Energetyka

Zaskakujące zastosowania polskich jezior i rzek w produkcji prądu - odkrywaj możliwości!

Autor Ida Nowak
Ida Nowak22 grudnia 20234 min
Zaskakujące zastosowania polskich jezior i rzek w produkcji prądu - odkrywaj możliwości!

Turbina Deriaza to jeden z rodzajów turbin wodnych, które od dawna wykorzystujemy do pozyskiwania energii z polskich rzek i jezior. Choć hydroelektrownie kojarzą się głównie z wielkimi zaporami, to okazuje się, że nawet w naszym, niegórzystym kraju, drzemie ogromny, niewykorzystany potencjał małej energetyki wodnej. W artykule przybliżamy różne typy turbin, pokazujemy, jak zmieniały się one na przestrzeni dziejów i gdzie optymalnie można je wykorzystać w warunkach polskich. Zachęcamy do poznania zaskakujących możliwości płynących z małych elektrowni wodnych!

Kluczowe wnioski:

  • Małe elektrownie wodne mogą wesprzeć polską energetykę w dążeniu do niezależności i zrównoważenia
  • Nawet niewielkie spadki i przepływy wód w Polsce warto wykorzystać do produkcji zielonej energii
  • Istnieje szeroki wachlarz turbin hydroenergetycznych, które można dostosować do lokalnych warunków
  • Warto rozważyć inwestycje w małą energetykę wodną, np. przez spółdzielnie energetyczne
  • Hydroelektrownie przynoszą wymierne korzyści lokalnym społecznościom i środowisku

Historia wykorzystania energii wodnej sięga starożytności

Energia wodna była wykorzystywana przez ludzkość od zarania dziejów. Już w starożytności, a być może nawet wcześniej, ludzie zaczęli ujarzmiać płynące rzeki i strumienie, aby ułatwić sobie życie. Najstarsze konstrukcje służące do przetwarzania energii wody to proste koła wodne, poruszane jej nurtem.

Trudno dokładnie określić, kiedy powstało pierwsze koło wodne. Niektórzy historycy uważają, że już w Mezopotamii i starożytnym Egipcie, kilka tysięcy lat p.n.e., koła wodne były wykorzystywane do nawadniania pól i napędzania młynów. Inne źródła podają, że nastąpiło to później, bo około 400-200 p.n.e., kiedy to Grecy i Rzymianie zaczęli używać kół wodnych na większą skalę.

Bez względu na dokładną chronologię, rozwój kół wodnych zapoczątkował erę wykorzystywania energii wodnej, która trwa do dziś. To właśnie woda obracająca łopatki była pierwszym nie-ludzkim i nie-zwierzęcym źródłem mocy mechanicznej, jakie człowiek sobie podporządkował.

Typy kół wodnych

W średniowieczu i epoce nowożytnej konstrukcje kół wodnych były stopniowo udoskonalane. Rozróżniamy trzy zasadnicze ich typy: koła podsiębierne, śródsiębierne i nasiębierne. Różnią się one umiejscowieniem miejsca, gdzie woda wpada na łopatki.

Koła podsiębierne cały czas zanurzone są w wodzie, a ich dolna część jest popychana przez nurt rzeki. Śródsiębierne mają specjalny kanał, który kieruje wodę na łopatki w połowie ich średnicy. Z kolei nasiębierne napędzane są wodą spadającą z góry na zakrzywione powierzchnie, przez co obraca się ich górna część.

Od młynów do hydroelektrowni - rozwój technologii w XIX w.

Koła wodne napędzały przez wieki najróżniejsze maszyny: od młynów i warsztatów tkackich, po palarnie, kuźnie i folusze. Stosunkowo późno, bo dopiero w 1. połowie XIX wieku, zaczęto myśleć o wykorzystaniu ich energii do produkcji prądu.

Pojawiły się wówczas nowocześniejsze konstrukcje maszyn - turbiny wodne. Ich zasada działania opierała się na przekształcaniu energii kinetycznej lub potencjalnej wody w energię mechaniczną wału, a następnie - w energię elektryczną za pomocą generatora.

Pionierskie turbiny wodne były początkowo dość prymitywne i miały niewielką sprawność. Ich parametry w ciągu XIX i XX wieku były jednak systematycznie usprawniane, co zaowocowało powstaniem kilku typów nowoczesnych turbin wodnych.

Rodzaje turbin wodnych

Obecnie rozróżniamy dwie zasadnicze kategorie turbin wodnych: turbiny akcyjne oraz reakcyjne. Te pierwsze wykorzystują głównie energię kinetyczną spadającej wody, podczas gdy reakcyjne - zarówno energię kinetyczną, jak i ciśnienia wody.

Turbiny akcyjne, do których zaliczane są np. turbiny Peltona czy Banki-Michella, stosuje się przy większych spadach, natomiast np. turbiny Kaplana czy Francisa sprawdzą się lepiej przy mniejszych deniwelacjach.

Czytaj więcej: Najlepsze punkty widokowe w Krynicy Zdrój - wieże widokowe i spacery

Rodzaje turbin reakcyjnych

Najpopularniejsze typy turbin reakcyjnych to: turbiny Francisa, Kaplana, Deriaza i inne. Różnią się one przede wszystkim budową łopat wirnika oraz zakresem stosowania.

  • Turbina Francisa - stosowana dla spadów od 5 do 500 m
  • Turbina Kaplana - spadki do 75 m
  • Turbina Deriaz - spadki od 13 do 300 m

Łopaty wirnika w turbinie Kaplana mają regulowany kąt natarcia, podobnie jak w turbinie Deriaza. Daje to możliwość sprawnej pracy turbiny w różnych warunkach przepływu.

Turbina Francisa ma natomiast wirnik stały, ale za to regulowaną ilość wody kierowaną na łopatki. Precyzyjne sterowanie zapewnia odpowiednia wydajność turbiny.

Małe elektrownie wodne w Polsce

Zaskakujące zastosowania polskich jezior i rzek w produkcji prądu - odkrywaj możliwości!

Energetyka wodna, choć ekologiczna, budzi często kontrowersje ze względu na konieczność przekształcania naturalnego krajobrazu. Odnosi się to głównie dużych elektrowni wodnych i zbiorników retencyjnych.

Tymczasem istnieją różne formy małej energetyki wodnej, które mają niewielki wpływ na środowisko, a ich potencjał w Polsce nie jest jeszcze w pełni wykorzystany. Szczególnie istotne mogą być elektrownie na istniejących już stopniach wodnych lub piętrzeniach.

Rodzaj elektrowni wodnej Moc w MW
Mała 0,3 - 1
Miniaturowa 0,03 - 0,3
Mikro 0,005 - 0,03

Warto też pomyśleć o zakładaniu spółdzielni energetycznych, które mogłyby eksploatować małe elektrownie wodne. Przyniosłyby one wymierne korzyści lokalnym społecznościom i stanowiły krok w stronę zrównoważonej energetyki rozproszonej.

banner

Najczęstsze pytania

Elektrownia wodna wykorzystuje energię kinetyczną przepływającej wody do napędzania turbin, połączonych z generatorami prądu. Im większy jest spad wody oraz prędkość jej przepływu, tym większą moc może osiągnąć elektrownia. Obracające się turbiny napędzają wirniki generatorów, w których powstaje energia elektryczna.

Najpopularniejsze rodzaje to elektrownie rzeczne (wykorzystujące naturalny spadek i nurt rzeki), zbiornikowe (z zaporem i sztucznym zbiornikiem), przypływowe (bazujące na energii pływów) oraz szczytowo-pompowe (magazynujące energię poprzez pompowanie wody).

Do budowy małych elektrowni przydomowych najlepiej sprawdzają się proste turbiny wodne, jak np. koła wodne czy śmigła turbina Michella-Bankiego. Można je stosunkowo łatwo skonstruować samemu. Większe, profesjonalne turbiny Kaplana czy Francisa wymagają specjalistycznej wiedzy.

Tak, fale morskie niosą ogromną energię, która teoretycznie mogłaby w znacznym stopniu zaspokoić globalne zapotrzebowanie na prąd. Jednakże dotychczasowe próby opłacalnego pozyskiwania tej energii nie powiodły się ze względów technologicznych i ekonomicznych.

Uznaje się, że pierwszą elektrownię wodną uruchomiono w 1880 roku w Northumberland w Anglii. Była ona wyposażona w turbinę o mocy 12,5 KM, napędzającą generator prądu stałego. Przełomowym momentem było wdrożenie w 1891 roku generatorów prądu przemiennego, które rozpoczęły erę przemysłowej energetyki wodnej.

Oceń artykuł

rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-outline
Ocena: 4.00 Liczba głosów: 2

5 Podobnych Artykułów:

  1. Ile kosztuje auto elektryczne - Ceny elektrycznych samochodów
  2. Sunday Polska opinie: fotowoltaika i recenzje o produkcie
  3. Klimatyzacja Chełm - ceny, opinie, najlepsze firmy montażowe
  4. Atakujące ceny fotowoltaiki w 2024! Panele od 19zł/Wp? Sprawdź!
  5. Nowe przepisy dla stacji ładowania samochodów elektrycznych
Autor Ida Nowak
Ida Nowak

Specjalizuję się w projektowaniu zrównoważonego i ekologicznego stylu życia, koncentrując się na zastosowaniu odnawialnych źródeł energii w życiu codziennym. Jestem absolwentką Wydziału Architektury Politechniki Śląskiej, gdzie skupiałam się na zrównoważonym rozwoju. Jako aktywna działaczka na rzecz środowiska, często uczestniczę w panelach dyskusyjnych i warsztatach dotyczących ekologicznego stylu życia. Jestem ceniona za moje praktyczne wskazówki, które pomagają innym w łatwym przejściu na bardziej ekologiczny styl życia, a moje artykuły mają na celu edukowanie i inspirowanie do świadomego wyboru na rzecz środowiska.

Udostępnij artykuł

Napisz komentarz

Polecane artykuły