HydroelektrárnyKrajinné schema vysokotlakového závodu v řezu: Je několik typů hydrocentrál. Abyste si učinili představu, jakým způsobem se voda jímá a jak je vedena do hydrocentrály, do vodních motorů – turbin – a jak se vrací do toku, prohlédněte si pečlivě obrázek. Vidíte údolní přehradu, která vytvořila nádrž. Z té se voda odebírá a teče přivaděčem k hydrocentrále. Všimněte si, že mezi hladinou v nádrži a spodní vodou pod hydrocentrálou je rozdíl hladin, kterému říkáme spád H. Přívodným potrubím – přivaděčem – je dopravováno určité množství vody, které vyjadřujeme jako průtok v m³ za 1 vteřinu.+40Řetězové čerpání vody ze XVI. století: Hlavní součástí vodní elektrárny je vodní motor – turbina. Prvními vodními motory byla od pradávna vodní kola. V Egyptě již v roce 4000 př. n. l. a v Číně kolem r. 1500. Používalo se jich hlavně při zavodňování polí a zahrad, později k pohonu mlýnů. Na obrázku vidíte užití vodního kola pro t. zv. řetězové čerpání vody asi z r. 1556.XOXXOXXOXXOXXOXSchema oběžného kola Kaplanovy turbiny: Schematický obrázek znázorňuje oběžné kolo Kaplanovy turbiny, kde jsou otočné lopatky v různé poloze – zavřené, polootevřené a otevřené. Poloha lopatek odpovídá různému průtoku vody – při malém průtoku jsou lopatky téměř přivřeny a při velkém průtoku jsou naplno otevřeny.Oběžné kolo Kaplanovy turbiny: Kaplanovy turbiny se navrhují na menší spády, dnes asi do 60 m. Na obrázku je oběžné kolo Kaplanovy turbiny. Průměr kola je přes 4 m.Osazování rotoru generátoru: Turbina pohání generátor, v němž se mechanická energie turbiny přeměňuje na elektrickou. Generátor se skládá z části pohyblivé – rotoru a pevné – statoru. Na obrázku vidíte osazování rotoru generátoru se svislým hřídelem.Model hydrocentrály v řezu: Na modelu hydrocentrály v řezu je vidět, jak protéká voda Kaplanovou turbinou. Vpravo nahoře je značena horní hladina – voda přitéká do vtoků, opatřených česlemi k zachycení plovoucích předmětů, vtéká do spirální skříně – do rozváděcího kola – uvádí oběžné kolo turbiny do pohybu a odtéká ssavkou do spodní vody.Pohled do strojovny hydrocentrály: Vlevo nahoře vidíme poněkud starší typ strojovny. Mohutné oplechované válce představují plášť generátorů, na nichž spočívají na společném svislém hřídeli budiče pro výrobu stejnosměrného proudu k magnetisování kotvy rotoru. Vpravo dole vidíte modernější úpravu strojovny, která na nás působí dojmem jednoduchosti a dokonalosti.Pohled do strojovny hydrocentrály – soustrojí s vodorovným hřídelem: V předchozích strojovnách byla soustrojí se svislým hřídelem. Na tomto obrázku je vnitřek strojovny se soustrojími s vodorovným hřídelem.Velín hydrocentrály: Velmi důležitou součástí hydroelektrárny je kromě strojovny t. zv. dozorna – dnes se jí všeobecně říká velín. Tam pracuje zaměstnanec, který z jediného místa ovládá a kontroluje mnoha přístroji celé vodní dílo a řídí telekomunikačním zařízením dodávku proudu do sítě.Transformátorovna hydrocentrály: Dalším neméně důležitým zařízením hydrocentrály je transformátorovna, která bývá buď uvnitř, nebo mimo budovu vlastní centrály, jak vidíte na obrázku. Transformátor mění střídavý proud o nižším napětí na proud o vysokém napětí, při kterém lze elektrickou energii přenést po drátě na velké vzdálenosti. To má zvláště tu výhodu, že místo spotřeby energie nemusí být v místě její výroby.Rozvodna: K vybavení hydrocentrály patří též rozvodna – zde vidíte venkovní rozvodnu. Účelem rozvodny je řídit a kontrolovat rozvod elektrické energie. Je to v podstatě soustava elektrických přístrojů signálních, spínacích, ochranných a pod.Schema hydrocentrály u jezu: Na obrázku je schematický řez hydrocentrálou při jezu. Jez je v sousedství hydrocentrály. Úkolem jezu je vzdout vodu, aby byl vytvořen soustředěný spád H. Voda vzdutá jezem protéká vtokem opatřeným česlemi, které zachycují plovoucí předměty – listí a dřevo, aby nedošlo k eventuelnímu přerušení provozu hydrocentrály. Dále protéká krátkým přivaděčem do spirální skříně – do rozváděcího kola – a po vykonané práci tím, že uvede oběžné kolo turbiny do pohybu, odtéká ssavkou do odpadu – do spodní vody. Tyto závody nazýváme pro poměrně menší vytvoření spádu – do 15 m – nízkotlakovými.Pohled do hydrocentrály při jezu: Obrázek představuje pohled na hydrocentrálu při jezu směrem proti vodě. Při pravém břehu – ve směru po toku – je umístěna hydrocentrála, vedle ní je jez a při levém břehu plavidlová komora.Dněproges: Příkladem velké hydrocentrály při jezu je Dněproges na řece Dněpru v SSSR. Jez je vlastně svými rozměry již přehradou, která má po celé délce přelivy.Ideový náčrt Kujbyševa: Zvláštním typem hydrocentrály při jezu jsou velké stavby na Volze v SSSR. Na ideovém náčrtu Kujbyševského vodního díla je patrno, že hydrocentrála tvoří vlastně samostatnou část hráze, za kterou následuje vlastní těleso přehrady, vytvořené jako zemní hráz. Pro odvádění nadbytečné vody do toku pod hrází jsou dále vybudovány přelivy z betonu. Při levém břehu jsou plavební komory s přístavištěm.Schematický řez hydrocentrálou u Kujbyševa: Schematický řez hydrocentrálou u Kujbyševa je tím charakteristický, že budova strojovny byla redukována na plechové kryty generátorů, nad kterými pojíždí jeřáb pro montáž a opravy soustrojí. Průtok vody je stejný jako v předchozím příkladě hydrocentrály u jezu.Pohled na nezakrytou strojovnu hydrocentrály: Na obrázku jsou znázorněna dvě soustrojí podobná nezakryté strojovně v návrhu Kujbyševské hydrocentrály. Za částí vymezenou pro hydrocentrálu je vidět betonovou hráz.Schema hydrocentrály pod přehradou: Hydrocentrála pod přehradou. Rozdíl proti předešlým typům je především v tom, že je tu soustředěn větší spád H, od 15 do 50 i více metrů. Mluvíme o závodu středotlakovém. Dále je rozdíl v tom, že vybudováním přehrady napříč v toku vytvoříme v údolí nad přehradou nádrž, ve které hospodaříme s vodou. Podobné hydrocentrály pracují obvykle přerušovaně, to znamená, že bývají uváděny do provozu jen v době, kdy je velká potřeba elektrické energie. Říkáme, že slouží ke krytí špiček potřeby elektrického proudu, jak ukazuje vpravo nahoře diagram potřeby energie.Pohled na hydrocentrálu pod přehradou – vlevo ČSR, vpravo SSSR: Na levém obrázku je hydrocentrála umístěna na pravém břehu pod přehradou. Na pravém obrázku hydrocentrály pod přehradou je dobře patrno přívodné potrubí, kterým se přivádí voda z nádrže do turbin.Schema hydrocentrály s přelévanou strojovnou: Hydrocentrála s přelévanou strojovnou. Elektrárnu pod přehradou se snažíme stavět co nejblíže ke vzdušné patě hráze, aby se přívodné potrubí k turbinám co nejvíce zkrátilo – a tím aby bylo co nejlacinější. Budujeme-li takovou hydrocentrálu ve velmi sevřeném údolí, přejdeme k t. zv. typu s přelévanou strojovnou, to znamená, že přelivy vedeme v podobě žlabů po střeše hydrocentrály, jak ukazuje schematický řez.Pohled na přelévanou hydrocentrálu: Na obrázku vidíte přelivy v podobě dvou žlabů, které jsou vedeny po střeše hydrocentrály.Strojovna hydrocentrály v tělese jezu: Strojovna hydrocentrály v tělese jezu. Na levém obrázku nahoře je schema strojovny umístěné v tělese jezu. Protože výškou jezové konstrukce je též dána výška strojovny, jsou strop a střecha strojovny vytvořeny z poklopů, přes které normálně přetéká voda. Při pohledu do takové strojovny – obrázek vpravo – vidíte ve stropě kruhové otvory, kterými lze v případě potřeby spustit kotvu jeřábu a při opravě nebo montáži soustrojí turbiny a generátoru zvednout a zavěsit.Schema vysokotlakového závodu: Vysokotlakový závod. V horských oblastech využíváme velkého soustředěného spádu, nad H 50 m. Podstatnými součástmi závodu vysokotlakového je přehrada, která vytvořila nádrž, dlouhý přivaděč, který jde buď po terénu, nebo jako žlab podepřený pilíři nad údolím, nebo konečně jako štola ve skále. Přivaděč končí vyrovnávací komorou, která má ve schematickém řezu věžovitý tvar. Od ní pak po strmém svahu pokračuje tlakové potrubí do hydrocentrály. Dále odtéká voda odpadem do toku.Krajinné schema vysokotlakového závodu: Na krajinném schematu vysokotlakového závodu je dobře vidět, jak se původní tok vine pod přehradou zaříznutým údolím, kdežto přivaděč zkracuje vzdálenost mezi přehradou a hydrocentrálou, při čemž se získá značný soustředěný spád.Příslušenství vysokotlakového závodu: Na obrázcích vidíme příslušenství vysokotlakového závodu: vlevo nahoře je část přivaděče pod přehradou, zhotovená jako velké dřevěné potrubí z dužin, které jsou staženy ocelovými obručemi. Na přechodu přivaděče do tlakového potrubí je vložena vyrovnávací komora. Na pravém obrázku ji vidíte ve tvaru válcové věže. Úkolem vyrovnávací komory je tlumit ráz vody – zvýšení tlaku – v přivaděči a v tlakovém potrubí, který vzniká na př. při náhlém uzavření nebo otevření uzávěrů umístěných na potrubí před turbinou.Pohled na tlakové potrubí: Spodní obrázek ukazuje velmi názorně část vysokotlakového závodu, kde jdou od vyrovnávacích komor čtyři větve tlakového potrubí do hydrocentrály. Potrubí nazýváme tlakovým proto, že je vystaveno obrovským tlakům vody, která jím protéká. Čím větší spád, tím větší tlak v místě, kde tlakové potrubí přechází k turbinám.Rozdělovací potrubí: Přechod z tlakového potrubí k jednotlivým turbinám je vytvořen t. zv. rozdělovacím potrubím. Na obrázku je takové rozdělovací potrubí, které je zabezpečeno proti velkým vodním tlakům silnými ocelovými obručemi.Uzávěry potrubí: Nedílnou součástí potrubí jsou uzávěry. Na obrázku vidíte uzávěr t. zv. klapku, který dáváme obvykle do vtokového objektu. Je znázorněn ve třech polohách – zavřené, pootevřené a úplně otevřené.Schema přečerpávací hydrocentrály: Přečerpávací hydroelektrárna. Zvláštním typem hydrocentrál jsou t. zv. přečerpávací hydrocentrály. Vedle turbiny a generátoru je na společném hřídeli čerpadlo. Provoz přečerpávací hydrocentrály: V době, kdy je v energetické soustavě dostatek proudu, přivádí se elektrický proud ze sítě do generátoru, který pracuje jako motor, generátor pohání čerpadlo, které tlačí vodu ze spodní zdrže do nádrže, umístěné na kopci nad hydrocentrálou. Této fázi provozu elektrárny říkáme čerpací provoz. V době, kdy je velká potřeba elektrické energie; velké špičkové zatížení – jsou do sítě zapojovány špičkové zdroje proudu, t. j. takové, které pracují jen v době, kdy trvá špičkové zatížení. Pak náš závod – přečerpávací hydroelektrárna – pracuje jako špičkový závod: Z akumulační nádrže umístěné nahoře na svahu odtéká voda jako v normálním vysokotlakovém závodě tlakovým potrubím do turbin, které pohánějí generátory. Nastává t. zv. turbinový provoz.Tlakové potrubí přečerpávací hydrocentrály: Obrázek představuje přečerpávací hydroelektrárnu s tlakovým potrubím. Potrubí má čtyři větve a dole nad hydrocentrálou se každá větev dělí na přívody k jednotlivým soustrojím.Schema podzemní hydrocentrály: Podzemní hydrocentrály. Důvodem pro výstavbu tohoto typu mohou být technická i strategická hlediska, v horských oblastech pak ochrana před sněhovými a kamennými lavinami a před mrazem. Strojovna elektrárny bývá ve značné hloubce pod terénem – 20 až 100 i více metrů. Strojovna je přístupna montážní šachtou opatřenou výtahem. Mimo to ústí do odpadní štoly provzdušovací šachta.Strojovna podzemní hydrocentrály: Strojovna podzemní hydrocentrály je vylámána jako kaverna ve skále pod povrchem území. O rozměrech kaverny si můžete učinit představu z toho, že její výška výlomu bývá přes 40 m – což představuje výšku dvou pětiposchoďových domů nad sebou. Na levém obrázku vidíme schema uspořádání, které je podobné jako u ostatních typů hydrocentrál. Důležité je zařízení dokonalého větrání. Pravý obrázek představuje pohled do strojovny podzemní hydrocentrály – působí zajímavým dojmem – osvětlení je jen umělé. Vidíte strojovnu se třemi agregáty těsně před stavebním dokončením.Krajinné schema komplexního využití vodní energie: Komplexní využití vodní energie několika závody. Na horním toku v povodí řeky A je vybudován vysokotlakový závod s přehradou „1“ a hydrocentrálou „I“. Závod „I“ je též středotlakový, ve kterém se využívá vody z nádrže vytvořené přehradou „2“. Aby byl dostatek vody v této nádrži, přivádí se z povodí řeky B voda zachycená v nádrži „4“. Spádu se využije ve vysokotlakovém závodě „II“ na konci vzdutí nádrže „2“. Dále se využívá vody v povodí řeky A v podzemním závodě „III“, kam přichází voda z nádrže „3“. Na toku B je kaskáda hydroelektráren pod přehradami – jsou to přehrady „5“, „6“, „7“ a centrály „IV“, „V“ a „VI“. U nás v ČSR budujeme v rámci komplexního využití vodní energie na několika řekách podobné kaskády. Na př. na Vltavě jsou to t. zv. „Stupně míru“ a na Váhu systém nazývaný „Váhostroj“.Doprava strojních součástí na stavbu: Při stavbě hydroelektrárny je také třeba předem naplánovat dopravu strojního zařízení ze vzdálených strojíren. Doprava takového těžkého oběžného kola Kaplanovy turbiny – vlevo nahoře – musí být předem do všech podrobností připravena. Jednotlivé strojní díly jsou dopravovány na těžkých podvozkových vozech, které tvoří celou karavanu. Často je třeba uzavřít silniční provoz, objíždět podjezdy, mosty, nadzvedávat telegrafní a elektrické vedení a pod. Vpravo dole vidíte dopravu jednotlivých kusů spirální skříně, které se na místě svaří.Hotová přehrada: Jak radostně si člověk prohlíží, že takové dílo je dílem mozků a rukou našich pracujících, kteří mnohdy nastavili noci a volný čas dovolených a nedělí, aby mohli včas vztyčit „slavnostní máji“ jako symbol zdárného splnění svých závazků a plánů. Podobných vodních děl roste mnoho na našem území a není daleko doba, kdy se zbavíme nepříjemného vypínání elektrického proudu a kdy i do posledního obydlí bude zavedena elektřina.׋›HydroelektrárnyVýrobceDPrahaRok1954Délka44 okénekAutor textuMalý F. Ing.PředlohaZEMPOznačení3601Další diafilmy výrobceNaše hutěStřelecká přípravaKomenský Jan Amos II.Krásy SSSR
