469 2

12.1. ZASADY PRZETWARZANIA ENERGII WODY

można wyznaczyć teoretyczną ilość energii A [J] zawartej w płynącej wodzie między dwoma punktami A i B (rys. 12.2a) rozpatrywanego odcinka rzeki, potoku, kanału itp. (ogólnie zwanych ciekami) jako

(12.2)

gdzie: c - prędkość wody, m/s; g - przyspieszenie ziemskie, m/s²; p - ciśnienie wody, Pa; o - gęstość wody, kg/m³; V - objętość wody, m³.

Rys. 12.2. Sposoby sztucznej koncentracji spadu

E - elektrownia wodna; K - kanał skracający; P - przegroda; R - koryto rzeki; Z - zapora; S - sztolnia (derywacja ciśnieniowa); DW - dolna woda; GW - górna woda;

1 - warstwa retencyjna; 2 - warstwa energetyczna; 3 - warstwa martwa

Podstawową rolę w przemianie energii wody śródlądowej (w elektrowni wodnej) w energię elektryczną odgrywa energia potencjalna. W turbinach wodnych następuje zamiana energii potencjalnej wody na energię kinetyczną, a ta następnie w prądnicach elektrycznych (hydrogeneratorach) jest zamieniana na energię elektryczną.

Moc P [W] elektrowni wodnej wykorzystującej rozpatrywany odcinek cieku wodnego

(12.3)

p = VQgH_uY)_e

gdzie: V - strumień objętości wody przepływającej przez turbinę, m³/s; H_u = h_A — h_s — Ah_d - spad użyteczny (wykorzystany), z uwzględnieniem straty spadu Ah_s w zbiorniku i przewodach doprowadzających wodę do elektrowni, m; r]_e - sprawność elektrowni.

469