Potěšme společně nemocné děti. Na konto dobročinné akce díky vám už přibylo:
31680
0komentářů

Seriál o nezávislém bydlení – 3. díl. Využijte energii vody k výrobě elektřiny. Postavte si malou vodní elektrárnu

KLAP, KLAP. Klapání dřevěného kola už u mlýna neuslyšíte. Voda teď v náhonu roztáčí turbínu a vyrábí elektřinu. Postavte si také malou vodní elektrárnu. Vyplatí se investovat do její stavby a jaká povolení potřebujete? Čtěte dále.
Vydáno: 03.09.2015 ▪ Autor: ▪ Přečteno: 3606x

Fotovoltaické panely a větrné turbíny jsou závislé na klimatických podmínkách, kogenerační jednotky zase vyrobí víc tepla než elektřiny. Je ještě jiná možnost, jak si vyrobit elektřinu? Pokud máte u domu vhodný vodní tok, můžete si vybudovat malou vodní elektrárnu (MVE). Nejedná se o žádnou novinku, protože v českých zemích má využívání vodní energie dlouholetou tradici, a to od přímého mechanického pohonu zařízení mlýnů, pil a hamrů až k její přeměně na elektrickou energii pomocí moderních turbín a technologií.

Výroba elektřiny vodní elektrárnou se vyplatí hlavně v oblastech prudkých toků s velkými spády. V České republice nejsou přírodní poměry pro budování velkých vodních energetických děl zrovna ideální, je zde však prostor pro malé vodní elektrárny. Nejlepší variantou je opětovné využití starých vodních děl, třeba mlýnů nebo hamrů.

Výhody malé vodní elektrárny

Malé vodní elektrárny mají výkon od 1kW do 10 MW a slouží převážně jako sezónní zdroje elektřiny. Průtok vody totiž kolísá a je silně závislý na počasí a ročním období. Výstavba elektrárny nevyžaduje masivní zásahy do krajiny, ani enormní investiční náklady. Navíc se vyznačuje podstatně delší životností než je doba návratnosti investic na její výstavbu. Vodní elektrárna bude za předpokladu dobrého servisu a průběžných modernizací sloužit desítky let.

Při dodržení podmínek pro výstavbu a provoz elektrárny stanovených v rámci vodoprávního a stavebního řízení nehrozí při provozu MVE žádná ekologická úskalí. 

U malé vodní elektrárny nebudujte vysokou hráz zajišťující potřebný spád a stálou zásobu vody. Výstavba velkého vodního díla je totiž pro domácí použití nesmyslná z ekonomických i ekologických důvodů. Malou elektrárnu musíte mnohem více přizpůsobit konkrétním podmínkám lokality, v níž se nachází. Když vyberete správnou turbínu, může být její účinnost více než 90 %. Při nesprávném výběru a nastavení ale nemusí fungovat vůbec. Elektrárna vybavená Kaplanovou turbínou využívající spád 3 metry může při průtoku 1 m3/s  dosahovat výkonu zhruba 25 kWe.

Malé vodní elektrárny neznečišťují ovzduší, nedevastují krajinu a povrchové či podzemní vody těžbou a dopravou paliv a surovin, jsou bezodpadové, nezávislé na dovozu surovin a vysoce bezpečné. Jediným ekologickým úskalím může být jejich potenciálně negativní vliv na ekosystémy toků, jejichž vodu využívají. Jde o zásahy do okolní přírody při výstavbě elektrárny, vytvoření překážky bránící přirozené migraci ryb a vodních živočichů, a především pak možné narušení ekosystému velkým odběrem vody.

Malé vodní elektrárny neznečišťují ovzduší a nedevastují krajinu ani povrchové či podzemní vody. Foto: ©Depositphotos.com/krayout
Malé vodní elektrárny neznečišťují ovzduší a nedevastují krajinu ani povrchové či podzemní vody. Foto: ©Depositphotos.com/krayout

Jak vodní elektrárna funguje?

Obvyklý typ říční vodní elektrárny se skládá z přehradní hráze nebo jezu, tedy vodního díla, které zadržuje vodu, a strojovny. Ta obsahuje vodní turbíny a alternátory, které tvoří soustrojí umístěné na společném hřídeli, nebo jsou spojeny nějakým typem převodu. Voda roztáčí turbínu, která je na společné hřídeli s elektrickým generátorem (dohromady tvoří turbogenerátor). Mechanická energie proudící vody se přemění na elektrickou a odvádí do míst spotřeby.

Chtěli byste se o vodních elektrárnách dozvědět více? Podívejte se na malou internetovou encyklopedii, která se jim věnuje.

Výběr turbíny závisí na účelu a podmínkách celého vodního díla. Nejpoužívanější jsou turbíny reakčního typu (Francisova nebo Kaplanova). Pro vysoké spády (někdy až 500 m) se používá akční Peltonova turbína. V přečerpávacích vodních elektrárnách se používají turbíny s reverzním chodem a s přestavitelnými lopatkami. V malé vodní elektrárně využijete převážně malou horizontální turbínu Bánkiho nebo upravenou jednoduchou turbínu Francisovu.

Peltonova turbína je vhodná tam, kde je velký rozdíl hladin a malý průtok. Voda zde pod tlakem stříká tryskou na lopatky turbíny, a tím ji roztáčí. Francisova turbína je vhodná do míst, kde je konstantní rozdíl hladin i průtok, na který je turbína konstruována. Kaplanova turbína má výhodu v tom, že lze nastavovat polohu jejích lopatek. Proto ji využijete tam, kde nemůžete zajistit konstantní průtok a rozdíl hladin.

Pořízení vodní elektrárny

Malou vodní elektrárnu můžete postavit novou nebo koupit už některou provozovanou. Zde však hrozí nebezpečí, že nebude fungovat tak, jak by měla. Proto si před jejím nákupem důkladně ověřte její právní a fyzický stav. Rekonstruovat starou stavbu bývá nákladnější než postavit novou. Vhodné je využít staré vodní dílo a postavit v tom samém místě výkonnější elektrárnu s využitím nových technologií.

Ekonomická výhodnost malé vodní elektrárny se těžko hodnotí. Buďto máte třeba starý mlýn a hledáte jeho další smysluplné využití, nebo můžete stavět MVE od úplného začátku. Ke stavbě lze použít repasované zařízení pořízené za pár korun, ale i moderní turbíny za několik set tisíc Kč. Množství vyrobené elektřiny přitom může být podobné. Cenu ovlivní to, jak velký výkon elektrárny potřebujete, jaké technologie zvolíte a jaké stavební zásahy budete provádět.

Kde vybudovat malou vodní elektrárnu

Při budování nové elektrárny je klíčový výběr správné lokality. O výkonu budoucí elektrárny rozhoduje využitelný průtok (neměl by příliš kolísat) a spád vodního toku (měl by dosahovat alespoň 1 metru). Součin obou těchto veličin společně s účinností použité turbíny a generátoru určí množství elektřiny, které bude elektrárna schopna vyrábět.

Umístění vlastní elektrárny může být různé podle tvaru terénu, výškových a spádových možností a podle množství vody. Existují elektrárny zabudované přímo do tělesa hráze, jinde je elektrárna vystavěna hluboko v podzemí. K ní pak vodu přivedete tlakovým potrubím a odvedete podzemním kanálem.

Využitím vhodných přírodních podmínek a starých vodních děl výrazně snížíte náklady na vybudování MVE.

Pro snížení nákladů na vybudování elektrárny zaměřte pozornost na místa, kde můžete v co největší míře využít stávající přírodní podmínky (přírodní prahy, terénní nerovnosti) nebo existující stavby (staré mlýny, hamry, pily). Ke snížení nákladů na výstavbu elektrárny mohou pomoci i pouhé zbytky původního vodního díla (jez, náhon, odpadní kanál).

Důležitá je také dopravní dostupnost elektrárny a možnost využití vyrobené elektrické energie. Provoz vodní elektrárny může být plně automatizovaný, ale zcela bez dozoru a obsluhy se neobejde. Musíte zajistit třeba pravidelné odklízení a likvidaci naplavenin (větví, listí a odpadků přinesených vodou a zachycených na česlích). U ostrovního domu nemusíte řešit odvedení elektřiny do distribuční sítě.

Využitím starých vodních děl snížíte náklady na vybudování malé vodní elektrárny. ©Depositphotos.com/linux1987
Využitím starých vodních děl snížíte náklady na vybudování malé vodní elektrárny. ©Depositphotos.com/linux1987

Jaká povolení potřebujete?

MVE je stavba jako každá jiná. Musíte projít standardním územním a stavebním řízením, včetně získání všech potřebných vyjádření dotčených stran. Oproti obvyklým stavbám navíc potřebujete povolení k nakládání s povrchovými vodami podle vodního zákona. U malé vodní elektrárny nepotřebujete autorizaci na výstavbu výrobny elektřiny, kterou uděluje Ministerstvo průmyslu a obchodu.

Pokud budete dodávat elektřinu do distribuční sítě, potřebujete smlouvu o připojení MVE s provozovatelem distribuční soustavy a licenci pro podnikání v energetice.

Současný vodní zákon a další předpisy vyžadují, abyste jako provozovatel MVE zachovávali minimální zůstatkový průtok v toku. To znamená, že nikdy nesmíte veškerou vodu použít pro turbínu, ale část jí musíte nechat protékat původním tokem, třeba přes jez. Průtok stanovuje vodoprávní úřad individuálně pro každou MVE zvlášť a za jeho nedodržení můžete dostat pokutu nebo přijít o povolení pro nakládání s vodami.

Který způsob výroby elektřiny byste si vybrali? Solární panely, větrnou turbínu, kogenerační jednotku nebo MVE? Podělte se o názor v komentáři pod článkem. V příštím díle seriálu se dozvíte, jak si zajistit zdroj pitné vody. Můžete se na něj těšit 11. 9.

Sdílejte tento článek 0x 0x 0x
0x

Antonín Vintr

Vystudoval jsem nábytkové inženýrství a zajímá mě interiérový design i moderní trendy v bydlení. Z mých článků se dozvíte, jak vybírat vybavení do bytu, odhalím vám vlastnosti různých materiálů nebo pomůžu s technickým řešením úprav ve vaší domácnosti.

Antonín Vintr na sociálních sítích:
Sdělte ostatním čtenářům váš názor / Počet příspěvků: 0
Nadpis:
  Vaše jméno:

Přečtěte si také ↓

Veselé Vánoce: 5 dárkových tipů pro vaše blízké na menší kousky nábytku

Veselé Vánoce: 5 dárkových tipů pro vaše blízké na menší kousky nábytku

Vydáno: 07.12.2016 ▪ Autor: Jiří MacíkTipy a triky ▪ Přečteno: 35x

Vánoce se blíží a nápady na dárky jsou vzácné zboží. Dávat blízkým kuchyňskou linku pod stromeček asi nebudete, ale vhod může přijít 5 tipů na menší nábytkové kousky. Třeba právě ony vašim blízkým chybí. Vyberte jim pěkné kousky.

Celý článek
Dejte si nohy do vodorovné polohy a chvíli spočiňte. Jak si vyrobit bedýnkový taburet

Dejte si nohy do vodorovné polohy a chvíli spočiňte. Jak si vyrobit bedýnkový taburet

Vydáno: 06.12.2016 ▪ Autor: Jiří MacíkTipy a triky ▪ Přečteno: 62x

Taburety do obýváku jsou víceúčelovým kusem nábytku. Posadíte na ně návštěvu, natáhnete si nohy z křesla, případně do nich i něco uložíte. Nelíbí se vám ty v obchodech? Vyrobte si je doma svépomocí z dřevěných bedýnek od ovoce.

Celý článek
Chcete být při stavbě domu šetrní k životnímu prostředí? Postavte si domek z hlíny technikou Superadobe

Chcete být při stavbě domu šetrní k životnímu prostředí? Postavte si domek z hlíny technikou Superadobe

Vydáno: 03.12.2016 ▪ Autor: Antonín VintrTipy a triky ▪ Přečteno: 1218x

Chcete si postavit dům levně a vlastníma rukama z materiálů, které jsou šetrné k životnímu prostředí? Seznamte se se stavební technikou Superadobe. Jaké postupy se při ní používají, jaké přináší výhody a jak vypadají hotové domy?

Celý článek