Vodní elektrárny

Vodní elektrárny je možné konstruovat od těch nejmenších, průtočných elektráren o výkonech v řádu desítek kW, až po megalomanské přehradní elektrárny s výkony v řádu tisíců MW. Navíc se pyšní schopností rychlého najetí na plný výkon, a to v řádu několika sekund. Mohou sloužit jako zdroje pro tzv. start ze tmy, neboli „nastartování“ celé soustavy po blackoutu. [1]

Druhy vodních elektráren

Průtočné vodní elektrárny

Tyto elektrárny využívají přirozený, neřízený průtok řeky, který nelze ovlivňovat. Při překročení průtoku, na který je elektrárna dimenzována, odteče přebytečné množství vody bez využití. Z důvodu nemožnosti regulace průtoku vody, resp. její nehospodárnosti je tento typ vodní elektráren využíván pro pokrytí základního zatížení.

Akumulační elektrárny

Tyto elektrárny využívají řízeného odběru vody z akumulační nádrže podle potřeb elektrizační soustavy. Pokrývají pološpičkové, či špičkové zatížení. Slouží jako akumulátor elektrické energie a patří mezi nejlepší způsoby, jak vůbec energii uchovat. Nahromaděnou vodu jednoduše spustíme, když potřebujeme, a díky schopnosti rychlého náběhu na plný výkon nám začne elektrárna vyrábět elektřinu takřka okamžitě.

• Způsob akumulace může být různý. Do této skupiny patří: přehradové, haťové nebo přečerpávací vodní elektrárny.
• Mimo akumulaci elektrické energie stabilizují vodní toky a chrání tak před povodněmi. Nádrže jsou také v mnoha případech zdrojem pitné vody pro vodárny, rekreace, či technologické vody pro průmysl a zemědělství.

Přečerpávací vodní elektrárny

Využívají dvou různě výškově položených vodních nádrží a akumulují energii v podobě potenciální energie vody. Ta je čerpána do výše položené nádrže za využití přebytečné elektrické energie (když lidé spotřebovávají méně elektřiny, než se v danou chvíli vyrábí) především při vysoké výrobě obnovitelných zdrojů, jejichž výrobu nemůžeme ovlivnit (vítr/slunce). Jindy naopak elektrárna dodává elektřinu do sítě v případě nedostatku tak, že se voda z horní nádrže vypouští do spodní nádrže.

Voda se čerpá do horní nádrže také většinou v nočních hodinách, kdy je obecně nejnižší spotřeba elektřiny a její cena je tak nejlevnější. Nevýhodou přečerpávací elektrárny totiž je, že se na přečerpání vody z dolní do horní nádrže spotřebovává více elektrické energie, než kolik elektřiny dokáže vyrobit. Proto se voda přečerpává, když je elektřina nejlevnější (v nočních hodinách/v případě přebytku elektřiny v síti) a spouští (prodává) v době špičky, kdy je cena elektřiny dražší.

Obr. 1. Schéma vodní elektrárny [4]

Slapové (přílivové) vodní elektrárny

Slapové neboli přílivové elektrárny využívají slapové energie způsobující příliv a odliv. Jinak řečeno je využíváno kinetické energie vody při jejím pohybu při přílivu a odlivu. Tento druh elektráren není v současné době využíván ve větším měřítku, důvodem je především technologická náročnost. [1] 

Diagram denního zatížení ukazuje, ve kterou hodinu během dne lidé nejvíce spotřebovávají elektrickou energii, tedy kdy je nejvíce potřeba.

Obr. 2. Vodní elektrárny v ČR [2]

V ČR se vodní elektrárny podílí na výrobě elekřiny dvěmi procenty. Další výstavba větších vodních elektráren už není z kapacitních důvodů na našem území reálná. Neumožňují to přírodní podmínky nebo skutečnost, že oblasti patří mezi chráněné (CHKO, NP), a také náročnost výstavby, při které je potřeba zatopit velké území.