Zapora wodna w Solinie.pdf

Zapora Soli ska

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 m 3 . 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 godzinach szczytu następuje odwrócenie

procesu. Energia elektryczna jest skupowana w okresie kiedy jest najtańsza, a sprzedawana w

okresie najwyższego zapotrzebowania za wysoką cenę. Stąd taki zakład może być opłacalny i

stanowi pewnego rodzaju regulator wytwarzania energii.

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:

Elektrownia Żarnowiec - 716 MW

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.

Elektrownia Porąbka - Żar

wykorzystuje jako zbiornik dolny

zaporowe jezioro w Międzybrodziu

Bialskim. Górny zbiornik (całkowicie

sztuczny) wybudowany jest na

szczycie góry Żar na wysokości 430

metrów nad jeziorem zaporowym.

Sama elektrownia i doprowadzające

wodę rury mieszczą się w wydrążonym

wnętrzu tej góry. Elektrownia

wyposażona jest w cztery jednakowe

hydrozespoły, każdy o mocy 125 MW

przy pracy turbinowej i 135 MW przy

pracy pompowej. Proces uruchomienia

hydrozespołów jest zautomatyzowany i

sterowany zdalnie z KDM. Czas

uruchamiania do pracy turbinowej

wynosi około 2,5 minuty.

Elektrownia w Żydowie

uruchomiona w 1971 roku

Widok z góry Żar na zaporowe jezioro w Międzybrodziu

Bialskim

Widok z lotu ptaka na elektrownię Żydowo

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

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: