|
[[Fájl:Hydroelectric dam-letters.svg|bélyegkép|300px|Vízerőmű vázlata<br />A: víztározó B: gépház C: vízturbina<br /> D: generátor E: vízbevezetés F: frissvíz-csatorna<br /> G: villamos távvezeték H: folyó]]
z [[árapályerőmű]]<nowiki/>sadoiugoijdsgöljfdölkdo<isjrdOÖKTRNTEWAKJEWHARPIZGFDYIVB;MSD-LNAFDGÖOA:KNFTRAEWHÖOGHAWEKÖKJHFpo hagtN:KTJHRPIUwaeFÖLDÄLK fuhpoiudsfgö
A '''vízerőmű''' olyan [[erőmű]], mely a [[vízenergia|vízenergiát]] hasznosítja. A világ vízerőműveinek [[teljesítmény|összteljesítménye]] mintegy {{szám|715000}} [[W|MW]], a [[Föld]] elektromos összteljesítményének 19%-a (2003-ban 16%-a), a megújuló energiahasznosításnak 2005-ben a 63%-a.<ref name="REN21-2006">">[http://www.ren21.net/globalstatusreport/download/RE_GSR_2006_Update.pdf Renewables Global Status Report 2006 Update], ''REN21'', published 2007, accessed 2007-05-16</ref>
Bár a nagy vízerőművek dolgozzák fel a legtöbb vízienergiát, a kis vízerőművek (5 MW teljesítményig) jelentősége is nagy, ezek különösen népszerűek [[Kína|Kínában]], ahol a világ kisvízerőmű-kapacitásának több mint 50%-a üzemel.<ref name="REN21-2006" />
== A vízerőművek fajtái ==
=== Duzzasztós vízerőmű ===
A vízienergiát leggyakrabban egy [[Gát (építészet)|gáttal]] elrekesztett [[folyó]] vagy [[Patak (vízfolyás)|patak]] a gát mögötti tározóban felgyűlt vizének felhasználásával [[vízturbina|vízturbinák]] és elektromos [[generátor]]ok nyerik ki és villamos energia formájában szállítják el. Ebben az esetben a hasznosított energia mennyisége az átömlő víz mennyiségétől és a víz forrása és a víz kilépése helyének magasságkülönbségétől függ. Ezt a magasságkülönbséget esésnek nevezik. A [[potenciális energia]] egyenesen arányos az eséssel. A rendelkezésre álló esés jó kihasználása különleges csővezetékekkel és turbinakonstrukciókkal oldható meg.
Az ilyen erőmű használható egyenletes üzemmódban, ilyenkor a [[teljesítmény]]e megegyezik az említett paraméterei által meghatározott átlagteljesítménnyel. De használható csúcserőműként is, amikor a felmerülő napi-napszaki energiaigénynek megfelelő mennyiségű vizet engednek át rajta és így szabályozzák a pillanatnyi teljesítményét.
=== Szivattyús-tározós erőmű ===
A szivattyús energiatározó vízerőművek csupán energia tárolására szolgálnak. Az energiafogyasztási csúcsok folyamán használják energiatermelésre, úgy hogy két különböző szintmagasságú víztározó között a magasabban fekvőből az alacsonyabban fekvőbe engedik át a vizet egy [[vízturbina|vízturbinán]] keresztül. Amikor kevés a villamosenergia-fogyasztás, a vizet visszaszivattyúzzák a generátort villanymotorként, a turbinát pedig [[szivattyú]]ként használva a felső víztározóba. A rendszer összenergia-mérlege önmagában természetesen veszteséges, haszon abból származik, hogy csúcsüzemben a hálózatnak eladott villamos energia ára többszöröse a csúcsidőn kívüli energia árának, az egész energiarendszer összhatásfoka szempontjából pedig kedvező, hogy a [[Fosszilis tüzelőanyagok|fosszilis tüzelőanyagot]] elégető alaperőművek és az [[atomerőmű]]vek jó [[hatásfok]]kal, közel állandó terheléssel üzemelhetnek.
=== Folyóvizes erőmű ===
A vízerőmű legrégebbi típusa a folyóra, vagy patakra telepített [[vízkerék]]. A víz energiáját az emberiség régóta használja. Kínában, Egyiptomban és Mezopotámiában vízkerekeket alkalmaztak a víz mechanikus energiájának közvetlen alkalmazására. Vízemelő szerkezetet vagy malmot hajtottak vele. Az [[ipari forradalom]] kezdetén, a [[gőzgép]] elterjedése előtt vagy azzal párhuzamosan [[fonógép]]eket, [[szövőgép]]eket hajtottak velük az ekkor először épített gyárakban.
A harmadik világban ma is alkalmaznak kisteljesítményű áramfejlesztő erőműveket, amelyek ehhez a típushoz tartoznak.
=== Föld alatti vízerőmű ===
Természetes vízfolyások nagy szintkülönbsége, például vízesések, hegyi tavak esetén alagutat építhetnek a két szint összekötésére, és ebben vezetik a vizet a benne elhelyezett turbinákon keresztül. Ezt a megoldást alkalmazni lehet nagy szintkülönbségű hegyi duzzasztásnál is, mint például a [[Hoover-gát]].
=== Árapályerőmű ===
[[Fájl:Rance tidal power plant.JPG|bélyegkép|220px|A [[bretagne]]-i rance-i árapályerőmű]]
{{főcikk|Árapályerőmű}}
Az [[árapályerőmű]]vek a tenger napi rendszerességgel bekövetkező [[árapály|áradásának-apadásának]] szintkülönbségét hasznosítják, ha lehetőség van bizonyos vízmennyiség tározására is, akkor szintén kihasználható a napi fogyasztási csúcsok enyhítésére.
=== Hullámerőmű ===
A tenger hullámzásának energiáját hasznosító erőmű.
=== Tengeráramlat-erőmű ===
Kísérleti jelleggel épített erőmű erős [[tengeráramlatok]] kinetikus energiájának hasznosítására.
== A hasznosítható esés szerinti osztályozás ==
=== Kis esésű vízerőmű ===
[[Fájl:Basses chutes.jpg|bélyegkép|240px|Kis esésű vízerőmű]]
* Esés: <15 m
* Vízhozam: nagy
* Felhasználás: alaperőmű (teljesítmény kihasználás >50%)
* Beépített turbinák: [[Kaplan-turbina]], keresztáramú turbina, mint például a [[Bánki-turbina]]
===Közepes esésű vízerőmű===
[[Fájl:Moyennes chutes.jpg|bélyegkép|240px|Közepes esésű vízerőmű]]
* Esés: 15–50 m
* Vízhozam: közepes-nagy
* Felhasználás: alaperőmű, közepes kihasználás (30-50%)
* Beépített turbinák: [[Francis-turbina]], [[Kaplan-turbina]], keresztáramú turbina
===Nagy esésű vízerőmű===
[[Fájl:Hautes chutes.jpg|bélyegkép|240px|Nagy esésű vízerőmű]]
* Esés: 50–2000 m
* Vízhozam: kicsi
* Felhasználás: csúcserőmű
* Beépített turbinák: [[Francis-turbina]], [[Pelton-turbina]]
== Teljesítmény ==
Egy vízerőmű '''P''' [[teljesítmény]]ét egyszerű számítani a '''h''' esés, a '''Q''' másodpercenkénti vízhozam és az '''<math>\eta</math>''' [[hatásfok]] segítségével, mely utóbbiban a vízbevezető csatornák, a vízturbina, az esetleges hajtómű, a generátor és a transzformátor veszteségeit is figyelembe lehet venni:
:<math>
P\left[kW\right] = Q\left[m^3 /s \right] \cdot h\left[ m\right] \cdot a\left[kN /m^3\right]
</math>
Az '''a''' tényező értéke gyakorlatilag minden esetben állandó:
:<math> a = g \cdot \rho \cdot \eta = 7500\left[N /m^3\right] </math>,
ahol
:'''g''' a nehézségi gyorsulás (9,81 m/s²),
:'''<math>\rho</math>''' a víz sűrűsége (1000 kg/m³) és
:'''<math>\eta</math>''' az erőmű összhatásfoka, feltételezzük, hogy ennek értéke 76,5%
A hatásfok korszerű, nagy vízerőműveknél ennél nagyobb lehet, kisebb, illetve régi erőművek esetében viszont rosszabb hatásfokkal kell számolni. Az évi kitermelhető villamosenergia erősen függ a vízhozamtól, egyes esetekben a vízhozam legkisebb értéke a legnagyobb vízhozam 10%-a is lehet.
== Épülőfélben lévő nagy vízerőművek ==
{{Lásd még|A legnagyobb vízerőművek listája}}
{| class="wikitable sortable"
|-
! Név
! Legnagyobb teljesítmény
! Ország
! Építés kezdete
! Tervezett befejezés
! Megjegyzés
|-
|[[Három-szurdok]]-gát
|22 500 MW
| [[Kína]]
|1994. december 14.
|2009.
|A világ legnagyobb erőműve. Az első áramot 2003 júliusában adta, 2007 októbere óta 12 600 MW kapacitással üzemel
|-
|Xiluodu-gát
| 12 600 MW
| [[Kína]]
|2005. december 26.
|2015.
|Az építkezést egyszer szüneteltették a környezetvédelmi tanulmányok hiánya miatt.
|-
|Baihetan-gát
| 12 000 MW
| [[Kína]]
|2009.
|2015.
|Építés előkészítés alatt
|-
|Wudongde-gát
| 7000 MW
| [[Kína]]
|2009.
|2015.
|Építés előkészítés alatt
|-
|Longtan-gát
| 6300 MW
| [[Kína]]
|2001. július 1.
|2009. december
|
|-
|Xiangjiaba-gát
| 6000 MW
| [[Kína]]
|2006. november 26.
|2009.
|
|-
|Jinping 2 vízerőmű
| 4800 MW
| [[Kína]]
|2007. január 30.
|2014.
|A gát felépítéséhez csak 23 családot és 129 helyi lakost kellett elköltöztetni. A Jinping 1 erőművel összhangban üzemel.
|-
|Laxiwa-gát
| 4200 MW
| [[Kína]]
|2006, április 18.
|2010.
|
|-
|Xiaowan-gát
| 4200 MW
| [[Kína]]
|2002. január 1.
|2012. december
|
|-
|Jinping 1 vízerőmű
| 3600 MW
| [[Kína]]
|2005. november 11.
|2014.
|
|-
|Jirau-gát
| 3300 MW
| [[Brazília]]
|2007.
|2012.
|
|-
|Pubugou-gát
| 3300 MW
| [[Kína]]
|2004. március 30.
|2010.
|
|-
|Pati-gát
| 3300 MW
| [[Argentína]]
|
|
|
|-
|Santo Antônio-gát
| 3150 MW
| [[Brazília]]
|2007.
|2012.
|
|-
|Goupitan-gát
| 3000 MW
| [[Kína]]
|2003. november 8.
|2011.
|
|-
|Boguchan-gát
| 3000 MW
| [[Oroszország]]
|1980.
|2012.
|
|-
|Chapetón
| 3000 MW
| [[Argentína]]
|
|
|
|-
|Guandi-gát
| 2400 MW
| [[Kína]]
|2007.
|2012.
|
|-
|Son la-gát
| 2400 MW
| [[Vietnám]]
|2005.
|
|
|-
|Tocoma (Manuel Piar)
|2160 MW
| [[Venezuela]]
|2004.
|2014.
|Ez az új erőmű az utolsó a Caroni medencébe telepített hat vízerőmű közül, melyek közé tartozik a 10 000 MW-os Guri erőmű is.
|-
|Bureya-gát
| 2010 MW
| [[Oroszország]]
|1978.
|2009.
|
|-
|Alsó Subansiri-gát
| 2000 MW
| [[India]]
|2005.
|2009.
|
|}
Ez a 12 kínai erőmű 89 400 MW (89,4 GW) összteljesítményű lesz, ha elkészül. Összehasonlításképpen Brazília vízerőműveinek összteljesítménye 2006-ban 69 080 MW (69,08 GW) volt (harmadikként a világranglistán).
== Vízerőművek Magyarországon ==
{{Bővebben|Vízenergia Magyarországon}}
[[Magyarország]]on a [[Bős–nagymarosi vízlépcső]] lett volna a legnagyobb ilyen jellegű építmény, bár környezet- és ivóvízvédelmi okokból nem az eredeti tervek szerint épült meg.
A századfordulón néhány [[Vízimalom|vízimalmot]] törpe vízerőműre alakítottak át, amelyek csak elektromos energiát termeltek (a [[Gyöngyös (Rába)|Gyöngyös-patak]]on, a [[Pinka|Pinkán]], a [[Kis-Rába|Kis-Rábán]], a [[Répce|Répcén]], a [[Lajta|Lajtán]] és a [[Séd]]en).
Hazai vízerőművek: az [[ikervári vízerőmű]] (1896), a [[gibárti vízerőmű]] (1903), a [[felsődobszai vízerőmű]] (1906), a [[csörötneki vízerőmű]] (1909), a [[pornóapáti vízerőmű]] (1920)<ref>[http://www.zmva.hu/cikk/aktualis/1064 A pornóapáti vízerőmű]</ref>, a [[körmendi vízerőmű]] (1930), a [[kesznyéteni vízerőmű]] (1943), a [[tiszalöki vízerőmű]] (1959), az [[alsószölnöki vízerőmű]] (1960), a [[Kvassay Vízerőmű|Kvassay szivattyútelep és vízerőmű]] (1962), a [[kiskörei vízerőmű]] (1974), a [[kenyeri vízerőmű]]<ref>{{cite web|url=http://www.kenyerivizeromu.hu/cikkek/kenyerivizeromu.html|title=A Kenyeri Vízerőmű|accessdate=2012-12-09}}</ref> (2008), a [[békésszentandrási vízerőmű]]<ref>{{cite web|url=http://www.bekesszentandrasivizeromu.hu|title=A Békésszentandrási kisvízerőmű építése|accessdate=2012-02-16}}</ref> (2013).
A második legnagyobb, a [[tiszalöki vízerőmű]] építési terve [[1863]]-ban fogalmazódott meg. A [[vízlépcső]] [[1954]]-ben, a [[Zsilip|hajózsilip]] [[1958]]-ban készült el. A vízerőművet [[1959]]-ben helyezték üzembe. A legnagyobb, a kiskörei vízerőmű építése [[1967]]-ben kezdődött, a vízerőmű technológiai berendezései [[1974]]-ben készültek el.
== Turbinák ==
[[1820]]-tól beszélhetünk a [[Vízturbina|vízturbinák]] fejlődéséről. Különböző turbinákat ismerünk, például: [[Bánki-turbina]], [[bulb-turbina]], [[Francis-turbina]], [[Kaplan-turbina]], [[Pelton-turbina]], [[propeller-turbina]], [[szivattyú-turbina]].
== Jegyzetek ==
{{Jegyzetek}}
== Források ==
* {{cite book|author=Pattantyús|title=Gépész- és Villamosmérnökök Kézikönyve 3. kötet|publisher=Műszaki Könyvkiadó, Budapest|year=1961|id=ISBN}}
== További információk ==
{{Commonskat|Hydroelectricity}}
{{Nemzetközi katalógusok}}
[[Kategória:Vízenergia| ]]
| 