Zapora Solińska
Zapora solińska jest największą tamą w Polsce - ma 664 m długości i 82 m wysokości. Gdyby z betonu zużytego do jej budowy odlać sześciany o boku 1 m i ułożyć je jeden za drugim, to taki murek sięgnąłby od Soliny aż po wyspę Wolin! Zapora ten pozornie prymitywny blok betonu jest w rzeczywistości budowlą niesłychanie skomplikowaną i precyzyjną. Jej wnętrze kryje wiele komór, galerii, korytarzy, przepustów i rurociągów. Zapora robi wrażenie betonowego monolitu, ale w rzeczywistości składa się z wielu odcinków (czyli tzw. sekcji
dylatacyjnych) oddzielonych szczelinami. Taka struktura zapobiega naprężeniom i pęknięciom betonu, którego objętość jest przecież zależna od temperatury. Szczeliny są zabezpieczone pasami gumy, ale i tak nie sposób uniknąć przesiąkania wody, która odprowadzana jest systemem drenów. Zarówno najmniejsze przecieki, jak odkształcenia konstrukcji są nieustannie kontrolowane za pomocą dokładnej aparatury pomiarowej. Szczególnie imponująca wielkością i zaawansowaniem technicznym jest maszyneria elektrowni. Jej zasadniczą częścią są cztery turbozespoły, które po przeprowadzanej właśnie modernizacji będą miały łączną moc 200 MW. Turbina elektrowni waży 30 ton, a wirnik generatora 130 ton.
Budowę zapory solińskiej ukończono w 1968 r. W wyniku przegrodzenia Sanu powstało największe pod względem pojemności sztuczne jezioro w Polsce. Ma powierzchnię 2,2 tyś. ha, maksymalną głębokość 60 m i pojemność 500 mln m3. Poniżej zbiornika solińskiego znajduje się znacznie mniejszy zalew spiętrzony niewielką, zbudowaną w latach 1956-60 tamą w Myczkowcach. Obie zapory i obydwa jeziora tworzą jeden doskonale przemyślany układ hydrotechniczny. Elektrownia pełni rolę elektrowni szczytowo-pompowej, której zadaniem jest wyrównywanie mocy w systemie elektroenergetycznym kraju. W okresie zwiększonego zapotrzebowania na prąd elektrownia produkuje energię, a w okresach nadmiaru mocy zużywa jej nadwyżki na transportowanie wody do wyżej położonego zbiornika. W nocy woda ze jeziora Myszkowskiego zostaje przepompowana z powrotem na górę do Zalewu Solińskiego. Dwie z turbin elektrowni w Solinie są tzw. maszynami rewersyjnymi i służą również jako pompy.Natomiast część wody, która dopłynęła do zapory w Myczkowcach wpada do 700-metrowej sztolni wydrążonej w górze Grodzisko i na jej końcu przetwarza swoją energię w elektrowni Myczkowce. Tutaj energię wytwarza się przez całą dobę i nie ma możliwości zwrotnego pompowania wody.
Elektrownie szczytowo- pompowe
Elektrownia szczytowo-pompowa nie jest właściwie źródłem energii ale ją magazynuje. Co więcej prawie 30% energii elektrycznej jest w tym procesie tracone. Taka elektrownia składa się z dwóch zbiorników wodnych znajdujących się na różnych poziomach, przy czym różnica poziomów powinna być jak największa. Oba zbiorniki połączone są rurami umieszczonymi na powierzchni lub pod ziemią. W okresie niskiego zapotrzebowania na energię elektryczną np. w nocy lub latem następuje pompowanie wody ze zbiornika dolnego do górnego, a więc zamiana energii elektrycznej na potencjalną ciężkości, a następnie w
|
|
|
Elektrownia szczytowo pompowa Żarnowiec
|
Stosowane do tego celu zespoły złożone z turbin i sprzęgniętych z nimi prądnic są zwane turbogeneratorami odwracalnymi. Prądnice pracują w przeciwnym kierunku jak silniki służące jako pompy do podnoszenia wody na wyższy poziom. Gdy woda jest uwalniana i napędza turbiny, prądnice wytwarzają energię elektryczną. Elektrownię buduje się pod ziemią (jeśli warunki geologiczne na to pozwalają) lub przy dolnym zbiorniku. Cechą elektrowni szczytowych jest bardzo krótki czas uruchomienia, który w naszym przypadku wynosi od dwóch do pięciu minut.
W Polsce istnieje kilka elektrowni szczytowo-pompowych. Wymieńmy te o największej mocy:
|
|
Widok z góry Żar na zaporowe jezioro w Międzybrodziu Bialskim
|
Elektrownia Porąbka-Żar - 500 MW
Elektrownia Solina - 172 MW
Elektrownia Żydowo - 150 MW
Elektrownia Czorsztyn-Sromowce Wyżne - 94,6 MW
Elektrownia Dychów - 9,3 MW
Elektrownia Żarnowiec położona nad jeziorem Żarnowieckim w województwie gdańskim uruchomiona została w 1983 roku. Wykorzystuje ona jezioro Żarnowieckie jako zbiornik dolny, a zbiornik górny wybudowany na pobliskim płaskowyżu jest całkowicie sztuczny. Elektrownia wyposażona jest w cztery jednakowe hydrozespoły odwracalne o mocy 179 MW w czasie wytwarzania prądu i 200 MW w czasie pompowania wody do zbiornika górnego.
Proces uruchomienia i odstawienia hydrozespołów jest zautomatyzowany i sterowany zdalnie z Krajowej Dyspozycji Mocy (KDM) w Warszawie. Czas uruchomienia bloku z postoju do pracy turbinowej pełną mocą wynosi zaledwie ok. 3 minut, co pozwala na wykorzystanie elektrowni nie tylko do pracy szczytowej, lecz także do pracy interwencyjnej w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym (KSA) dla szybkiego wyrównania deficytu mocy. Hydrozespoły wykorzystuje się ponadto do pracy kompensatorowej dla regulacji napięcia w systemie.
|
|
Widok z lotu ptaka na elektrownię Żydowo
|
Elektrownia w Żydowie uruchomiona w 1971 roku wykorzystuje jako zbiorniki wodne dwa jeziora. Górnym zbiornikiem jest jezioro Kamienne o powierzchni maksymalnej 100 ha i minimalnej 78 ha, natomiast dolnym zbiornikiem jest położone 80 m niżej jezioro Kwiecko o powierzchni maksymalnej 140 ha. Wodę ze zbiornika górnego doprowadzono betonowym korytem o długości 1316 metrów,, szerokości dna 12 metrów i głębokości 9 metrów.
Podwodna elektrownia
Zasada działania pracujących już elektrowni wykorzystujących przypływy i odpływy w oceanach jest podobna do zwykłych zapór na rzece. Najpierw przypływ napełnia specjalne zbiorniki, obracając turbiny elektryczne. Potem woda ze zbiorników przesącza się z powrotem do oceanu. Niestety podobnie jak w przypadku zapór na rzekach, tego typu elektrownie pływowe stanowią nieprzekraczalną barierę dla ryb i utrudniają transport wodny. Ich przeciwnicy twierdzą, że budowa jednej tylko zapory na Rance zaburzyła morski ekosystem w promieniu aż 500 km.
W latach dziewięćdziesiątych wymyślono bardziej ekologiczny sposób wykorzystania energii przypływów - podmorskie młyny. Kręcą się one dzięki prądom morskim wywołanym przez ruchy mas wody. Pierwszą eksperymentalną turbinę zainstalowano w okolicach Loch Lihne w Szkocji w 1995 roku. Była przymocowana do zakotwiczonej tratwy i wytwarzała tylko 15 kW energii. Klika miesięcy temu znacznie większą, bo o mocy mocy 300 kW turbinę po raz pierwszy podłączono do sieci energetycznej. Podwodny wiatrak jest na stałe zakotwiczony do morskiego dna. Pracuje w cieśninie Kvalsund koło norweskiego miasteczka Hammerfest, daleko za kołem podbiegunowym. Urządzenie waży prawie 200 ton. Do końca 2004 roku Norwegowie zamierzają postawić 20 takich turbin, zapewniając dostawy prądu dla okolicznej wioski.
W cieśninie bez przerwy występują ruchy wody wywołane przypływami o wysokości dochodzącej do 3 m. Przez pół doby przypływ wtłacza wodę morską do zatoki z prędkością do 2,5m/s, a przez drugie pół nadmiar wody wraca z powrotem do morza. Dlatego podwodne młyny zaopatrzono w ruchome ramiona o długości 10 m, które równo co 12 godz. i 25 minut obracają się o 180 stopni. Ramiona turbin znajdują się na głębokości 17 metrów pod poziomem morza (cieśnina jest głęboka na 50 m), umożliwiając tym samym swobodne kursowanie statków. Jednocześnie turbiny elektrowni poruszają się na tyle wolno (siedem obrotów na minutę), że żadna przepływająca tamtędy ryba nie musi obawiać się posiekania na kawałki.
Na razie jedynym problemem są koszty energii. Choć elektrownia nie potrzebuje paliwa, to jej budowa była tak kosztowna, iż prąd jest trzykrotnie droższy od tego z tradycyjnych źródeł. Ale taka elektrownia ma zaletę, jakiej nie ma żadne inne źródło energii odnawialnej bowiem jest całkowicie niezależna od warunków atmosferycznych. Bez względu na to, czy wieje wiatr, czy świeci słońce, morskie przypływy są takie same i generują prąd o tej samej mocy.Prócz Norwegii do budowy podmorskich młynów szykują się też Brytyjczycy. Ostatnio zbudowali podwodny młyn podobny do tych z Norwegii (o mocy 250 kW). Jedyna różnica polega na tym, że brytyjska turbina jest umieszczona na słupie, którego koniec sterczy ponad poziom morza. Choć takie rozwiązanie uniemożliwia żeglugę nad elektrownią, to znacznie obniża koszty obsługi - można ją wyciągnąć ponad poziom wody bez angażowania nurków.
Na inny pomysł wpadli brytyjscy inżynierowie z firmy SMD Hydrovision. Zaproponowali oni budowę turbin swobodnie unoszących się pod powierzchnią morza przyczepionych do dna za pomocą łańcucha. Zaletą tego rozwiązania jest ustawianie się turbiny zgodnie z kierunkiem prądu. Na razie przetestowano urządzenie w skali 1:10, ale już w 2005 roku w Orkey w Wielkiej Brytanii zacznie działać pierwsza turbina z łopatami długości 15 metrów o mocy 1 MW.
Opracowano na podstawie internetowych informacji zamieszczonych w serwisie naukowym Gazety Wyborczej.
| Następna » |