• Táto e-mailová adresa je chránená pred spamovacími robotmi. Na jej zobrazenie potrebujete mať nainštalovaný JavaScript.

Princíp výroby elektrickej energie

Vodná elektráreň funguje na princípe premeny mechanickej energie vody na elektrickú energiu. Vodný prúd prichádza privádzačom cez rozvádzacie lopaty a takto usmernený vodný prúd vteká do opačne zakrivených lopatiek obežného kolesa vodnej turbíny, roztáča tieto lopatky a odovzdáva im svoju mechanickú energiu.
Mechanická energia vody sa mení na mechanickú energiu hriadeľa, tá sa následne mení pomocou elektrických generátorov na energiu elektrickú.
Elektrická energia sa v synchrónnom generátore vytvára indukciou rotujúceho magnetického poľa rotora do pevného vinutia statora generátora. Pre vytvorenie magnetického poľa rotora je potrebný budiaci jednosmerný prúd, ktorý je vyrábaný v budiči generátora.
Vyrobená elektrická energia sa prenáša pomocou elektrických sietí pozostávajúcich z rozvodných zariadení, z transformovní a cez rozvodné siete až ku konečnému spotrebiteľovi.

Základné časti elektrárne

❶ Priehradný múr sústreďuje prietok rieky na následné využitie vo vodnej elektrárni, ako zdroj kinetickej energie na pohon turbín.
❷ Rýchlouzáver zabezpečuje okamžité uzatvorenie prívodu prietoku vody pri kritických poruchách vo vodnej elektrárni.
❸ Privádzač zabezpečuje potrebný prívod vody, čiže sústreďuje hydraulický spád. Prívod vody pozostáva z vtokov, ktoré sú vybavené hrablicami. Tie zabraňujú tomu, aby sa nečistoty (pne, konáre) dostali do turbíny. Privádzač je s oceľového potrubia s priemerom 4,5m opatrený dilatačnou vložkou ❹, ktorá kompenzuje pohyb medzi priehradným múrom a blokom elektrárne. Privádzač ústi do špirály ku rozvádzacím lopatám turbíny.
❺ Elektráreň premieňa kinetickú alebo potenciálnu energiu vody na elektrickú energiu. Zahŕňa strojovňu v ktorej sú 2 hydroalternátory (turboagregáty) - točivé sústrojenstvo zložené s turbíny spojenou pevnou spojkou cez hriadeľ s generátorom.
❻ Rozvodňa elektrickej energie pre vyvedenie vyrobeného výkonu elektrárne. Generátor vyrába elektrické napätie 10,5kV, toto sa transformuje v rozvodni cez transformátory na 110kV a odvádza sa cez vedenie do elektrickej siete. Vysoké napätie umožňuje znížiť straty pri prenose energie, v miestach spotreby sa napätie postupne znižuje, prípadne aj usmerňuje podľa požiadaviek spotrebiteľov.
❼ Výtokový kanál odvádza energeticky využitú vodu z vodnej elektrárne späť do rieky.

Základné časti hydroalternátora (generátora)

❶ Betónová špirála ukončenie privádzača postupne sa zmenšujúcim priemerom pre rovnomerne rozloženie tlaku a prietoku vody. Špirála je opatrená po celom obvode pevnými pred rozvádzacími lopatami, ktoré usmerňujú prúdenie vody a tiež podopierajú vyššie umiestnené komponenty turbíny.
❷ Rozvádzacie lopaty usmerňujú a regulujú množstvo vody na turbínu. Umiestnené sú na otočných čapoch. Slúžia aj pri poruchách turbíny k okamžitému uzatvoreniu prívodu vody.
❸ Obežné koleso s natáčacími lopatami. Voda svojou silou otáča obežné koleso. Zmenou otvorenia obežných a rozvádzacích lopát je možné regulovať výkon turbíny a zachovať čo najvyššiu účinnosť v širokom rozmedzí prevádzkových podmienok.
❹ Regulačný kruh pomocou dvoch servopohonov cez tiahla otvára alebo zatvára rozvádzacie lopaty.
❺ Rotor je otáčajúca časť generátora. Do rotorového vinutia je privádzaný budiaci prúd z budiča. Budiaci prúd na cievkach rotora a zároveň otáčanie rotora má za následok vznik otáčajúceho rotorového magnetického poľa. V tomto poli sa nachádza stator v podobe cievok, čím vzniká na statore indukované napätie.
❻ Stator pevná časť generátora. Je vytvorený trojfázovým vinutím. Pohybom rotora sa indukuje napätie na statore. Statorovým vinutím neprechádza prúd a generátor pracuje naprázdno. Ak pripojíme (prifázujeme) generátor pod napätím do elektrickej siete a zvýšením mechanickej sily turbíny generátor začne dodávať do siete požadovanú elektrickú energiu.
❼ Chladenie generátora je zabezpečené uzavretou cirkuláciou vzduchu a vodným chladením. Chladiaca voda je privedená priamo zo špirály turbíny.
❽ Budič slúži na vytvorenie magnetického poľa rotora.

3D model vodnej elektrárne Orava