3tom085

2. WYTWARZANIE ENERGII ELEKTRYCZNEJ 172

Rys. 2.85. Średnie roczne równoważniki dawki promieniowania w okolicach elektrowni jądrowej w czasie normalnej eksploatacji

Na rysunku 2.85 podano średnie roczne wartości równoważników dawki, które mogą wystąpić w okolicy elektrowni jądrowej w czasie normalnej eksploatacji. Największa z tych wartości występuje na granicy strefy wyłączenia w odległości 1,8 km od elektrowni, a wartość średnia — na obszarze o promieniu 50 km. Wartości te są znacznie mniejsze od dopuszczalnych.

2.5. Elektrownie wodne

2.5.1. Zasoby energii wodnej i ich wykorzystanie

Udział elektrowni wodnych w krajowym bilansie energetycznym jest niewielki ze względu na małe zasoby energii wodnej w Polsce w porównaniu z innymi krajami oraz występujące dotychczas trudności z wykorzystaniem tych zasobów. Trudności te są spowodowane głównie większymi nakładami inwestycyjnymi na jednostkę mocy zainstalowanej w elektrowniach wodnych w porównaniu z nakładami na budowę równoważnych elektrowni cieplnych.

Teoretyczne zasoby energetyczne rzek polskich ocenia się na ok. 24 TW • h/a, czemu odpowiada moc średnia ok. 2,8 GW. Są to zasoby niewielkie, ponieważ ich udział w zasobach światowych wynosi zaledwie ok. 0,05%, podczas gdy udział powierzchni Polski w ogólnej powierzchni lądów świata wynosi ok. 0,25%. Wskaźnik mocy średniej przypadającej na jednostkę powierzchni (wynoszący 8,7 kW/km²) jest również niewielki, gdyż stanowi tylko ok. 21% średniej światowej.

Jako możliwe do praktycznego wykorzystania uważa się zasoby, które podano w tabl. 2.34 z podziałem na dorzecza głównych rzek polskich. Średnią energię roczną, możliwą do wyprodukowania w elektrowniach wodnych na dopływie naturalnym, szacuje się na 12 TW-h/a, co stanowi ok. 50% teoretycznych zasobów energii wodnej w całym kraju. Odpowiada temu moc średnia ok. 1,4 GW oraz możliwa do realizacji moc zainstalowana ok. 3,8 GW. Dominujący udział w możliwościach wykorzystania energii wodnej w Polsce mają elektrownie na Wiśle i jej dopływach, które mogłyby wyprodukować łącznie ok. 9,7 TW • h/a, tj. 80% całkowitej energii średniej wszystkich elektrowni wodnych.

Tablica 2.34. Możliwości wykorzystania zasobów energetycznych rzek polskich, wg [2.14]

Zasoby wodnoenergetyczne rzek	Dorzecze Wisły	Dorzecze Odry	Rzeki Przymorza	Ogółem w kraju
Moc do zainstalowania, MW	3004	743	77	3824
Energia średnia roczna do wyprodukowania, GW • h/a	9676	2184	220	12080
Czas wykorzystania mocy zainstalowanej, h/a	3220	2940	2860	3160
Stopień wykorzystania teoretycznych zasobów energii, %	56	42	43	51
Udział w możliwej produkcji energii, %	80	18	2	100

Tablica 2.35. Elektrownie wodne w Polsce oraz ich wykorzystanie w 1992 r., wg [2.21]

Parametry	Elektrownie wodne na przepływie naturalnym	Elektrownie szczytowo- -pompowe	Ogółem elektrownie wodne i pompowe
Moc osiągalna, MW	676	1366	2042
Produkcja energii, GW • h/a	1534	2012	3546
Czas wykorzystania mocy osiągalnej, h/a	2270	1473	1736
Zużycie energii na pompowanie wody, GW h/a	79	2753	2832
Sprawność cyklu pompowania, %	—	73	—

Informacje statystyczne o dotychczasowym wykorzystaniu elektrowni wodnych w Polsce podano w tabl. 2.35 z podziałem na elektrownie pracujące na przepływie naturalnym oraz elektrownie szczytowo-pompowc. Produkcja energii w tych elektrowniach — bez energii pochodzącej z pompowania wody — wynosi obecnie ok. 1,5 TW • h/a, co stanowi zaledwie 12,5% zasobów możliwych do praktycznego wykorzystania. Ponadto w pięciu elektrowniach pompowych o łącznej mocy osiągalnej ok. 1,4 GW wytwarza się energię elektryczną w ilości ok. 2,0 TW • h/a przy średniej sprawności cyklu pracy ok. 73%.

2.5.2. Zasady działania i wyposażenie elektrowni wodnych

Przemiana energii potencjalnej i kinetycznej wody w energię elektryczną następuje w hydrozespolach, które składają się z turbin wodnych i generatorów synchronicznych, nazywanych w tym przypadku hydrogeneratorami (w odróżnieniu od turbogeneratorów instalowanych w elektrowniach cieplnych).

Moc hydrauliczną, osiągalną teoretycznie w turbinie wodnej, oblicza się ze wzoru

^ph=geQ,H, (2.149)

w którym: g—przyspieszenie ziemskie, q—gęstość wody, Q, — przełyk turbiny (natężenie przepływu wody), H, — spad użyteczny turbiny (różnica poziomów wody).

Po podstawieniu wartości liczbowych g = 9,81 m/s² i e = 1000 kg/m³ oraz uwzględnieniu sprawności turbiny ą, i sprawności generatora g_G otrzymuje się praktyczny wzór, określający moc hydrozespołu na zaciskach generatora (brutto), wyrażoną w MW

^pc = P.hc = P_hrunc = 9,81 HT³ (2.150)

gdzie: Q, — przełyk turbiny, m³/s; H,—spad użyteczny, m; P,—moc mechaniczna turbiny, MW; P_G — moc elektryczna generatora, MW.

Moc elektryczna P_e, oddawana na zewnątrz elektrowni, jest jeszcze pomniejszona o zużycie mocy na potrzeby własne, którego udział wynosi e i o straty wynikające ze