1. KurzOBNOVITEĽNÉ ZDROJE ENERGIE časť VODNÁ ENERGIA Prof. Ing. Peter Dušička, PhD.Katedra hydrotechniky Stavebná fakulta STU Bratislava 2. Členenie prednášky: Čo je to vodná elektráreň? Význam a funkcie vodných elektrární pre elektrizačnú sústavu Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie Delenie vodných elektrárníVodné elektrárne (príklady) Malé vodné elektrárne (príklady) Záver 3. Vodná elektráreň = výrobňa elektrickej energie premieňajúca vodnú energiu vodného zdroja na energiu elektrickú (STN 75 0128 Názvoslovie využitia vodnej energie) súčasťviacúčelovej VS jednoúčelová VS(len energetické využitie) Hlavné výrobné objekty VE: strojovňa– časti: stavebná technologická: strojná (turbíny, uzávery, hrablice atď.) elektro (generátor, rozvody atď.) prevádzková budova rozvodňa 2-ja prevádzkovatelia: energetický = Slovenské elektrárne – Enel a.s. vodohospodársky = Slovenský vodohospodársky podnik š.p. VS a VE Krpeľany na Váhu 1. Čo je to vodná elektráreň? 4. 1. Čo je to vodná elektráreň? Prietoky vody vo vodných tokoch: sú premenlivé v čase nemusia sa vyskytovať práve vtedy, keď je zvýšený dopyt po energii (energetická špička) môžu sa vyskytovať práve vtedy, keď nie je dopyt po energii (nočné pásmo, víkendy) Regulácia prietoku je možná nádržami VE majú zabezpečenosť dodávky EE 5. 2. Význam a funkcie VE pre ES Významvodných elektrární vyplýva z ichfunkcií,ktoré poskytujú pre elektrizačnú sústavu. Energetické funkcie VE:1. statické -výkonová služba(plánovaná) -transfer energie(možný len u PVE) 2. dynamické (len regulačné VE - je potrebný V Z ) -preberanie strmých špičiek -výkonová záloha - z kľudu: VE Gabčíkovo- cca 150 s PVE Č. Váh- T/Č cca 120/170 s VE Madunice- 30 s(v minulosti náhradný zdroj vlastnej spotreby JE A1) - točivá rezerva-regulácia frekvencie a odovzdávaného výkonu-stroje v chode - primárnado 30 s(napr. VEG 8 x 4,5 MW = 36 MW)- sekundárnado 2 min. 6. 2. Význam a funkcie VE pre ES výroba EE = spotreba EE + prenosové straty Zosúladenie hydrologicko-hydraulických pomerov a požiadavkami ES =vodohospodársko-energetický plán VE transfer energie - PVE Zdroje na pokrytie DDZ: jadrové elektrárne tepelné elektrárne vodné elektrárne 7. 8. 9. využívanie energie vodných tokovzákladný zdroj získavania energie hydroenergetický potenciál = prírodné bohatstvo každej krajiny využíva sa vo VE a MVE primárny technicky využiteľný hydroenergetický potenciál = HEP HEP = súčet E rna realizovaných a technickyrealizovateľných VE a MVE vyspelé európske štáty využitie HEP na 65 až 95 % SR využitie HEP len na 56,4 % 3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie 10. doteraz najväčší výrobca EE v SR =Slovenské elektrárne – Enel a.s. HEP významný zdroj EE po 2008 zvýšenie podielu HEP(odstavenie EBO V1, parné bloky EVO, ENO) (zdroj informácií = Výročná správa SE a.s. za rok 2004) celkove P i= 6 877 MW celkove E R= 25 576 GWh 3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie 11. Silné stránky využívania HEP: (v porovnaní s inými energetickými zdrojmi - napr. uhlie, jadro) obnoviteľný zdroj vlastný zdroj(s výnimkou hraničných tokov) pohotový zdroj =regulačné schopnosti neznečisťujeovzdušie aneprodukujeodpad relatívnenízke prevádzkové nákladypri dlhej životnosti (50 ~ 100 rokov) vyžaduje relatívnemalý počet prevádzkových zamestnancov(diaľkové riadenie) pri citlivom a technicky správnom riešení nespôsobuje devastáciu prírodného prostredia, transformuje ho na novú kvalitu, pričompri celkovomzhodnotení všetkých efektov býva využitie HEP ekologicky prínosné 3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie 12. Slabé stránky využívania HEP dajú vnímať z rôznych hľadísk pre SR je charakteristické: rezortné hľadisko ekologické hľadisko skresľovanie bilančných hodnôt HEP 1. Rezortné hľadisko výroba EE z vodyje doteraz vo veľkej väčšine sústredená v SE a.s. , ktoré patria do rezortu Ministerstva hospodárstva SR ( MH SR ). Tento rezort v podstate riadi energetiku a jej ďalší rozvoj.voda= nositeľka primárnej energie podlieha správe Slovenského vodohospodárskeho podniku š.p. ( SVP š.p . ), = patril do rezortu Ministerstva pôdohospodárstva SR, = v súčasnosti rezort Ministerstva životného prostredia SR ( MŽP SR ).Tieto rezorty majúrozdielny pohľad na výrobu EE z vody ! 3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie 13. Ekologické hľadisko z hľadiska ekológovnegatívne vplyvy využívania HEPna okolité prírodné a životné prostredie: zmena prietokových pomerovzvýšenie sedimentačnej resp. eróznej činnosti toku zmena režimu podzemnej vody priechodnosť rýb a vodných živočíchov cez stupne na tokoch potenciálny únik mazadiel (ropných látok) zmena kvalitatívnych vlastností vody ohrozenie vodných živočíchov chodom turbín zmeny druhového zloženia vodných organizmov ovplyvnenie brehových porastov hlučnosť prevádzky záber pozemkov a zásahy do územia počas výstavby urbanistický zásah do okolitého krajinného prostredia ovplyvnenie rekreačnej plavby väčšina týchto vplyvov sa však dá vhodnými opatreniami značne eliminovať kritika vyplýva väčšinou z neznalosti technického riešeniaa prevádzky VE alebo MVE, resp. z apriórnej zaujatosti 3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie 14. Skresľovanie bilančných hodnôt HEP pri hodnotení stupňa využívania HEP sa obvykle sleduje% využitia problém nastal s bilančnou hodnotou HEP pôvodne bola hodnota HEP pre územie Slovenska určená výskumnými prácami na7 361 GWh/rokpri inštalovanom výkone okolo 2 575 MW v poslednom období sa začala publikovať „upresnená“ hodnota HEP6 607 GWh/rok- v odbornej verejnosti sa nazýva aj ako „ekologický“ HEP k hodnote tohoto HEP dospeli autori tak, že od hodnoty 7 361 GWh/rok odrátali priemerné ročné výroby tých lokalít VE a MVE, proti ktorým boli zo strany ochrany prírody vznesené námietky nie je známe, že by lokality, ktoré sa vyradili, boli dôsledne posudzované podľa metód posudzovania vplyvu stavieb na životné prostredie, t.j. podľa Zákona o posudzovaní vplyvov na životné prostredie (predtým č.124/94, teraz č. 24/2006)nie sú známe ani variantné riešenia vyradených lokalít, ktoré sú pre posudzovací proces v zmysle zákona potrebné 3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie 15. do roku 1997oficiálne materiály SE a.s., MH SR, MŽP SR a pod. =hodnota HEP7 361 GWh/rok „ upresnená“ hodnota „ekologického“ HEP 6 607 GWh/rokAktualizovaná energetická koncepcia pre SR do roku 2005, prijatá Uznesením vlády v 1997číselná hodnota „upresneného“ resp. „ekologického“ HEP 6 607 GWh/rok je nižšia ako 7 361 GWh/rok - rozdiel 754 GWh/rok prestavuje: 4,5 násobokpriemernej ročnej výroby VE Žilina (najnovšej VE v SR) viac ako 1/4priemernej ročnej výroby VE Gabčíkovo nejedná sa tedao žiadnu zanedbateľnú hodnotu! táto skutočnosť priamo ponúka možnosť manipulovať s tak dôležitou hodnotou pre energetickú bilanciu, akou je stupeň využitia HEP SR podľa dostupných údajov bol využitý HEP v roku 1997 na úrovni 4 134 GWh/rok ak vztiahneme tento údaj: k pôvodnej hodnote HEP7 361 GWh/rok = využitie HEP56,4 % k „upresnenej“ hodnote HEP6 607 GWh/rok = využitie HEP62,5 % 3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie 16. bez reálneho využitia HEP našich tokov =výstavby jedinej VE alebo MVEsme sa teda takto priblížili k vyspelým krajinám Európskej únie!!! ak sa konkrétna VE alebo MVE nemôže v súčasnosti realizovaťz akýchkoľvek dôvodov: ekologických ekonomických legislatívnych a pod. neznamená to ešte jednoznačne, že v budúcnosti pri zmenetýchto podmienok nemôže byť realizovaná!!! nevybudovaním VE alebo MVE totiž HEP daného úsekuvodného toku nezaniká!!! uvádzanie takto „upresnenej“ hodnoty HEP ako bilančnej hodnoty sanedá považovať za korektnéaskresľujecelkovú bilanciu 3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie 17. 3. Hydroenergetický potenciál a jeho využívanie 18. 4. Delenie vodných elektrární Uplatňujú sa rôzne hľadiská: 1. podľa inštalovaného výkonu nad 10 MW do 10 MW – MVE (STN 73 6881) 2. podľa možností hospodárenia s vodou A. prietočné B. regulačnéa) s prirodzenou akumuláciou b) s umelou akumuláciou c) so zmiešanou akumuláciou (prirodzenou aj umelou) Prietočné VE(spracúvajú okamžité prietoky): prietoky cez vzdúvacie stavby bez V z pod vyrovnávacími nádržami – využitie Q n vodojemy - odbery biologické prietoky (pri prepúšťaní cez vzdúvací objekt) Regulačné VE- podľa časového hľadiska – regulácia prietoku: krátkodobá (denná, týždenná) sezónna (v rámci roka) dlhodobá (viacročná) 19. 5. Vodné elektrárne (príklady) PVE Čierny Váh VEGabčíkovo 20. 5. Vodné elektrárne (príklady) stupeň Čunovo (MVE Mošoň + VE Čunovo) stupeň Gabčíkovo (MVE S7 + VEG) 1. VE Gabčíkovo 8 x 90,0 = 720,00 MW 2. VE Čunovo 4 x 6,07 =24,28 MW 3. MVE Mošoň 2 x 0,61 =1,22 MW(+ 2 x 0,61 = 1,22 MW) 4. MVE S7 2 x 0,52 =1,04 MW 5. MVE Dobrohošť2 x 1,10 =2,20 MW (pripravovaná) MVE Dobrohošť VD GABČÍKOVO 21. 5. Vodné elektrárne (príklady) 22. 5. Vodné elektrárne (príklady) PVE Čierny Váh 23. 5. Vodné elektrárne (príklady) PVE Čierny Váh 24. 5. Vodné elektrárne (príklady) PVE Čierny Váh 25. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Liptovská Mara VS a VE Bešeňová 26. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Liptovská Mara 27. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Liptovská Mara - Bešeňová 28. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Hričov 29. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Hričov 30. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Hričov 31. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Mikšová 32. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Mikšová 33. 5. Vodné elektrárne (príklady) VS a VE Považská Bystrica 34. MVE – história vzniku na Slovensku MVE vznikali na našom území už koncom 19. storočia predovšetkým pre potrebu: rudných baní úpravní rúd železiarní ako prídavné zariadenia najmä pri mlynoch a pílachčasto boli kombinované s parnými strojmi a s tepelnými elektrárňami už v roku1911bolo na Slovensku13 MVEpre verejné zásobovanie v roku1930viac ako2 650prevádzok, z ktorých : 96malozmiešanú prevádzku(mechanická transmisia + výroba EE)len49 samostatnýchvodných elektrární – príklady: z oblastibanských prevádzok= Kremnická kaskáda 3 MVE, zásobená vodou privádzačom z toku Turca (Turčekovský vodovod) + najstaršie MVE v Smolníku, Žakarovciach a Krompachoch z oblastihutníckej= sústava MVE pre železiarne v Podbrezovej (Piesok, Podbrezová, Lopej, Dubová a Jasenie) prelesné železnice= MVE v Ľubochni, Poprade prekúpele Rajecké Teplice, Korytnica, Trenčianske Teplice, Vyšné Ružbachy prepapierneHarmanec (MVE Ulmanka, Harmanec I, Harmanec II a Jakub), pre papiereň a celulózku MVE Ružomberok a mnoho ďalších - po roku1948väčšina z nichneobstálaa bola postupne zlikvidovaná alebo aspoňvyradená z prevádzky(v mnohých prípadoch sa ešte dajú obnoviť) 6. Malé vodné elektrárne (príklady) 35. 6. Malé vodné elektrárne (príklady) MVE- stavbavodohospodárskaaenergetická - primárna funkcia = výroba elektrickej energie pohľad na postavenie a funkcie MVE sa menil s historickým vývojom energetiky vodné elektrárne = jednými z prvých elektrární na našom území dodávka EE-napredpresamostatnéprevádzky -neskôrpo vybudovaní jednotnej ES bolizapojené do ES s postupným zvyšovaním spotreby EE = budovanie nových zdrojov (vodné, tepelné alebo jadrové) výkonovo oveľa väčšie, ako 10 MW zmena postavenia MVE= stali sa v podstate zdrojmi doplnkovými významMVE = predovšetkým v regionálnej energetike–lokálne vylepšujú bilanciu výroby EE 36. 6. Malé vodné elektrárne (príklady) údajeVýskumného ústavu energetického : na Slovensku je hodnota primárneho technicky využiteľnéhohydroenergetického potenciálu v inštalovanom výkone pripadajúceho naMVE 340 MW k 31.12.2001bolov SRzaregistrovaných186 MVEs inštalovaným výkonom57,33 MW , čo predstavuje využitielenna 16,86 % 37. 6. Malé vodné elektrárne (príklady) Delenie MVE z hľadiska umiestnenia výroby- 3 skupiny: 1.MVE, ktoré dodávajúvšetkuvyrobenúenergiu do sústavy MVE, ktoré sa využívajúprednostne na krytie vlastnej spotreby , iba prebytky sa dodávajú do sústavy 3.MVE, ktoré sa využívajúvýlučne na krytie vlastnej spotrebya nie sú pripojené do sústavy 38. MVE pri Zamkovského chate (Malá studená dolina) P i= 35 kW 6. Malé vodné elektrárne (príklady) 39. MVE Liptovská Kokava - mlyn na BelejP i= 14 kW, E r= 100 MWh 6. Malé vodné elektrárne (príklady) 40. MVE Trnovec na VáhuP i= 800 kW, E r= 3,8 GWh 6. Malé vodné elektrárne (príklady) 41. MVE Turá na HroneP i= 1 500 kW, E r= 6,6 GWh 6. Malé vodné elektrárne (príklady) 42. MVE Málinec II a MVE Málinec III 6. Malé vodné elektrárne (príklady) 43. Vodná nádrž a privádzač vody v Múzeu liptovskej dediny v Pribyline 6. Malé vodné elektrárne (príklady) 44. Predstava o ďalšom smerovaní pri výskume využívania HEP: 1. Využívanie HEP najestvujúcich VE znižovanie hydraulických strát interakcia regulačnej prevádzky VE a plavby VE Gabčíkovo dolný Váhúsek Kráľová – Komárno príprava plavby po Piešťany kritérium maximálneho zisku 2. Výskum a návrhnových VE a MVE VE Sereď MVE na hornom Váhu III (úsek Bešeňová – Krpeľany) MVE na Hrone (zatiaľ minimálne využitý) 7. Záver 45. rok vydania 1998 rok vydania 2003 Publikačná činnosť: 46. VE Ladce 1936~2006 = 70 rokov prevádzky hať a odberný objektDolné Kočkovce –prívod vody k VE Ladce Ďakujem za pozornosť