Detail předmětu

Využití vodní energie

Akademický rok 2022/23

BRB009 předmět zařazen v 1 studijním plánu

BPC-SI letní semestr 1. ročník

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

Garant předmětu

prof. Ing. Jan Šulc, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav vodních staveb

Cíl

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.

Znalosti

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.

Osnova

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

Prerekvizity

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

Jazyk výuky

čeština

Kredity

6 kreditů

semestr

letní

Způsob a kritéria hodnocení

zápočet a zkouška

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.

Nabízet zahraničním studentům

Nenabízet

Předmět na webu VUT

https://www.vut.cz/studenti/predmety/detail/256006

Přednáška

13 týdnů, 2 hod./týden, nepovinné

Osnova

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

Cvičení

13 týdnů, 3 hod./týden, povinné

Osnova

1.–2. Hydroenergetické řešení průtočné vodní elektrárny na základě hydrologických dat a morfologie terénu.
3.–4. Výběr vhodného typu turbíny, počet turbín, výškové situování, sací výška.
5.–7. Dispoziční řešení vodní elektrárny.
8. Situování a tvar vtokového objektu a savky.
9. Návrh zvedacího a manipulačního zařízení elektrárny.
10. Návrh generátoru, měření a regulace neelektrických veličin.
11. Výkaz výměr stavebních a strojně technologických konstrukcí.