Energia cieków wodnych na przykładzie Zapory w Niedzicy.

Wykorzystywanie zasobów wód do pozyskiwania energii stosowane jest od wieków. Idealnym przykładem jest tzw. Koło młyńskie, napędzane nurtem rzeki. Dziś istnieje wiele sposobów na pozyskiwanie energii wód śródlądowych, którą przetwarza się na energię mechaniczną i elektryczną przy użyciu turbin i hydrogeneratorów w siłowniach wodnych. Turbiny wodne wyposażone w wirnik napędzają prądnicę lub ich układ produkując prąd.

Problemem przydomowych elektrowni wodnych jest czynnik ekonomiczny. Koszt ich budowy w stosunku do np. paneli fotowoltaicznych jest zdecydowanie nieproporcjonalny, przez co nie są one tak powszechne.
Inaczej ma się sprawa w przypadku dużych podmiotów takich jak jednostki samorządu, czy przedsiębiorstwa, które zlokalizowane w dogodnych jednostkach mogą wykorzystać potencjał płynących cieków wodnych.

W Polsce istnieje kilka rodzajów elektrowni wodnych, wykorzystujących odmienne rozwiązania technologiczne:

  • elektrownie przepływowe,
  • zbiornikowe, 
  • szczytowo-pompowe.

Duże znaczenie mają te ostatnie, pozwalające na użycie wody jako magazynu energii. Elektrownia szczytowo-pompowa wykorzystuje dwa zbiorniki wodne położone na różnych poziomach. Kiedy woda jest uwalniana z górnego do dolnego, jej energia potencjalna zmienia się w kinetyczną, napędzając turbinę i generator, który przekształca ją w energię elektryczną. W okresie małego zapotrzebowania, nadmiaru mocy i niższej ceny energii woda jest pompowana do górnego zbiornika. Sprawność takiej elektrowni mieści się w przedziale 70-80%.

Jaki jest koszt budowy elektrowni do 1MW?

Klasyfikowana jako mała elektrownia o mocy 1MW to wydatek rzędu blisko 12 milionów złotych. Zwrot inwestycji, uzależniony m.in. od parametrów lokalizacji, następuje po okresie od 3 do 6 lat.  

Udział energetyki wodnej w produkcji energii z odnawialnych źródeł energii stanowi inną wartość dla każdego województwa. Przykładowo dla obszaru Małopolski wynosi 32,6% (176,5 MW).

Największe hydroelektrownie w Małopolsce to:

  • Niedzica składająca się z 4 elektrowni o łącznej mocy 100,7 MW
  • Elektrownia Rożnów zlokalizowana na rzece Dunajec o mocy 50 MW
  • Stopień wodny Przewóz o mocy 4 MW
  • Stopień wodny Dąbie o mocy 3,2 MW
  • Elektrownia Skawina wyposażona w 1 hydrogenerator o mocy 1,6 MW

Zapora w Niedzicy ma wymiary 404m oraz 56m, co oznacza, że jest najwyższą w Polsce zaporą ziemną z centralnym uszczelnieniem glinowym. Do jej budowy wykorzystano 1,7 mln m³ miejscowego żwiru. Umieszczona pod nią elektrownia wodna wyposażona jest w 2 turbiny odwracalne typu Deriaza o mocy nominalnej 2 x 46 MW. Waga jednego hydrozespołu – turbiny wraz z generatorem wynosi 250 ton. Budynek elektrowni ma kubaturę 171 tys. m³ i posiada 7 kondygnacji. Woda doprowadzona jest ze zbiornika do elektrowni dwoma wydrążonymi w skale sztolniami o średnicy 7 m każdy. Dostępne do zwiedzania z przewodnikiem są pomieszczenia technologiczne elektrowni wraz z urządzeniami do produkcji prądu oraz podziemny tunel – galeria kontrolna zapory poprowadzona w skale, 50 m pod wodą.

źr. Główny Urząd Statystyczny, Produkcja energii elektrycznej – elektrownie wodne, 2019, http://www.niedzica.pl/