Detail předmětu

Malé vodní elektrárny

FAST-BR53Ak. rok: 2022/2023

Malé vodní elektrárny – definice, názvosloví, rozdělení, legislativní podmínky pro zřizování a obnovu, základní typy uspořádání stavební a technologické části.
Výstavba nových MVE, dostavba u stávajících vzdouvacích objektů, rekonstrukce
Turbíny pro malé vodní elektrárny – typy, informace o výrobcích
Ekonomická efektivnost výstavby a provozu malých vodních elektráren
Vypracování studie - hydrotechnické a hydroenergetické výpočty, volba technologického zařízení MVE, návrh stavebních částí MVE

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

prof. Ing. Jan Šulc, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav vodních staveb (VST)

Výsledky učení předmětu

Absolvent bude mít po studiu předmětu potřebný přehled o energetické bilanci v ČR a využitelnosti primárního hydroenergetického potenciálu. Bude schopen předložit základní řešení MVE s vhodnými typy současně vyráběných vodních turbín. Bude schopen realizovat základní ekonomické posouzení výstavby a provozu MVE.

Prerekvizity

Hydraulika,zakládání staveb,betonové konstrukce,přehrady,jezy, využití vodní energie

Osnovy výuky

1. týden: Zdroje energie. Vodní energie toků – potenciální zásoby. Teoretický, technicky využitelný a technicky využitý hydroenergetický potenciál toku.
2. týden: Přirozené, umělé, primární a sekundární zdroje vodní energie. Základní typy hydroenergetických děl a jejich části. Struktura elektráren v ČR. Vývoj energetiky v ČR.
3. týden: Rozdělení vodních elektráren. Komplexní využití vodních toků. Kaskády VE. Základní hydroenergetické řešení, účinnost vodního zdroje.
4. týden: Práce vodních elektráren v elektrizační soustavě – diagramy zatížení ES. Funkce VE v elektrizační soustavě.
5. týden: Hydroenergetické řešení průtočných vodních elektráren.
6. týden: Klasifikace a typy vodních turbín. Kaplanovy, Francisovy a Peltonovy turbíny.
7. týden: Spirály vodních turbin. Savky turbín. Sací výška. Kavitace.
8. týden: Vtokové objekty beztlakových a tlakových hydroenergetických děl. Zásady návrhu a typy vtokových objektů. Zásady řešení předpolí vtoku, norné stěny. Přivaděče vodních elektráren.
9. týden: Návrh profilu energetických kanálů a tlakových potrubí. Bezpečnostní a provozní uzávěry.
10. týden: Ráz přímý, nepřímý. vyrovnávací komory, funkce, základní typy.
11. týden: Stavební část vodních elektráren. Budovy VE – typy strojoven dle konstrukce a umístění. Celkové dispoziční řešení. Spodní stavby strojovny – funkce, základní typy nosných systémů soustrojí. Horní stavba strojovny – funkce, typy konstrukce.
12. týden: Exkurze na hydraulické zkušebně FSI VUT v Brně.
13. týden: Zkušební provoz a přejímky energetických děl.

Učební cíle

Absolvent navazuje na získané znalosti z předmětů hydraulika, hydrologie. Získá přehled o energetické bilanci v ČR a využitelnosti primárního hydroenergetického potenciálu. Seznámí se se základním řešením MVE a vhodnými typy současně vyráběných vodních turbín. Získá přehled o základech ekonomiky výstavby a provozu MVE.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Gabriel B. a kol.: Malé vodní elektrárny. ČVUT Praha, 1998. (CS)

Doporučená literatura

Bednář,J.: Malé vodní elektrárny 2 - Turbíny. SNTL Praha, 1989. (CS)
Hodák, T., Dušička, P.: Malé vodné elektrárne. JAGA Group Bratislava, 1998. (SK)
Melichar,J.: Malé vodní turbíny. ČVUT Praha, 1995. (CS)

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Šulc, CSc.

Osnova

1. týden: Zdroje energie. Vodní energie toků – potenciální zásoby. Teoretický, technicky využitelný a technicky využitý hydroenergetický potenciál toku. 2. týden: Přirozené, umělé, primární a sekundární zdroje vodní energie. Základní typy hydroenergetických děl a jejich části. Struktura elektráren v ČR. Vývoj energetiky v ČR. 3. týden: Rozdělení vodních elektráren. Komplexní využití vodních toků. Kaskády VE. Základní hydroenergetické řešení, účinnost vodního zdroje. 4. týden: Práce vodních elektráren v elektrizační soustavě – diagramy zatížení ES. Funkce VE v elektrizační soustavě. 5. týden: Hydroenergetické řešení průtočných vodních elektráren. 6. týden: Klasifikace a typy vodních turbín. Kaplanovy, Francisovy a Peltonovy turbíny. 7. týden: Spirály vodních turbin. Savky turbín. Sací výška. Kavitace. 8. týden: Vtokové objekty beztlakových a tlakových hydroenergetických děl. Zásady návrhu a typy vtokových objektů. Zásady řešení předpolí vtoku, norné stěny. Přivaděče vodních elektráren. 9. týden: Návrh profilu energetických kanálů a tlakových potrubí. Bezpečnostní a provozní uzávěry. 10. týden: Ráz přímý, nepřímý. vyrovnávací komory, funkce, základní typy. 11. týden: Stavební část vodních elektráren. Budovy VE – typy strojoven dle konstrukce a umístění. Celkové dispoziční řešení. Spodní stavby strojovny – funkce, základní typy nosných systémů soustrojí. Horní stavba strojovny – funkce, typy konstrukce. 12. týden: Exkurze na hydraulické zkušebně FSI VUT v Brně. 13. týden: Zkušební provoz a přejímky energetických děl.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

prof. Ing. Jan Šulc, CSc.

Osnova

1.-2. týden: Hydroenergetické řešení průtočné vodní elektrárny na základě hydrologických dat a morfologie terénu. 3.-4. týden: Výběr vhodného typu turbíny, počet turbín, výškové situování, sací výška. 5.-7. týden: Dispoziční řešení MVE. 8.-9. týden: Situování a tvar vtokového objektu a savky. 10.-11. týden: Návrh profilu energetických kanálů a tlakových potrubí. Bezpečnostní a provozní uzávěry. 12. týden: Orientační ekonomické vyhodnocení proveditelnosti MVE pro navržené řešení. 13. týden: Zápočet