Detail předmětu

Využití vodní energie

BRB009 předmět zařazen v 1 studijním plánu

Bc. prez. program BPC-SI > spV povinně volitelný letní semestr 4. ročník 6 kreditů

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

Výsledky učení předmětu

Absolvent navazuje na získané znalosti z předmětů hydraulika, hydrologie. Získá přehled o vývoji a současném stavu energetické bilance v ČR a využitelnosti primárního i sekundárního hydroenergetického potenciálu. Seznámí se se základním řešením vodních elektráren a vhodnými typy současně vyráběných vodních turbín. Získá přehled o základech ekonomiky výstavby a provozu vodních elektráren.

Prerekvizity

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

Korekvizity

Kovové konstrukce ve vodním stavitelství, využívání ekologických energetických zdrojů, projektová příprava vodohospodářských staveb.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.Při výuce budou posluchači seznámeni s hydraulickými a aerodynamickými modely prvků hydroenegetických okruhů.V rámci přednášky bude provedena exkurze na zkušebně hydraulických strojů Odboru fluidního inženýrství Victora Kaplana Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínkou úspěšného zakončení předmětu je absolvování cvičení potvrzené zápočtem, vypracování písemného testu a ústní zkoušky. Výsledná známka bude zahrnovat též hodnocení zhodnocení proveditelnosti ze cvičení.

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.

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.

Přednáška

2 hod./týden, 11 týdnů, nepovinné

Osnova přednášek

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

3 hod./týden, 11 týdnů, povinné

Osnova cvičení

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.