalimai je podobná cisternové lodi dlouhé 80 m a široké 12 m. Mořské vlny stlačují v komorách stanice vzduch a pohánějí 3 turbíny s generátory o výkonu 200 kW. Takto upravená elektrárna je víceúčelová, protože plní funkci vlnolamu před přístavem a před rybími farmami.

• Mořský příboj

Příbojové vlnění svými nárazy na pobřeží vyvolává velmi silné otřesy a navíc působí jako píst - nasává a vytlačuje vzduch, který následně pohání turbínu. Na světě funguje několik příbojových elektráren, např. ve Francii nebo Japonsku.

• Mořské proudy

Periodické i stabilní proudy, které uchovávají svůj směr i rychlost, přemisťují obrovské množství vody na velké vzdálenosti. Prozatím tento způsob výroby elektrické energie je ve stádiu studií.

• Teplotní gradient mořských hloubek

Výroba elektrické energie pomocí teplotního gradientu mořské hloubky OTEC (Ocean Thermal Energy Convertion) funguje na principu kondenzace. Povrchová teplá voda způsobuje odpařování amoniaku nebo propanu. Jejich páry následně pohánějí turbínu a poté opět kondenzují pomocí chladné hloubky čerpané vody. Cyklus se poté opakuje.

Zařízení elektrárny OTEC (40 MW):

• 1 -           mořská elektrárna ve tvaru bóje,
• 2 -           teleskopická trubka,
• 3 -           přívod mořské teplé vody do výměníku tepla,
• 4 -           komory odpařovače,
• 5 -           strojovna s turbínou a generátorem,
• 6 -           kondenzátor par,
• 7 -           výstup teplé vody,
• 8 -           vstup chladné vody,
• 9 -           nosné plováky,
• 10 -  kabelové vedení elektrické energie na pobřeží.