Ugrás a tartalomhoz

Környezettechnika

dr. Barótfi István

Mezőgazda Kiadó

1.7. Vízenergia

1.7. Vízenergia

A Napból érkező energia közel egynegyede a víz természetbeni körforgására fordítódik. A vízfelszín felmelegedése, majd a kicsapódás, a Föld felszínére való visszajutás és az ottani elfolyás minden részében számottevő energia található, de jelenleg ennek az energiamennyiségnek csak igen kis részét hasznosítják. A hasznosítás különböző lehetőségei elvileg sokszínűek lehetnek (hullámenergia, árapály, a párolgás és lecsapódás, a víz mozgása, ill. helyzete stb.), de a mindennapos gyakorlatban legnagyobb részben a folyóvizek mozgási energiáját hasznosítják.

Egy térség vízenergia adottságait a folyadéktömeg helyzeti energiájával lehet kifejezni. Ez az ún. reliefenergia a térség víztömege és a szintkülönbség szorzatával számítható. Magyarország adottságai a vízenergia szempontjából nem számottevőek, nincs jelentős szintkülönbség és víztömeg. Magyarország vízenergia potenciálja kb. 1000 MW, és ebből a háromnegyedét a Duna jelenti és 10%-nyi Tiszán hasznosítható. Ha minden lehetőséget kihasználnánk az éves energiamennyiség kb. 7500 kWh, és ennek jelenleg csak kis részét aknázzuk ki. A Dunán és Tiszán, mint a két legnagyobb teljesítményű vízerőműveken kívül számos ún. törpe (kis) vízerőmű működött ill. működik. A hazai kis és törpeerőművek a Nyugat Dunántúlon (Rábán) és az Észak-Ma-gyarországon (Hernádon) találhatók. Régebben a vízenergiát közvetlen mechanikai energiaként használták malmokban, napjainkban majdnem kizárólagosan villamos energiát termelnek.

A víz energetikai célú hasznosítása technikailag vízgéppel történik. A vízgép olyan energia-átalakító, mely a folyadék munkavégző képességét az ún. járókerék forgatásával mechanikai energiává alakítja át. Szerkezeti kialakításuk szempontjából többféle vízgépet (vízturbinát) ismerünk, melyek lényegében a járókerék és turbinaház kialakításában különböznek egymástól. Ezek a vízgépek működésükben azonosan, de méreteikben eltérően rendkívül széles teljesítménytartományban használatosak.

1-28. ábra - Vízierőmű vázlata

Vízierőmű vázlata


1. felvíz; 2. nyomócső; 3. elzáró; 4. turbina; 5. szívócső; 6. alvíz; Hg geodetikus esés

A vízerőművek általában egy felvízi gyűjtő tárolóból, nyomócsőből, vízturbinából, szívócsőből és alvízi tárolóból áll (1.28. ábra). A vízerőmű teljesítménye a vízhozamból, az esési magasságból és a vízgép hatásfokából számítható:

P = Q H ρ g η [kW]

ahol:

Q – a vízhozam m3/s,

H – az esési magasság m,

r– a víz sűrűsége kg/m3,

h– a vízgép hatásfoka.

A megfelelő turbina kiválasztáshoz a teljesítmény mellett az esési magasság a meghatározó. Erre szolgálhat tájékozatásul az 1.29. ábra. A vízerőmű létesítésének energetikai lehetőségei mellett azonban nagyon körültekintően kell eljárni a tájba való beilleszkedés, a biológiai, hanghatások és a természet jelentős átalakítást követő esztétikai hatások figyelembevételével.

1-29. ábra - Vízgépek alkalmazási tartományai

Vízgépek alkalmazási tartományai