Přečerpávací vodní elektrárna Štěchovice

Přečerpávací elektrárna Štěchovice II
Pohled z lávky turistické trasy Svatojánské proudy
Stát	Česko Česko
Umístění	Vodní nádrž Štěchovice
Stav	v provozu
Dokončení	1947/1996
Vodní elektrárna
Turbína	reverzní Francisova turbína
Hltnost	24 m3/s
Elektrická energie
Celkový výkon	45 MW
Souřadnice	49°50′44,88″ s. š., 14°25′14,88″ v. d.
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Přečerpávací vodní elektrárna Štěchovice je vodní dílo na řece Vltavě. Pod označení Štěchovice II pracuje ve společném technologickém celku se středotlakou elektrárnou Štěchovice I. Byla vybudována v letech 1942–1947 jako v pořadí třetí velká přečerpávací elektrárna v Československu.^[1][2]

Historie

Strmé a úzké údolí řeky Vltavy na 84,3 říčním kilometru se v projektech na energetické využití vodní síly objevuje již od roku 1911. Hlavním důvodem bylo splavnění Svatojánských proudů v kombinaci s energetickým využitím přirozeného průtoku řeky. Proto zde již v roce 1937 začala stavba průtočné elektrárny. Místo však poskytovalo mimořádné disposiční poměry pro vybudování přečerpávací elektrárny. Úspěšné zprovoznění přečerpávací elektrárny na Černém jezeře na Šumavě v roce 1930 a přečerpávací elektrárny Pastviny na Divoké Orlici v roce 1938 bylo popudem pro stavbu elektrárny na Vltavě, a to se společnou strojovnou s právě budovanou průtočnou elektrárnou. Vrch se širokým a plochým temenem, nacházející se v těsné blízkosti právě budovaného vodního díla nabízel natolik atraktivní podmínky, že stavba přečerpávacího systému byla zahájena v době války, kdy většina pracovních sil byla použita pro válečnou výrobu. V lednu 1942 zadaly Ústřední elektrárny a.s. provedení prací konsorciu Ing. J. Domanský-Kress. Dodávkou strojního a elektrického zařízení byly pověřeny Českomoravské strojírny, Škodovy závody a Vítkovické železárny.

Na vrchu Homoli bylo vytěženo 190 000 m³ měkkého výkopu a 348 000 m³ výlomu ve skále, zbudována přehradní hráz s přelivem a betonové stěny nádrže.

Elektrárna byla uvedena do provozu v roce 1947. V této době byly reverzní turbíny teprve ve fázi zkoušek prototypů. Ve Štěchovicích bylo proto využito klasické „třístrojové“ uspořádání – generátor, turbína a čerpadlo na jedné hřídeli. Čerpání vody do nádrže zajišťovala dvě čerpadla o celkovém výtlačném průtoku 14 m³/s při spotřebě 35,4 MW. Výkon elektrárny 40 MW poskytovaly dvě Francisovy turbíny o hltnostech 2 x 12,5 m³/s. Při uvedení do provozu patřila elektrárna ve své kategorii mezi největší na světě.

Roční spotřeba elektrické energie pro čerpání byla v rozmezí 55–75 milionů kWh. Roční výroba se pohybovala mezi 30 až 40 miliony kWh.

Až do roku 1976 byla nejvýkonnější přečerpávací elektrárnou v Československu a byla velmi intenzivně využívána. S uvedením do provozu přečerpávací elektrárny Dalešice kleslo využití Štěchovické přečerpávací elektrárny na nulu. Nemohla konkurovat výkonem ani účinností. V roce 1991 byla odstavena k rekonstrukci. Ta spočívala ve výstavbě nové strojovny (40 m hluboká šachta na nádvoří objektu) osazené jedinou reverzní Francisovu turbínu. Potrubí bylo v dolní části spojeno a napřímeno, ve svém zlomu u horní nádrže osazeno vyrovnávací komorou. Horní vtokový objekt byl vybaven novou technologií. Jinak bylo původní potrubí v celé délce zachováno. Rovněž horní akumulační nádrž prošla jen drobnými stavebními úpravami.

Popis

Akumulační nádrž

Akumulačním zdrojem systému je nádrž pětiúhelníkového tvaru o ploše zhruba 5 ha, hloubce 10 m a objemu 500 000 m³. Nádrž byla vybudována na plochém temeni kopce Homole vyhloubením v zemině a skále a přehrazením terénních nerovností. Výška betonových zdí se pohybuje v rozmezí 12–16 m. Dno nádrže je jílovité a zajišťuje minimální propustnost. Součástí nádrže je betonový přeliv pro havarijní případ přečerpání nádrže. Za celou dobu provozu došlo k této situaci dvakrát. Hladina nádrže navazuje na vyrovnávací komoru, která v podobě otevřeného válce o výšce 35 m slouží k vyrovnávání rázů, které vznikají při změně režimu.

Rozsah výšky pracovní hladiny se pohybuje v rozmezí 410 až 419 m n. m. Průměrný pracovní spád je 214 m.

Na akumulační nádrži byla v roce 2022 instalována první plovoucí fotovoltaická elektrárna v ČR o výkonu 87 kWp.^[3][4]

Potrubní cesta

Při zachování potřebného minimálního objemu v nádrži vstupuje voda do strojovny vtokového objektu, kde jsou klapkové uzávěry profilu potrubí.

Spojení s elektrárnou zajišťuje dvojité potrubí o průměru 1,7– 2 m o délce 590 m, zajišťující převýšení až 219,5 m. Podél potrubního vedení vede lanovka pro zaměstnance a je překlenuto lávkou pro chodce, která je součástí Naučné stezky Svatojánské proudy. Před vstupem do strojovny jsou potrubí původního přivaděče spojena tzv. kalhotovým kusem.

• 

  (c) melechovsky, CC BY 3.0
  Letecký pohled na sever
• 

  (c) melechovsky, CC BY 3.0
  Letecký pohled na západ
• 
  Původní turbína z roku 1947
• 
  Potrubí s lanovkou pro zaměstnance
• 
  Pohled do hlubin strojovny

Strojovna

V přibližně 40 m hluboké strojovně je umístěno soustrojí sestávající z reverzní Francisovy turbíny a motorgenerátoru pro čerpání vody a výrobu elektrické energie. Reverzní Francisova turbína o průměru 2 200 mm a hltnosti 24 m³/s poskytuje maximální výkon 50 000 kW. Motorgenerátor při jmenovitém napětí 13,8 kV poskytuje činný výkon 45 050 kW. V čerpacím provozu soustrojí zajišťuje při příkonu 48 500 kW čerpací průtok 21,1 m³/s. Účinnost malého přečerpávacího cyklu je 75 %. Požadavky na plný výkon je systém z nečinnosti schopen splnit za 100 sekund.^[5]

Provoz

Do roku 1991 přečerpávací elektrárna vyrobila 1 650 000 MWh většinou špičkové energie. Projektovaná roční výroba po rekonstrukci je 62,33 GWh.

Soustrojí přečerpávací i středotlaké elektrárny byla vážně poškozena během povodní v roce 2002. Po generálních opravách byly postupně uvedeny do provozu v letech 2004 a 2005.

V historii české vodní energetiky sehrála elektrárna Štěchovice II průkopnickou roli a zkušenosti z jejího provozu poskytovaly základní materiál pro projekty dalších velkých přečerpávacích elektráren.

Odkazy

Reference

Literatura

• ČEZ, a.s., Vodní elektrárny Štěchovice, 86 stran
• Miloš Kredba, Vltavská kaskáda, kolektiv autorů Hydroprojektu Praha a Ředitelství vodních toků Praha, Praha 1969
• Bernardin a kol., PVE Štěchovice, historie a budoucnost, vydáno ČEZ, a.s. u příležitosti ukončení rekonstrukce

Související články

• Vodní elektrárna Štěchovice
• Údolní nádrž Štěchovice
• Údolní nádrž Vrané
• Vodní elektrárna Vrané

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu přečerpávací vodní elektrárna Štěchovice na Wikimedia Commons
• Nacisté a Štěchovice na Stream.cz, 22. 10. 2020