Vodní elektrárna | Stavba, fungování a historie vodní elektrárny

V vodní elektrárně se kinetická energie vyvinutá díky gravitaci padající vody z vyšší do nižší úrovně využívá k otáčení turbíny pro výrobu elektřiny. Potenciální energie uložená ve vodě na horní hladině se uvolní jako kinetická energie, když voda spadne na nižší hladinu. Tato turbína se otáčí, když padající voda dopadá na lopatky turbíny. Aby byla dosažena rozdílná výšková úroveň vody, vodní elektrárny jsou obvykle postaveny v horských oblastech. Na řece v horské oblasti je postavena umělá přehrada, aby byla vytvořena požadovaná výšková úroveň vody. Z této přehrady se voda v ovládatelném způsobu nechává padnout k lopatkám turbíny. V důsledku toho se turbína otáčí díky síle vody působící na její lopatky a tedy se alternátor otáčí, protože hřídel turbíny je spojen s hřídelem alternátoru.
Hlavní výhodou elektrárny je, že nepotřebuje žádné palivo. Vyžaduje pouze výškovou úroveň vody, která je po výstavbě požadované přehrady přirozeně k dispozici.

Žádné palivo znamená žádné náklady na palivo, žádnou spalování, žádné vznik odpadních plynů a žádné znečištění atmosféry. Díky absenci spalování paliva je samotná vodní elektrárna velmi čistá a hezká. Kromě toho nedává žádné znečištění do atmosféry. Z hlediska konstrukce je jednodušší než jakákoli tepelná nebo jaderná elektrárna.
Náklady na výstavbu vodní elektrárny mohou být vyšší než u jiných tradičních tepelných elektráren kvůli stavbě obrovské přehrady napříč tekoucí řekou. Inženýrské náklady navíc k nákladům na výstavbu jsou také vysoké v vodní elektrárně. Další nevýhodou této elektrárny je, že nemůže být postavena kdekoli podle míst spotřeby.
Takže jsou potřeba dlouhé přenosové linky pro přenos vygenerované energie do míst spotřeby.
Tedy náklady na přenos mohou být dostatečně vysoké.

Přesto může být uložená voda v přehradě využita i k zavlažování a podobným účelům. Někdy lze tím, že se postaví taková přehrada na cestě řeky, významně ovládat občasné povodně v dolním toku řeky.

K výstavbě vodní elektrárny je potřeba pouze šest hlavních komponent. Jsou to přehrada, tlakový tunel, nádrž na vlnění, budova s ventilami, penstock a centrála.

Přehrada je umělá betonová bariéra postavená přes cestu řeky. Plocha za přehradou vytváří obrovskou vodní nádrž.
Tlakový tunel odvádí vodu z přehrady do budovy s ventilami.
V budově s ventilami jsou k dispozici dva typy ventilů. První je hlavní splachovací ventil a druhý je automatický izolující ventil. Splachovací ventily ovládají proudění vody směrem dolů a automatické izolující ventily zastaví proudění vody, když je elektrické zatížení náhlým odpojením z elektrárny. Automatický izolující ventil je ochranný ventil, který nepřímo nepřispívá k ovládání proudu vody do turbíny. Funguje pouze v nouzi k ochraně systému před prasknutím.

Penstock je ocelová trubka vhodného průměru spojující budovu s ventilami a centrálu. Voda teče z horní budovy s ventilami do dolní centrály právě touto penstockem.
V centrále jsou vodní turbíny a alternátory s příslušnými transformátory pro zvednutí napětí a přepínačovými systémy pro výrobu a následné usnadnění přenosu elektřiny.
Nakonec se dostaneme k nádrži na vlnění. Nádrž na vlnění je také ochranný příslušenství spojené s vodní elektrárnou. Nachází se právě před budovou s ventilami. Výška nádrže musí být větší než výšková úroveň vody uložené v nádrži za přehradou. Jedná se o otevřenou nádrž s volnou hladinou vody.

Účelem této nádrže je ochránit penstock před prasknutím, když turbína náhle odmítne brát vodu. Na vstupu do turbín jsou klapky turbín řízené regulátory. Regulátor otevírá nebo zavírá klapky turbín podle kolísání elektrického zatížení. Pokud je elektrické zatížení náhle odpojeno z elektrárny, regulátor zavře klapky turbín a voda je zablokována v penstocku. Náhlé zastavení vody může způsobit vážné prasknutí trubky penstocku. Nádrž na vlnění absorbuje tento zpětný tlak kmitáním hladiny vody v této nádrži.

Prohlášení: Respektujte původ, dobre články jsou hodné sdílení, jestliže je zde narušení autorských práv, prosím, kontaktujte pro odstranění.