Vodní energie: Princip fungování, využití a největší producenti

Datum vydání: 24. 8. 2021

Vodní energie je důležitý zdroj zelené elektřiny a pevné místo má i v České republice. Její popularita je dána dlouholetou tradicí i postupným přechodem k udržitelnosti a snaze o snížení uhlíkové stopy. Jak vodní energie funguje a jaké má využití u nás i ve světě?

Jak funguje vodní energie

Vodní energii využíváme již od středověku. Síla vodních toků usnadňovala přesun lidí i materiálu, později s pomocí vodního kola sloužila k pohonu mlýnů nebo pil. Z vody získáváme potenciální nebo kinetickou energii.

• Kinetická energie využívá pohyb vody a závisí na rychlosti proudu
• Potenciální energie využívá působení gravitace a závisí na výškovém rozdílu hladin

Dnes pro přeměnu vodní energie na elektrickou využíváme účinnější turbíny připojené na generátor. Rovnotlaké turbíny využívají pouze kinetickou, zatímco přetlakové také potenciální energii.

Nejdéle používaná je Francisova turbína, jejíž výhodou je možnost využití také jako čerpadlo v přečerpávacích elektrárnách. Další rozšířené typy jsou Kaplanova, Peltonova a Bánkiho turbína. Každá je vhodná pro jiný spád i princip vodní elektrárny.

Vodní energie: Výhody a nevýhody

Hlavní výhodou vodní energie je bez pochyb obnovitelnost zdrojů a eliminace emisí skleníkových plynů při produkci. V České republice nejsou podmínky pro její získání ideální, přesto tvoří velkou část tzv. zelené elektřiny.

Voda má vysokou hustotu a malý proud zajistí velké množství energie. Zejména v porovnání například s větrnou elektrárnou. Dokáže také produkovat elektřinu téměř okamžitě. Velký potenciál v sobě ukrývá možnost využití mořského vlnění či střídání přílivu s odlivem.

Vodní elektrárny lze využít také k akumulování energie z jiných zdrojů, například solární energie. Vodní přehrady a nádrže navíc často slouží jako ochrana před povodněmi, zdroj pitné vody nebo pro rekreaci.

Nevýhodou je určitý dopad na životní prostředí, především na vodní živočichy a rostliny. Jejich stavba i údržba je velmi nákladná a životnost turbín samozřejmě není nekonečná. To s sebou přináší další ekologickou stopu. Kontroverzní je také riziko protržení přehrady.

Vodní elektrárny ve světě

Největší producenti vodní energie jsou Čína, Kanada, Brazílie a USA. V Číně stojí čtyři z deseti největších vodních elektráren na světě. Ta nejrozsáhlejší má hráz dlouhou přes dva kilometry a rozloha vodní plochy je dvakrát větší než Praha.

Dnes vodní energie dodává asi 16 % celkového množství elektřiny ve světě. V některých zemích je ale poměr mnohem vyšší. Například v Norsku vodní energie tvoří celých 99 %, ve Švýcarsku i v Kanadě 60 %.

Vodní elektrárny v ČR

Poměr vodní energie v České republice na celkové spotřebě tvoří pouze 5 %, přesto jsou vodní elektrárny důležité. Po celé zemi najdeme průtočné vodní elektrárny na řekách, přehrady s akumulačními elektrárnami i přečerpávací elektrárny.

Přečerpávací vodní elektrárny využívají dvě vodní nádrže položené v různé výšce. S jejich pomocí je možné uchovat přebytek vyrobené elektrické energie na později. Často proto doplňují větrné či solární elektrárny, u kterých nelze ovlivnit kdy a kolik energie vytvoří.

Největší elektrárna v Česku je přečerpávací elektrárna Dlouhé stráně, která je oblíbeným turistickým cílem v Jeseníkách. Další jsou například vodní elektrárna Dalešice, Orlík, Slapy a Lipno.

Budoucnost vodní energie

Neutichají diskuze ohledně dopadu vodních elektráren na životní prostředí i jejich vysoké ceny. Technologie se ale neustále vyvíjí, proto očekáváme vyšší efektivitu, nižší náklady na provoz i ekologičtější přístup.

Zelená elektřina je naší budoucností a vodní energie patří k hlavním zdrojům. Předpokládáme, že poměr bude nadále růst a vodní energie tak bude ještě důležitější než dnes.