ENERGIA
WODNA
MAGDALENA PASYŃCZUK
EDYTA TEKIEŃ
ANNA ŁAPIŃSKA
Energia wodna
Najpopularniejsze
wykorzystanie wody do
produkcji energii to
elektrownie wodne, które
zamieniają energię spadku,
lub przepływu wody na
energię elektryczną za
pośrednictwem turbin
wodnych. Turbina wodna
zwana też turbiną
hydrauliczną jest to silnik
wodny przetwarzający
energię mechaniczną wody
na ruch obrotowy za
pomocą wirnika z łopatkami.
Obracający się wirnik z
łopatami napędza prądnicę
lub układ prądnic.
Historia elektrowni wodnych w
Polsce
W okresie międzywojennym
posiadaliśmy 12 elektrowni
wodnych, jednak żadna z
nich nie miała mocy
powyżej 10 MW, a ich
łączna moc wynosiła
zaledwie 18MW. Przed
drugą wojną światową
największa elektrownia w
Polsce pracowała w Gródku
na Pomorzu (3,9 MW) i
zasilała w energię
elektryczną Gdynię.
W latach trzydziestych rozpoczęto przygotowania do budowy
kilku większych elektrowni w Dunajcu, Sole i Sanie. Druga
wojna światowa wstrzymała rozwój polskiej hydroenergetyki.
W wyniku powojennych zmian terytorialnych Polska uzyskała
na ziemiach zachodnich kilkadziesiąt zakładów
hydroenergetycznych, a w tym większe elektrownie w
Pilchowicach i Dychowie na Bobrze. Ogólna moc naszych
elektrowni w roku 1946 wzrosła do 160 MW.
Okres powojenny przyniósł stopniową rozbudowę elektrowni
wodnych, jednak tempo ich rozwoju było niższe od tempa
rozwoju całej polskiej energetyki. Dopiero lata sześćdziesiąte
przyniosły uruchomienie kilku dużych elektrowni wodnych w
Kornowie, Myczkowcach, Dębem, Solinie, Tresnej, Żydowie i
Włocławku.
Największe elektrownie wodne znajdują się w Żarnowcu i
Nidzicy oraz w Porąbce-Żar
Elektrownia w Żarnowcu
Elektrownia w Nidzicy
Elektrownia w Nidzicy
Energetyka wodna ma w Polsce największe tradycje mimo
stosunkowo słabych warunków do rozwoju.
Zasoby energii wody zależą od dwóch czynników: spadku
koryta rzeki oraz przepływów wody. Polska jest krajem
nizinnym, o stosunkowo małych opadach i dużej
przepuszczalności gruntów, co znacznie ogranicza
zasoby tego źródła.
Energia wody jest ekologicznie czysta,
ale dostępna jedynie na obszarach
posiadających odpowiednio dużo
opadów oraz korzystne ukształtowanie
terenu. Większość krajowych zasobów
(około 68%) skupionych jest w
obszarze dorzecza Wisły, zwłaszcza jej
prawobrzeżnych dopływów. Dogodne
warunki do budowy małych elektrowni
wodnych istnieją w Karpatach,
Sudetach oraz na Roztoczu.
Rodzaje elektrowni
wodnych:
Każda elektrownia wodna wyposażona jest w turbinę ,
jednak nie do każdej turbiny doprowadza się wodę
w taki sam sposób. To właśnie ze względu na
sposób doprowadzenia wody do turbiny
wyróżniamy rozmaite rodzaje elektrowni wodnych:
-
Elektrownia przepływowa
-
Elektrownia zbiornikowa (regulacyjna)
-
Elektrownia szczytowo-pompowa
-
Mała elektrownia wodna (MEW)
Elektrownia
przepływowa
Mieści się w specjalnie skonstruowanym
budynku. Jest zlokalizowana w korycie
rzeki, której energię wykorzystuje.
Elektrownie tego typu mogą pracować
prawie bez przerwy, ilość
produkowanej przez nie energii zależy
jednak od ilości wody, przepływającej
w rzece, elektrownie przepływowe nie
posiadają bowiem zbiornika wodnego.
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.
Elektrownia zbiornikowa
(regulacyjna)
Jest w mniejszym stopniu niż
przepływowa uzależniona od
ilości energii, dostarczanej w
danym momencie przez wodę.
Dzięki znajdującemu się przed nią
zbiornikowi wodnemu,
elektrownia zbiornikowa 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 hydroelektrowni
reprezentowany jest najczęściej
przez duże elektrownie wodne.
Elektrownia szczytowo-
pompowa
Posiada dwa zbiorniki wodne: górny i dolny. Funkcje zbiorników
górnych mogą pełnić zbiorniki sztuczne, jak i naturalne, na
przykład jeziora, jako zbiorniki dolne wykorzystywane są zaś
jeziora, spiętrzone doliny rzek, stare sztolnie kopalniane i
specjalnie zbudowane zbiorniki sztuczne.
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. W ciągu doby
elektrownie szczytowo-pompowe są uruchamiane 1-2 razy w
cyklu pracy pompowej i turbinowej, co pozwala wyrównywać
maksymalne i minimalne (szczytowe) obciążenia systemu
energetycznego.
Elektrownia szczytowo-
pompowa
Najważniejsze elektrownie
wodne w Polsce
Rodzaj elektrowni
Nazwa elektrowni
Moc zainstalowana w
MW
szczytowo-pompowa
Żarnowiec
680
szczytowo-pompowa
Porąbka-Żar
500
szczytowo-pompowa
Żydowo
150
przepływowa
Włocławek
160
przepływowa
Solina
138
przepływowa
Dychów
80
przepływowa
Rożnów
50
Mała elektrownia wodna
Elektrownia wodna o mocy zainstalowanej poniżej 5 MW. To
kryterium stosuje się w Polsce oraz większości państw
Europy zachodniej.
„MEW” możemy podzielić ze względu na kryterium spadu:
- niskospadowe (2-20m)
- średniospadowe (20-150m)
- wysokospadowe (>150m)
- pływające
Małe elektrownie wodne wykorzystują w sposób bezpieczny
środowisko przyrodnicze, stąd są uznawane za
odnawialne źródła energii, a ich właściciele uzyskują
certyfikat wytworzenia tzw. zielonej energii. Towarzyszące
elektrowni wodnej urządzenia hydrotechniczne oraz sama
elektrownia wpływają na bilans hydrologiczny okolicy,
biocenozę rzeki.
„MEW” w Trzebiatowie
ZALETY ELEKTROWNI
WODNYCH:
- czyste odnawialne źródło energii,
- możliwość szybkiego zatrzymywania i uruchamiania
elektrowni,
- małe problemy przy utrzymywaniu i eksploatacji
elektrowni,
- sztuczne zbiorniki wodne gromadzą wodę, zmniejszając
ryzyko powodzi,
- oszczędzanie paliw naturalnych,
- nie pociąga za sobą produkcji odpadów
- nie emituje zanieczyszczeń do środowiska
WADY ELEKTROWNI
WODNYCH:
- zależność od opadów deszczu (elektrownie zbiornikowe i
przepływowe) ,
- konieczność zalania dużych obszarów i przesiedlenia ludzi,
co niszczy naturalne siedliska dla roślin i zwierząt,
- lokalne zmiany klimatyczne (np.: zwiększenie wilgotności
powietrza),
- przyczyniają się do zamulania zbiornika co prowadzi do
odtlenienia i zamierania życia w wodzie,
- duże koszty produkcji i budowy
-
duży nakład finansowy
- deformacja - w pewnym stopniu - krajobrazu naturalnego
Zasoby hydroenergetyczne Polski szacuje się na 13,7
mln.Wato-godzin rocznie, z czego:
- 45,3% przypada na największą Polskę rzekę Wisłę.
- 43,6% na dorzecza Wisły i Odry,
- 9,8% na samą Odrę.
- 1,8% na rzeki Pomorza.
To bardzo duży i niewykorzystywany obecnie potencjał.
Przed II wojną światową elektrownie wodne na rzekach
pomorskich dostarczały energię elektryczną do portu
morskiego w Gdyni, Kartuzom oraz mieszkańcom
Gdańska i jego okolic.
Obecnie Polska wykorzystuje swoje zasoby
hydroenergetyczne jedynie w 12%, co stanowi 7,3%
mocy zainstalowanej w krajowym systemie
energetycznym. Liderem i niedoścignionym wzorcem w
tej dziedzinie jest Norwegia, uzyskuje z energii spadku
wody 98% energii elektrycznej
DZIĘKUJEMY ZA
UWAGĘ.