Hidrológiai Közlöny 1978 (58. évfolyam)
9. szám - Papp Gábor–Kalina Ernő: A Duna vízerő-hasznosítása
Papp G.— Kaiina E.: A Duna vízerő-hasznosítása Hidrológiai Közlöny 1978. 9. sz. 401 torkolatuktól lefelé a tartós kis vízállások korábban, az augusztus—októberi hónapokban alakulnak ki, és a november—decemberi hónapokban vízállásemelkedés következik be. A folyam középvízhozama Ulmtól a torkolatig 110—5950 m 3/s értékek között változik. A vízgyűjtő és a folyam részletes ismertetését [10, 29] tartalmazza. 2. A vízenergia hasznosításának alapelve A vízenergia eredetét tekintve a Nap hőenergiájából származik és a hidrológiai körfolyamat eredményeként állandóan megújuló természeti energiaforrás. így a vízerő-hasznosítás a napenergia közvetett kihasználásának tekinthető. A vízfolyás oldaláról vizsgálva a kérdést, a vízerő-hasznosítás alapelve, hogy az erőmű feletti szakaszon (pl. a 3. ábrán az L hosszon) a vízfolyás eredeti mederellenállási és belső súrlódási viszonyait mesterségesen csökkentjük, miközben a vízhozam lefolyását biztosítjuk. Az így felszabadított energia az erőmű szelvényében helyzeti energia formájában áll elő, amit turbinákkal és generátorokkal hasznos munka végzésére fordítunk. A környezetéhez képest H [m] magasságra felduzzasztott víz helyzeti energiájából az elméleti teljesítményt a T=9,8QH [kW], (1) míg a t időtartamra vonatkozó elméleti energiát az J (2) E = 9,8 J QHát [kWh] képletekkel számíthatjuk. A víz- és a villamos gépek által ténylegesen leadott teljesítményt — a hasznos teljesítményt — a T h^,8 VTV GQH [kW], (3) míg a t időtartamra vonatkozó hasznos energiát a A valóságban a Q és a H — kisebb mértékben az r/T és az riG is — az időben változik, ezért a 4-es képlet éves időtartamú, az erőmű szelvényének vízhozam-idősorához viszonyított optimális értékének a számításához a vízhozam- és a vízállástartóssági görbéket is felhasználják. A számítás részleteit [15, 20] tartalmazza. A teljesség kedvéért megjegyezzük, hogy amíg a múlt században a gőzgép feltalálása után az építőmérnöki tevékenység zöme világszerte a vasutak, a hidak, a hajóutak és a kikötők építésére terelődött, addig az századunkban a nagy vízhozamra és a kis esésre alkalmas, állítható járólapátos propellerturbina (Kaplan-turbina) felfedezése, az elektromos energia távvezetésének és az erőművek kooperációjának technikai megoldása után, a hatalmas méretű folyami vízerőművek mozgatható elzárószerkezeteinek a gyártására, a vízépítési és az alapozási problémáinak a megoldására irányult [1]. 3. Villamosenergia-fogyasztásunk és a termelés l'űtőanyagigénye A vízerőművek energetikai jelentőségének megítélése céljából röviden vázoljuk az utóbbi 25 év villamosenergia-fogyasztásának alakulását és a termelés fűtőanyagigényét. Egy ország villamosenergia-ellátottságát az egy lakosra jutó évi villamosenergia-fogyasztás jellemzi. Néhány szocialista ország 1950—75 évek közötti egy főre eső fogyasztását [35, 36] alapján a 4. ábrán szemléltetjük. Az ábrából az alapvető tendencia megállapítható: a villamosenergia-fogyasztás 10 évenként közelítőleg megkétszereződik. Magyarországon 1950-ban 2,7 milliárd kWh-t, 1960-ban 7,4 milliárd kWh-t, 1970-ben 16,5 milliárd kWh-t és 1975ben 22,9 milliárd kWh volt a fogyasztás. A Magyar Villamos Művek Tröszt 1976-os Közleménye [35] alapján, 1976-ban kalorikus erőmű E h= 9,8 í rirrjoQEdt [kWh] (4) képletekkel számíthatjuk. Fenti képletekben rj T és rja a turbina-, illetve generátor-hatásfok Q [m 3/s] a turbinákon átörnlő vízhozam, ami gazdaságos üzemelés esetén a kiépítési vízhozamig azonos az érkező vízhozammal, annál nagyobb vízhozamok esetén pedig azzal egyenlő, H [m] a vízlépcső nagysága (3. ábra). ábra. Elvi ábra az esés és a duzzasztási hossz értelmezéséhez Puc. 3. npuHifunuaAbnaH cxeMa K ucmoAKOeaHuw noHumuü 06 yicAoiie u ÖAUHU pacnpocmpaneuun nodnopa Fig. 3. Interpretation of head and backwater reach Fig, 4. The per capita electric power consumption in some of the socialist countries in the years from 1950 to 1975 [hWhl [fSJvl 4000300020001000[évj 4. ábra. Néhány szocialista ország egy főre eső villamosenergia-fogyasztása az 1950—1975 közötti években Puc. 4. flompeöAeHue 3MKmpo3nepeuu na dywy itaceAenun 6 neicomopbix coifuanucmuiecKux cmpanax 3a nepuod 1950—1975 ee.
