Vodní elektrárna vyrábí čistou elektřinu

Všestranné využití vodní energie
Získávání energie z vodního proudění má historickou tradici. Hluboko v minulosti, celá staletí před objevem elektřiny, sloužila voda k mechanickému pohonu mlýnů, pil a hamrů. V současnosti vodní elektrárny využívají akumulovanou polohovou nebo kinetickou energii vody pro roztáčení turbín. Mechanická energie vody se následně v generátoru na základě elektromagnetické indukce přeměňuje v elektrickou energii. Výkon turbíny je závislý na velikosti spádu, průtoku vody a účinnosti samotné turbíny. Vodní turbíny dělíme na rovnotlaké, které využívají pouze pohybovou energii vody, jejíž tlak se při průchodu tělesem turbíny nemění, a přetlakové, kde je částečně využita i tlaková energie vody. Vodní elektrárny lze konstruovat v nejrůznějších velikostech od malých průtočných vodních děl s výkonem v řádu desítek kW až po obří přehradní elektrárny o výkonu i tisíců MW.

Typy vodních elektráren
Průtočné vodní elektrárny zužitkovávají přirozený tok vody říčním korytem. Jejich zásadní nevýhodou je nemožnost regulace aktuálního průtoku vody, proto se uplatňují pro pokrytí základního zatížení. U jezových průtočných nízkotlakých vodních elektráren je říční proud regulován jezem, kde se spád vody pohybuje mezi 10 až 20 metry. V případě derivačních průtočných elektráren se voda pomocí derivačního přivaděče odklání z koryta řeky a přivádí k turbíně vodní elektrárny, přes níž projde a následně je odpadním kanálem vrácena zpět do řečiště.

Postavíme-li vodnímu toku do cesty hráz, nahromadí se velké množství vody pro případné využití akumulační přehradní vodní elektrárnou. Zadržování vody v přehradě umožňuje regulaci objemu odebírané vody, a tím i množství vyráběné elektřiny s ohledem na momentální potřeby elektrizační soustavy. Přehradní nádrže kromě výroby elektřiny slouží zároveň k zadržování vody v krajině, ke stabilizaci vodních toků a také chrání před záplavami.

Samostatnou kapitolu tvoří přečerpávací vodní elektrárny, které fungují jako obří akumulátory energie. Pracují na principu dvou nádrží položených v různých výškových úrovních. Při přečerpávání vody do výše položené nádrže je využíváno aktuálních přebytků energie v elektrické rozvodové síti vzniklých v důsledku nižší poptávky nebo momentální vysoké výroby z dalších obnovitelných zdrojů. Do nižší nádrže je pak voda přečerpávána přes turbínu vodní elektrárny naopak při potřebě elektrické energie v síti. Velkou výhodou přečerpávacích elektráren je jejich schopnost operativně reagovat na aktuální situaci i odezvy sítě a rychle, v řádu minut, vyrovnávat výkyvy. Tato schopnost vyrovnání okamžité energetické potřeby v elektrizační soustavě by měla teoreticky pomoci k opětovnému nastartování soustavy v případě blackoutu.

Vodní elektrárny v ČR
Toky v České republice nedisponují potřebným spádem ani množstvím vody, a tak podíl elektřiny vyrobené ve vodních elektrárnách není příliš vysoký. V roce 2019 to bylo přibližně 2 000 GWh, což v celkové produkci elektrické energie v ČR představuje asi 2,3 procenta.

V naší zemi funguje celkem 12 velkých vodních elektráren, velká většina z nich na Vltavě jako součást takzvané Vltavské kaskády. Jedná se o soustavu devíti přehrad s akumulačními elektrárnami. V Česku jsou v provozu také tři přečerpávací vodní elektrárny a nejznámější z nich, Dlouhé stráně, je nejen největším vodním energetickým dílem u nás, ale i třetí největší přečerpávací elektrárnou na světě.

Výhled do budoucna
Podle odborníků je kapacita českých řek z pohledu velkých vodních děl v současnosti již vyčerpána. Stávající velké vodní elektrárny tak čeká především modernizace. Potenciál rozvoje nadále leží zejména v budování malých vodních elektráren. Komora obnovitelných zdrojů energie zastává názor, že v České republice by mohlo nově vzniknout několik set malých vodních elektráren. V současnosti je v ČR evidováno zhruba 1 600 vodních elektráren s výkonem v rozsahu 1kW až 10MW. V loňském roce byla uvedena do provozu pouze jediná malá vodní elektrárna.