Student navrhl vodní elektrárnu

V červnu proběhlo finále již 15. ročníku soutěže vědeckotechnických prací vysokoškoláků Cena Nadace ČEZ. Druhou cenu v kategorii Obnovitelné zdroje energie získal student VUT Brno Jiří Košíček. Třípól jeho práce zaujala, položil mu tedy několik otázek.

Proč jste si vybral toto téma?

Zajímá mne problematika přeměny energie vody na energii elektrickou. Navíc se mi líbilo, že se jedná o relativně starý a dlouho se vyvíjející obor s českou tradicí. Mohl jsem proto ve své práci čerpat z celé řady vysoce odborných publikací a dotazovat se na různé technické a ekonomické údaje firem zabývajících se výrobou komponent pro malé vodní elektrárny (MVE).

Jak jste pracoval na své práci a kdo Vám pomáhal?

Po konzultaci s vedoucím své bakalářské práce panem Ing. Lukášem Radilem, Ph.D., jsem se nejdříve zabýval nastudováním legislativy a teoretickou částí, která zahrnovala popis jednotlivých technologických a stavebních částí MVE. Dost mne zarazila náročnost celého legislativního procesu při výstavbě, který v ideálním případě trvá celý rok, což není málo. Dále jsem se zaměřil na praktickou část, tedy již na samotný fyzikální a konstrukční návrh MVE pro mnou zvolenou lokalitu.

Z jakého předpokladu jste vycházel a co jste zjistil?

Vycházel jsem z předpokladu, že u nově budované MVE se klade důraz nejen na technologické řešení s vysokou účinností, ale především na ekonomiku celého projektu. Požaduje se co nejvyšší rozdíl zisku energetického zdroje a pořizovacích nákladů na něj. Zjistil jsem, že hlavním prvkem utvářející tento rozdíl je bezesporu samotná turbína. Její velikost ovlivňuje množství využitého průtoku, vyrobené energie a tím pádem i velikost zisku. Náklady na ni pak tvoří majoritní část pořizovacích nákladů – přibližně 60 až 80 % v závislosti na ostatních podmínkách lokality.

Při návrhu jsem zvažoval použití turbíny různých pracovních průtoků a zvolil jsem nejekonomičtější variantu. Je nutné dodat, že se cena vodního motoru s velikostí pracovního průtoku nezvyšovala lineárně, ale naopak nelineárně. Tento stav, jehož příčinou jsou ceny výrobců vodních motorů, vedl k tomu, že MVE vybavená větší turbínou byla ekonomičtější, než MVE vybavená turbínou menší. To však platilo pouze do určité míry, pak začal zisk výrobny klesat z důvodu předimenzování. Pokračoval jsem návrhem generátoru, systému převodů, kompenzací, vyvedení výkonu a po konzultaci s výrobcem vybrané turbíny jsem zvolil vhodný řídicí systém. MVE vybavená použitou technologií by se měla při současných výkupních cenách elektřiny sama zaplatit přibližně za 11 let a zbytek doby životnosti by již měla být výdělečná.

Jaké má vaše práce další využití?

V posledních letech se o obnovitelných zdrojích stále více diskutuje. Vzhledem ke geografickému umístění České republiky, které neumožňuje další stavbu velkých vodních elektráren, předpokládám, že se budou stavět pouze malá vodní díla. Těch je dnes u nás oproti minulosti relativně málo – přibližně 1400. Ještě před několika desítkami let jich existovalo asi 11 400! Z toho vyplývá, že prostor pro stavbu MVE u nás skutečně existuje, že není zanedbatelný, a že bude potřeba znalostí pro jejich konstrukci. Snad moje práce k předání takových znalostí přispěje.

Jiří Třípólu prozradil, že jednou by si chtěl takovou malou vodní elektrárnu sám postavit. Gratulujeme k získání ceny a držíme palce, ať úspěšně dostuduje a ať se mu jeho sen s MVE splní!

Zdroj

Košíček, J.: Návrh malé vodní elektrárny. Bakalářská práce. Brno: Ústav elektroenergetiky FEKT VUT v Brně, 2014, 84 stran.