Čeští inženýři vdechují nový život vodním elektrárnám po celém světě

Prezident Spojených států Theodore Roosevelt podepsal v roce 1907 zákon o výstavbě hydroelektrárny Lay na řece Coosa. Tímto svým prvním vodním dílem zahájila společnost Alabama Power éru využívání energetického potenciálu řek. Inženýři z moravského Blanska se dnes podílejí na modernizaci elektrárny Lay i dalších vodních zdrojů v desítkách zemí po celém světě. Fakticky jim vdechují nový život – role hydroelektráren se v době klimatické krize zásadně mění.

Na tradice někdejšího ČKD navázala v Blansku společnost Litostroj Engineering, která se zaměřuje na vývoj, design a konstrukci moderních vodních strojů. Tamní inženýři mají silnou oporu v oddělení výzkumu a vývoje, které nejen dlouhodobě rozvíjí vlastní know-how, ale spolupracuje na nových řešeních s českými univerzitami, především Vysokým učením technickým v Brně. Vodní turbíny pak vyrábí společnost Litostroj Power ve slovinské Lublani. Litostroj je součástí nadnárodní skupiny Energo-Pro, která sídlí v Praze.

Většina zakázek, na nichž dnes v Litostroji pracují, se netýká výstavby nových elektráren, ale právě rehabilitace a modernizace vodních elektráren. „Modernizace v našem pojetí přináší zákazníkům řadu výhod. Zjednodušeně řečeno navrhneme, vyrobíme a nainstalujeme nové moderní zařízení do stávajících stavebních struktur elektráren. Tím se zákazník vyhne stavbě nového vodního díla či elektrárny, nemusí shánět stavební povolení ani řešit případná rizika nepříznivých dopadů na životní prostředí,“ říká Václav Černý, výkonný šéf Litostroje Group. Třeba v Evropě je navíc energetický potenciál řek už do značné míry vyčerpaný.

Vodní dílo Rosshag. Zdroj: Litostroj Group

ŽÁDNÁ PROSTÁ VÝMĚNA

Obvykle je třeba vyměnit oběžná kola turbín. Ambice inženýrů v Blansku nespočívají v náhradě jednotlivých dílů za nové identické kusy. „To by uměl každý,“ poznamenává Václav Černý. Cíle jsou postaveny mnohem výš – modernizovaná turbína musí dosáhnout vyšší účinnosti než dřív, lépe odolávat opotřebení (vyšší kavitační odolnost) a také musí umět fungovat v daleko větším výkonovém rozpětí. To je v dnešní době naprosto klíčové – od vodních elektráren se stále více očekává, že se aktivně zapojí do regulace energetické sítě a budou mimo jiné balancovat výrobu ze solárních a větrných zdrojů, které jsou závislé na momentálním počasí. Modernizovaná vodní elektrárna dokáže v případě potřeby nastartovat prakticky okamžitě.

POKAŽDÉ UNIKÁT

Šéf Litostroje Group upozornil, že každé řešení je unikátní – šité na míru požadavkům zákazníka a konkrétním elektrárnám, které obvykle „vyrostly“ už před mnoha desítkami let. Vytyčených cílů je možné dosáhnout například tím, že se vhodně změní hydraulický tvar a počet lopatek oběžného kola a vznikne nový mechanický design. Na počátku celého projektu je důkladné studium toho, jak daná vodní elektrárna fungovala dosud, pak přicházejí na řadu nápady výzkumníků a inženýrů. Následují numerické výpočty s pomocí špičkového softwaru a nakonec v Blansku vše ověřují na zmenšených modelech turbín ve vlastní hydraulické laboratoři. „Moderní laboratoř je klenotem Litostroje a patří k těm nejlepším na světě. Klíčové je ale naše vlastní know-how, které jsme budovali celá desetiletí,“ zdůrazňuje hrdě Václav Černý.

Hydraulická laboratoř v Blansku. Zdroj: Litostroj Group

Významné jsou pro Litostroj Engineering zakázky na přečerpávacích elektrárnách v Rakousku, které slouží vyloženě jako „baterky“ přenosové soustavy. Inženýři z Blanska se podíleli například na rekonstrukci turbín v rakouském Häuslingu, Limbergu či Rosshagu. Elektrárna Häusling se chlubí nejvyšším vodním spádem na světě realizovaném na Francisově turbíně – celých 744 metrů z tyrolského přehradního jezera Zillegründl.

ELEKTRÁRNA UVNITŘ HORY

Výraznou českou stopu bude mít také nová přečerpávací elektrárna Reisseck 2Plus v rakouských Korutanech. Cílem projektu je dosažení ještě vyšší kapacity stávající přečerpávací vodní elektrárny Reisseck 2 – „velké vodní baterie“, která je v provozu od roku 2016. Hydraulický návrh z dílny Litostroje umožní získat dosud nevyužitý energetický potenciál mezi dvěma vysokohorskými nádržemi Mühldorfer. „Naše unikátní řešení dvounátokové reverzní turbíny s proměnnými otáčkami je příkladem skutečného inženýrského umu. Nová elektrárna bude postavena uvnitř hory jako kavernová elektrárna,“ dodává Václav Černý.

Vodní dílu Häusling. Zdroj: Litostroj Group

Další speciální disciplínou je pak podle Václava Černého návrh a výměna turbíny způsobem, kdy kromě vyšší účinnosti zákazník požaduje významné navýšení množství protékající vody skrze turbínu. Na takových zakázkách pracují odborníci Litostroje například ve Švédsku.