energie vody

Ekologie, významný obnovitelný zdroj, který může být potenciální konkurencí pro neobnovitelné zdroje a jadernou energii. Převažuje způsob využití vodní energie pro výrobu elektřiny. Úvahy o využití vodní energie lze najít už v 16. století, ale první vodní elektrárny se objevily až koncem 19. století. Jednu z prvních sestavil v roce 1882 Thomas Alva Edison v Appletonu a nedlouho nato pod Niagarskými vodopády. V českých zemích se na konci 19. století objevila vodní elektrárna v podskalském mlýně u Písku, která pracovala na principu vodního kola s pohonem na tři dynama. V Praze na počátku 20. století fungovaly dvě vodní elektrárny. Na Těšnově, která byla roku 1929 zrušena a na Štvanici, která prošla rekonstrukcí a je dodnes schopna provozu. V současné době mají největší podíl elektřiny vyrobené vodními elektrárnami, díky svým přírodním podmínkám, Švýcarsko a Norsko, kde energie z vody činí přes 90%. Vodní energetika se dělí na dva typy. Malé vodní elektrárny s výkonem do 10 MW a velké elektrárny s výkonem nad 10 MW. V praxi jsou nejčastěji využívány malé vodní elektrárny, které jsou šetrné k životnímu prostředí. Vodní energii lze využít v podobě kinetické a potenciální energie. Kinetická energie závisí na rychlosti proudění vody v korytě, jež je závislá na spádu toku. Tohoto typu vodní energie využívají vodní rovnotlaké stroje, které jsou založené na rotačním principu. Jsou to např. vodní kola a turbíny typu Belton. Rovnotlaké vodní stroje musí splňovat podmínku, aby rychlost jejich rotace byla nižší než rychlost proudící vody v korytě. Pokud by se lopatky stroje otáčely rychleji, nebyly by schopny převzít energii. Energii potenciální lze získat prouděním vody z výše položené vodní hladiny do míst s nižší hladinou vody. Příkladem může být Edisonova elektrárna pod Niagarskými vodopády. Rozdíl dvou výškových potenciálů vytváří tlak, kterého využívají přetlakové (reakční) stroje (např. turbíny typu Francis, vrtulové turbíny a různá čerpadla). Otáčky kola přetlakové turbíny jsou, na rozdíl od rotačních turbín, několikanásobně vyšší než absolutní rychlost proudění. Turbíny můžeme rozlišit podle uspořádání na vertikální, horizontální a šikmé, podle způsobu přivádění vody na přímo proudé, kolenové, kašové, spirální a kotlové a podle spádu na nízkotlaké (do 10 m), středotlaké (do 100 m) a vysokotlaké (nad 100 m). Kromě povrchových tekoucích vod lze vodní vodní energii získat i z moří a oceánů. Využívá se energie vln, kterou zachycují svým rotačním pohybem plováky. Plánuje se využívání lopatkových turbín pro zisk energie z mořských proudů, jejichž rychlost proudění dosahuje až několika km·h^-1. Dalším vodním energetickým zdrojem jsou slapové jevy, tedy příliv a odliv, které vznikají v důsledku gravitačního působení Měsíce. Jejich působení je využitelné v úzkých a dlouhých zálivech a příkladem je slapová elektrárna v Bretani. Poslední možností je využití naakumulované tepelné energie ve vodách oceánů a moří nebo přesněji změny teploty s hloubkou. V tropickém pásu dosahují teplotní rozdíly ve vodním sloupci moře či oceánu až 20 °C. Elektrárny, které využívají tepelné energie vody se nacházejí např. na Havajských ostrovech. Vodní elektrárny neznečišťují ovzduší, jsou bezodpadové a nedevastují krajinu. Jsou schopny i okysličovat vodní tok, na kterém stojí.