Energia pochodząca z wody

Woda jest jednym z najbardziej podstawowych i niezbędnych składników dla życia na Ziemi. To dzięki niej życie mogło się rozwijać, ewoluować i przybierać różnorodne formy, które znamy dzisiaj. Bez wody, żadne znane nam organizmy nie mogłyby istnieć, a ekosystemy nie mogłyby funkcjonować. Woda jest obecna wszędzie: w naszych ciałach, w glebie, w atmosferze i w oceanach. Jest kluczowym elementem, który łączy wszystkie formy życia i umożliwia ich przetrwanie.

Woda jest jednak nie tylko źródłem życia, ale również niewyczerpanym zasobem energii, który od wieków wykorzystywany jest przez ludzkość. Energia pochodząca z wody, znana również jako hydroenergia, jest jedną z najstarszych i najbardziej niezawodnych form energii odnawialnej. Dzięki zaawansowanej technologii, hydroenergetyka odgrywa kluczową rolę w globalnym miksie energetycznym, wspierając zrównoważony rozwój i przyczyniając się do redukcji emisji gazów cieplarnianych.

Hydroenergetyka opiera się na przekształceniu energii potencjalnej i kinetycznej wody w energię elektryczną. Najczęściej wykorzystywane są w tym celu elektrownie wodne, które dzielą się na dwa główne typy: elektrownie z zaporami oraz elektrownie przepływowe. Elektrownie z zaporami tworzą duże zbiorniki wodne, które pozwalają na magazynowanie ogromnych ilości wody. Ta woda jest następnie uwalniana w kontrolowany sposób, co umożliwia produkcję energii elektrycznej.

Elektrownie przepływowe, z kolei, wykorzystują naturalny przepływ rzek, bez konieczności budowy dużych zapór i zbiorników. Choć ich moc jest zazwyczaj mniejsza w porównaniu do elektrowni z zaporami, są bardziej przyjazne dla środowiska, ponieważ ich budowa i eksploatacja mają mniejszy wpływ na lokalne ekosystemy.

Hydroenergia ma wiele zalet. Jest czysta, odnawialna i niezawodna. Elektrownie wodne mogą działać przez dziesięciolecia, dostarczając stabilną ilość energii i minimalizując emisje dwutlenku węgla. Ponadto, woda jako źródło energii jest praktycznie niewyczerpana, co czyni ją kluczowym elementem strategii energetycznych mających na celu zrównoważony rozwój.

Woda jest zatem nie tylko kluczowym elementem podtrzymującym życie na Ziemi, ale również potężnym narzędziem w walce o czystsze i bardziej zrównoważone źródła energii. Dzięki odpowiedzialnemu wykorzystaniu hydroenergii możemy nie tylko zapewnić sobie stabilne źródło energii, ale także przyczynić się do ochrony naszej planety dla przyszłych pokoleń.

Katastrofalne powodzie, które nawiedziły okolice kotliny jeleniogórskiej w latach 1888,1890 i 1897 skłoniły do opracowania programu ochrony przeciwpowodziowej. W jego ramach powstała m.in zapora w Pilchowicach otwarta w 1912 roku. Kolejne zapory wraz z elektrowniami, wówczas zaprojektowane, wybudowano dopiero po zakończeniu I wojny światowej. Zapora w Bobrowicach tworząca jezioro Modre zbudowana została w latach 1924 -1925. Zapora wraz z elektrownią we Wrzeszczynie powstała jako ostatni, siódmy obiekt hydrologiczny z programu przeciwpowodziowego Ottona Intza i Kurta Bachmana. Budowę stopnia wodnego ,, Boberrullersdorf " ukończono w roku 1927

Elektrowni wodnych pod Karkonoszami przybywało niemal lawinowo. Szybkie górskie rzeki świetnie napędzały łopaty turbin, a mimo stosunkowo niewielkich mocy lokalne zapotrzebowanie na energię było pokrywane w całości. 

Budowane przy potężnych zaporach jeszcze na przełomie XIX i XX w. elektrownie wodne wodne na Dolnym Śląsku w rejonie Jeleniej Góry dziś są nie tylko źródłem czystej energii. To również działające zabytki techniki i architektury, a także scenografia filmów i gier komputerowych.

Dziś stare niemieckie elektrownie nadal działają. Ale są też nowe - tuż obok zniszczonej w czasie wojny elektrowni Bobrowice III w 2008 roku stanęła elektrownia wodna Bobrowice IV, która nawet architekturą nawiązuje do innych elektrowni wodnych w rejonie Jeleniej Góry.

Elektrownia wodna Bobrowice I

Budowę elektrowni rozpoczęto w 1924 roku, a ukończono w 1925. Po raz pierwszy zbiornik wypełniono 8 listopada 1925 roku. Powstałe na skutek spiętrzenia Jezioro Modre znajduje się obecnie na terenie Parku Krajobrazowego Doliny Bobru, stanowiąc atrakcję turystyczną.

Elewacje budynku elektrowni i filarów jazu wykończono kamiennymi wykładzinami z granitu, które doskonale współgrają z górskim krajobrazem. Elektrownia została wyposażona w trzy turbozespoły z turbinami Francisa. Od 16 stycznia 1926 roku elektrownia zaczęła dostarczać energię elektryczną do sieci.

Turbiny Francisa, wyprodukowane w zakładach Voith, zainstalowano w otwartych komorach betonowych, których ściana stanowi jednocześnie ścianę odwodną hali maszyn. Piętrzenie na stopniu Bobrowice I wynosi 14,5 m.

W latach 2013-2015 przeprowadzono modernizację elektrowni. Zastąpiono turbozespoły nr 1 i 2 typu Francisa dwoma pionowymi, rurowymi turbinami Kaplana z dopływem osiowym, przekładnią zębatą, hamulcem oraz hydrauliczną regulacją położenia łopat kierownic i wirnika. Turbiny te, za pośrednictwem przekładni, napędzają trójfazowe bezszczotkowe generatory synchroniczne z wirującym prostownikiem diodowym. Turbozespół nr 3 został gruntownie zmodernizowany; generator przezwojono i wyposażono w bezszczotkową wzbudnicę sprzężoną z wałem generatora, a na wale turbiny zamontowano hydraulicznie sterowany hamulec bębnowy. Każdy turbozespół wyposażono w niezależny system sterowania.

Elektrownia wodna Kraszewice

Budynek elektrowni funkcjonuje po dziś dzień w niezmienionym kształcie od 1932 roku. Obiekt został zaprojektowany przez architekta Georga Wolffa i usytuowany między kanałem dopływowym a kanałem odpływowym. Część podwodna elektrowni zbudowana jest z betonu, natomiast halę maszyn wykonano z cegły klinkierowej. Hala maszyn mieści pomieszczenia turbozespołów, nastawnię oraz rozdzielnię.

Elektrownia wyposażona jest w dwa oryginalne turbozespoły Kaplana wyprodukowane przez firmę J.M. Voith w 1932 roku oraz pionowe, synchroniczne generatory firmy Siemens z tego samego roku. Zachowano także oryginalne cele rozdzielni wnętrzowych oraz mechanizmy i systemy sterowania zasuwami jazu i komór turbinowych przy budowlach hydrotechnicznych. Elektrownia znajduje się na kanale derywacyjnym, do którego dopływ wody regulowany jest przez ujęcie z zamknięciami składającymi się z czterech zasuw o świetle 4 metry każda.

Kanał dopływowy do elektrowni, o całkowitej długości 340 metrów, poprowadzony jest w wykopie. Wzdłuż całej długości kanału zbudowano wały przeciwpowodziowe, które chronią okoliczne tereny przed zalaniem podczas wysokiego stanu wody w rzece Bóbr. Przepływ wody przez jaz Kraszewice w dużym stopniu zależy od pracy zbiornika Pilchowice, położonego około 43 kilometry powyżej.

Elektrownia Leśna

Elektrownia Leśna to najstarsza, a zarazem pierwsza zawodowa elektrownia wodna Polski. Konstrukcja jest na tyle skutecznie, że tama oparła się kilkudziesięciu wodnym żywiołom, które miały miejsce do tej pory.

Pierwsze działania budowlane podjęto już w 1901 roku, w ramach programu przeciwpowodziowego Dolnego Śląska. Celem projektu była ochrona doliny Kwisy przed częstymi powodziami. W 1905 zaczęto budować elektrownię wodną, a w latach 1907 -1908 oddano do eksploatacji 5 turbin. Budynek został wzniesiony 100 metrów poniżej zapory.

Wyposażenie elektrowni pozostało niezmienione do dnia dzisiejszego i wciąż funkcjonuje. Pomysłodawcą i twórcą pomysłu był jeleniogórski inżynier Curt Bachmann.

Elektrownia Wodna Leśna potrafi wyprodukować 2,610 MW mocy, a prąd z niej pozyskany zasila sieć krajową. Zapora nad elektrownią ma wysokość 45 metrów, a jej długość to 130 metrów w koronie. Całość zbiornika liczy 140 hektarów.

Elektrownia wodna Oleszna

Elektrownia wodna Oleszna usytuowana jest na rzece Bóbr w miejscowości Stara Oleszna w gminie Bolesławiec w województwie dolnośląskim. Historia tego obiektu sięga początków XX wieku. Zbudowano wtedy stopień piętrzący oraz otwarty kanał energetyczny, aby dostarczać wodę do oddalonej o 850 metrów siłowni, służącej fabryce papieru. Około 1910 roku zainstalowano w siłowni dwie turbiny Francisa, a w 1921 roku dodano trzeci turbozespół, co zwiększyło moc elektrowni do 1,10 MW. W 1935 roku elektrownia została przejęta przez energetykę zawodową.

Przebudowano wtedy budowle piętrzące, osadnik i upusty płuczące. Na jazie zainstalowano zamknięcia klapowe, które sterowane były z maszynowni usytuowanych na filarach oraz przyczółkach, dostępnych z mostu jazowego.

Po odbudowie elektrownia została wyposażona w dwa nowe turbozespoły z turbinami Kaplana firmy ČKD Blansko oraz generatory tej samej firmy, co znacząco unowocześniło jej funkcjonowanie.

Elektrownia wodna Pilchowice I

Zapora Pilchowice jest drugą pod względem wysokości i czasu powstania zaporą kamienną i łukową w Polsce. Projekt jej budowy powstał w roku 1900, a dwa lata później rozpoczęły się pierwsze prace konstrukcyjne. Oprócz ochrony przed powodzią zapora w Pilchowicach pełni jeszcze jedną ważną funkcję; woda wydostająca się z rurociągów wytwarza energię elektryczną.

W 1911 r. podjęto instalację wyposażenia budynku elektrowni wprowadzając do maszynowni 4 turbozespoły. Obok nich miał w przyszłości pracować turbozespół parowy, z którego .ostatecznie zrezygnowano (podobnie jak wcześniej w elektrowni wodnej Leśna, w której w miejsce planowanej zabudowy turbozespołu parowego w 1908 wprowadzono dwa hydrozespoły wodne). W 1923 r. w rozbudowanym lewym skrzydle budynku zainstalowano piąty turbozespół (wcześniej przygotowywany dla elektrowni wodnej Złotniki), doprowadzając do niego wodę od rur upustów dennych. Hydrozespół nr 6, zainstalowany w elektrowni w 1911 r. służył do wzbudzania pracy hydrozespołów nr 1-4, a następnie i piątego.

Elektrownia wodna Pilchowice II

Niewielki obiekt w niczym nie przypomina otoczonej potężną zaporą elektrowni Pilchowice I. Pilchowice II uruchomiono 13 października 1927 roku. Jest to elektrownia przepływowa, derywacyjna.

Derywacja w postaci kanału otwartego o długości 1396 m, biegnącego częściowo w wykopie i częściowo w nasypie, pozwoliła na uzyskanie dla elektrowni spadu w wysokości 5 m. Wodę piętrzy jaz o długości całkowitej 101 m.

W hali maszyn zainstalowano trzy różne turbozespoły z turbinami Francisa firmy J.M. Voith i generatorami synchronicznymi produkcji AEG.

Elektrownia wodna Szklarska Poręba I

Stopień wodny Elektrowni Szklarska Poręba I – jaz piętrzący i ujęcie wody – znajduje się na rzece Kamiennej, w miejscowości Piechowice. W trzykondygnacyjnym budynku zbudowanym w 1869 roku mieści się: maszynownia, rozdzielnia i komora wylotowa turbin. Rozdzielnie urządzono w pomieszczeniach adoptowanych do tego celu w 1973. Budynek elektrowni był przebudowywany w latach: 1905, 1934 i 1973. Budowlą piętrzącą jest tu jaz kamienno-betonowy przegradzający rzekę w odległości 1630 m od elektrowni. Woda prowadzona jest na turbiny najpierw krytym, betonowym kanałem o długości 150 m, a następnie rurociągiem stalowym o długości 1450 m. W elektrowni, na wspólny generator firmy Sachsenwerk, pracują dwie turbiny Francisa firmy J.M. Voith.

Elektrownia wodna Szklarska Poręba II

Jest to dawna, powstała w 1900 roku, siłownia fabryki papy i ścieru drzewnego, która od 1935 roku pracuje na potrzeby energetyki zawodowej. Jest to elektrownia przepływowa. Woda doprowadzana na łopatki turbin rurociągiem, kierowana jest do rur ssących, a następnie do kanału odpływowego. Zamknięcie dopływu wody odbywa się za pomocą dwóch zasuw.

Zapora i elektrownia Wrzeszczyn

Wybudowanie tu kamiennej zapory doprowadziło do powstania na rzece Bóbr, jeziora Wrzeszczyńskiego o długości 3 kilometrów. To elektrownia zbiornikowa wykorzystująca gromadzone masy wody (do 1,75 mln m3) do produkcji energii elektrycznej. Znajdują się tu dwa pionowe sprzęgnięte zespoły: turbiny z generatorami. Były to w tamtym czasie najnowocześniejsze turbiny, wynalezione w roku 1919 przez Victora Kaplana, służące do zmiany energii spadającej wody na ruch obrotowy. Była to pierwsza elektrownia śląska, w której zainstalowano turbiny tego systemu. Obie turbiny pracują do dziś, co wystawia jak najlepsze świadectwo firmie J. M Voit z Heidenheim w Badenii Wirttemberdze. Również generatory wyprodukowane przez firmę Sachsenwerk z Niedersedlitz pod Dreznem, pracują do dziś.

Elektrownia wodna Złotniki

Zapora Złotnicka to imponująca budowla usytuowana na malowniczym Jeziorze Złotnickim, przepięknym zakątku nad rzeką Kwisa. Jej architekturę zaprojektował utalentowany radca budowlany Curt Bachmann z Jeleniej Góry, który w swoim dziele połączył funkcjonalność z estetyką. Ta majestatyczna zapora nie tylko reguluje przepływ wody, ale także dodaje uroku krajobrazowi, tworząc niezapomnianą atmosferę harmonii z naturą. W 1924 roku, po latach ciężkiej pracy i zaangażowania, Zapora Złotnicka została ukończona. Wraz z nią uruchomiono elektrownię, która była nie tylko technologicznym arcydziełem, ale również testamentem wytrwałości i zdolności ludzkiej. Elektrownia była wyposażona w trzy potężne turbiny Francisa, które łącznie generowały imponującą moc 4,42 MW. Co równie istotne, oryginalne wyposażenie elektrowni przetrwało próbę czasu, stanowiąc dzisiaj unikatową pamiątkę po tamtych czasach i świadectwo postępu technologicznego.

Polska wykorzystuje jedynie 20 procent swojego hydropotencjału, niedoceniając znaczenia wody jako źródła energii – twierdzi prof. Robert Kasperek z Instytutu Inżynierii Środowiska UPWr. Zwiększenie udziału energetyki wodnej nawet o kilka procent mogłoby znacząco poprawić bezpieczeństwo energetyczne kraju.

Energia pochodząca z wody

Towarzystwo Przyjaciół Szklarskiej Poręby – kampania medialna

Publikacja dofinansowana ze środków Wojewódzkiego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej we Wrocławiu

Poglądy autorów i treści zawarte w publikacji nie zawsze odzwierciedlaną stanowisko WFOŚiGW we Wrocławiu.