2.17.1.1 VODNÍ DÍLA

Hydrocentrála (Hydroelektrárna)

Tvoří část komplexního celku, které se nazývá vodní dílo, jehož stavba velmi složitá, náročná (technicky i finančně - zemní práce jsou dražší než technologie), dlouhodobá

Vodní dílo zahrnuje:
Přívod vody kanálem, štolou nebo potrubím
Zařízením na zvýšení vodní hladiny
Strojovnu
Zařízením na čištění vody
Uzavírací zařízení
Odpadní kanál

Nízkotlaké vodní dílo

Spád do 15 m

Derivační
Strojovna je mimo vodní tok

Průtočné
Strojovna je přímo ve vodním toku
Obvykle vedle jezu nebo ve sloupech jezu

Středotlaké vodní dílo

Spád do 60m

Většinou řešeno jako akumulační nádrž s přehradní zdí, která může být:
- Ocelo-betonová
- Sypaná

Voda se vede k turbínám kanálem (přivaděčem), který má 2 uzávěry:
1. uzávěr: Přímo v ústí přivaděče - v hrázi (deskový uzávěr)
2. uzávěr: Před turbínou (kulový uzávěr)

Vysokotlaké vodní dílo

Spád nad 60 m
Zásobní nádrž je buď umělá nebo přirozená a mnohem výš strojovna
Z nádrže se přivádí voda k turbínám potrubím, které je uloženo na ocelo-betonových blocích buď v zemi nebo častěji na povrchu

Potrubí je vážně ohroženo při náhlém uzavření průtoku vody
Kinetická energie proudící vody se změní v energii tlakovou, která ve formě tlakové vlny může způsobit roztržení dolní části přiváděcího potrubí -> Lze zmenšit vyrovnávací nádrží, která má volnou hladinu -> tlaková vlna se utlumí

Potrubí je ohroženo o při rychlém otevření spodního ventilu
- Potrubí se zmáčkne pod atmosférickým tlakem -> Imploze potrubí
- Potrubí je jištěno zavzdušňovacími ventily

Přečerpávací hydrocentrály

Charakterictickým znakem jsou dvě nádrže (horní a dolní) a mezi nimi je strojovna

Význam přečerpávacích hydrocentrál
V nočních hodinách odebírají přebytečnou elektrickou energii z tepelných elektráren a přečerpávají vodu ze spodní nádrže do horní
V deních hodinách, kdy je energetická špička se pustí voda do dolní nádrže.

Přečerpávací hydrocentrály mely původně 4 stroje ve dvouhřídelovém uspořádání
- Na jednom hřídeli čerpadlo s hnacím elektromotorem
- Na druhém hřídeli vodní turbínu s alternátorem
- Obě soustrojí jsou na sobě nezávislá

Novější je jednohřídelové uspořádání se 3 stroji
Na společném hřídeli je:
- Alternátor (může pracovat i jako synchronní motor)
- Vodní turbína
- Čerpadlo

Mezi jednotlivými stroji jsou spojky, kterými je možno spřáhnout alternátor s turbínou nebo alternátor ve funkci motoru s čerpadlem

Turbína i čerpadlo jsou stále zahlceny vodou
Při čerpání je nutno roztočit čerpadlo na synchronní otáčky pomocnou turbínou nebo elektromotorem
Výhodnější je provedené bez spojek
Pokud je nutno soustrojí odstavit, zavzdušní se stlačeným vzduchem ze zvláštního zavzdušňovacího zařízení
Celé soustrojí se točí v celku

Nejmodernější je jednohřídelové uspořádání pouze se 2 stroji
Alternátor může běžet jako hnací motor
Turbína je reverzní, která v opačném smyslu otáčení pracuje jako turbína

Druhy turbín pro tuto aplikaci:
Deriazova turbína
Francisova - Pro vyšší spády

Při přechodu z pracovního režimu na přečerpávací režim je nutno:
- Zastavit soustrojí
- Přenastavit lopatky
- Uvést soustrojí v chod s opačným smyslem otáčení

Zkrácení přechodových časů umožňují speciální turbíny (tzv. jednosměrné), kde reverzace proběhne při neměnícím se smyslu otáčení hřídele -> Není nutno zastavovat soustrojí