Tím také vysokou energetickou účin
ností (lepší než překonávají všech
stránkách tradiční zálohovací akumulátorov
ny mohou zapojit paralelně baterií,
schopných krátkodobě vydat akumulovaný
elektrický výkon několika MW. Elektrická energie se
tak mění hnacím elektromotoru nejprve ki
netickou energii proudící vody potom její
energii potenciální horní nádrži. Přečerpávací vodní elektrárny (PVE)
Princip PVE prajednoduchý.
Dnes používají většinou dvoustrojová
soustrojí, nichž oběžné kolo turbíny vyko
nává čerpacím režimu funkci čerpadla. vý
voji takových jednosměrných reverzních tur
bín nás vynikli ing. Kompresor lze
pohánět elektromotorem, odebírajícím levný
noční přebytečný elektrický výkon. Setrvač
níkový akumulátor DYBAT, který dokáže
po dobu dodávat výkon kW, má
i pláštěm hmotnost jen kg.
lil setrvačník jeho vyšších otáček akumu
loval asi kWh energie. energie síti čer
pají čerpadla vodu dolní nádrže vysoko
položené horní nádrže. Tam je
připravena, aby případě potřeby zpětným prů
tokem poskytla vysoký výkon vodním turbí
nám, jejichž alternátory vracejí podobě
elektrické energie sítě. Tlak vzduchu skladovaného
ve dvou solných jeskyních jímacím prosto
rem 150 000 m3se pohybuje 7,5 MPa. Takové
zařízení, jež obdobou přečerpávací vodní
elektrárny, bylo poprvé uvedeno provozu
roku 1974 německém Huntorfu.lisů jiných strojů. Když zvýší např. Nechleba VUT Brně. Při odběru energie elektromotor chová
jako dynamo alternátor akumulovanou
energii vrátí!
Švýcarsko zavedlo již před čtyřiceti roky na
zkoušku elektrické gyrobusy upravené tro
lejbusy jedenapůltunovým setrvačníkem pod
podlahou hřídeli elektrického stroje (moto
ru generátoru).
Proud sítě během jedenapůl minuty urych-
z kompozita uhlíkovými vlákny koná ve
vakuu tisíc otáček minutu. Jeho hřídel,
zavěšený speciálním ložisku, nese oběžné
kolo vodní turbíny zcela dole, pod úrovní
spodní hladiny, uloženo oběžné kolo odstře
divého čerpadla. Při elektrárenském provozu za
vzdušní komora čerpadla (nebo rozpojí jeho
hřídelová spojka) voda pod vysokým tlakem
pohání turbínu alternátorem.
Mohou mít několik variant: dolní nádrž je
obvykle zřízena hrází průtočné vodní elek
trárny říčním toku horní nádrž, kterou
je spojena několika tlakovými potrubími, je
vybudována některém blízkém vrcholu. Kvůli nenarušení krajiny, nebo tam, kde
není dispozici potřebný spád, budují PVE,
které využívají jako horní nádrž přírodní jeze
ro, spodní nádrž strojovna však jsou vybudo
vány hluboko pod zemí. ostrově
Okinawa vybudovalo přečerpávací mořskou
elektrárnu, která jako první světě roku
1998 přečerpává slanou vodu umělé nádrže
ve výši 150 nad mořem. zastavení stanici vozi
dlo vysunulo sběrače napájecímu stožáru. Plný výkon
jsou některé moderní PVE schopné dodávat už
za 1,5 min spouštěcím povelu. Jestliže účinnost
přečerpávacího cyklu starších jednotek
pohybovala kolem současná soustrojí
umožňují akumulaci účinností To
znamená, „uskladnění“ každé kWh je
nutné čerpacím režimu vynaložit jen asi
1,3 kWh. Tlakovzdušné akumulační elektrárny
Jsou variantou elektráren plynovými tur
bínami, které mohou přebytečný noční elek
trický výkon akumulovat vzduchu vháně
ného pod vysokým tlakem utěsněných pod
zemních jeskyní nebo důlních kaveren. stažení sběra
če vystačila trolejbusu staženým sběračem
k jízdě další zastávku nabíjením. Energii úkor svých otá
ček dokáže odevzdat zpožděním pouhých
zlomků sekundy. Současnou tabulku největších
přečerpávacích elektráren světa vede PVE
Dinorwic britském Walesu.
Ve smyčce rtuti vymražené kapalném he-
6
. Její soustrojí, po
trubí uzávěry však budou muset odolávat
korozi důsledku agresivního účinku slané
vody. Supravodivé indukční akumulátory
Podnět zcela revolučnímu způsobu aku
mulace elektrické energie dal vlastně nizozem
ský fyzik Kammerlingh Onnesjiž roku 1911.
Zcela novou cestu budování přečerpá
vacích vodních elektráren hodlá prosadit Ja
ponsko, které již dnes provozu PVE
s úhrnným výkonem 000 MW. Mají svou
dolní horní vodní nádrž propojenou potru
bím, němž jsou zařazeny vodní turbíny
a čerpadla. Disponuje aku
mulačním výkonem 800 MW, který začne
dodávat vteřin spuštění, takže doká
zala zabránit rozpadu elektroenergetické sítě
při katastrofálním výpadku velké elektrárny
v síti. Proto bylo už
před čtyřiceti lety navrženo oddělit mechanic
ky časově provoz turbíny kompresoru, aby
se případě potřeby mohl pro výrobu elektři
ny využít plný výkon turbíny bez zátěže kom
presorem, jehož funkci může dobu několi
ka hodin nahrazovat stlačený vzduch odebíra
ný podzemního zásobníku. Při čerpání vody spirálová
komora turbíny zavzdušní alternátor roli
elektromotoru pohání přes hřídelovou spojku
čerpadlo. akumulaci elektrického
výkonu nejjednodušeji využít tím způso
bem, nejtěžší setrvačník upevníme na
hřídel elektromotoru, poháněného elektrickým
proudem, jehož „dávku“ potřebujeme akumu
lovat.
Kvůli gyroskopickému momentu (roztočený
setrvačník nerad mění rovinu svojí rotace),
ovlivňujícímu dynamiku stabilitu jízdy, se
však ani lehčí typy vysokootáčkových gyro-
skopů elektromobilů neuplatnily, přestože
mohou navíc akumulovat část jinak brzděním
mařené energie.
V.
Větší PVE, stavěné třicátých let, použí
vají třístrojová soustrojí. Plynová tur
bína tříhodinové špičce dodává sítě
výkon 290 MW. Deset
„nabitých“ kWh dovoluje obsazenému elektro-
busu ujet městském provozu nejméně dva
kilometry zastávkami křižovatkách. vy
sokých horách možné využít roli nádrží
i odlehlejší vysokohorská jezera velkým výš
kovým rozdílem, která propojí tunelovými
šachtami. Pokud experiment zdaří, otevře pře
čerpávacím elektrárnám nové uplatnění moř
ských pobřežích všech kontinentů.
dnes obvyklé stometrové spády PVE na
1 000 klesne při stejném výkonu množství
obíhající vody desetinu tím zmenší
i rozměry nádrží stavební náklady. Motorgenerátor je
umístěn betonové šachtě elektrárny zcela
nahoře úrovni podlaží strojovny. Při po-
elektrická
energie
□□□
spaliny
vzduch
kompresor
vysokotlaká nízkotlaká
turbína turbína
motor
- generátor
N
ventil
kaverna
5 7,5 MPa
Zjednodušený princip tlakovzdušné akumulace elektrického výkonu akumulační elektrárně spalovacími
turbínami Hunlorfu (SRN).
IV. Velmi levné noční kilowatthodiny se
tímto způsobem promění špičkové kWh,
mající pro energetiku cenu zlata. Při přebytku el. Kombinova
ná magnetická mechanická ložiska zaručují
životnost nepřetržitého otáčení dobu dese
ti let. Setrvačník
honu alternátorů plynovou turbínou 2/3
energie uvolněné spalováním plynu spotřebo
vávají pohonu kompresoru jen jedna třeti
na mění energii elektrickou.
Největší PVE jednotkami 300 na
přelomu století zvládnou akumulační výkony
až 000 MW.
Spády pohybují 100 500 Dolní
nádrž může výhodou sloužit ijako zásobník
chladicí vody pro chladicí věže nedalekých
tepelných nebo jaderných elektráren. Rekord
drží supersetrvačník hmotnostíjen 0,6 kg, kte
rý jako rotor otáčející prstenci indukčních
cívek magnetickém závěsu koná jeden mi
lion otáček minutu!
Na tomto principu založené setrvačníkové
zásobníky energie začíná využívat průmysl
pro překonání krátkodobého výpadku sítě,
který může způsobit pohrom řídícím a
počítačovým systémům výrobě.
Vývojáři dávno upustili těžkých liti
nových kol nahrazují mnohem lehčími
a menšími čočkovitými setrvačníky vyztuže
ných plastů, které speciálních ložiskách
a vakuové nebo heliem plněné skříni nechá
vají otáčet desettisíckrát minutu.
VI. Hosnedl akademik
M
