Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)
5. szám - Tanulmányok, cikkek: - Matkovics Lívia: A bigárti vízerőmű energetikai szerepe és hatása a Hernád vízgyűjtőjére
33 A gibárti vízerőmű energetikai szerepe és hatása a Hernád vízgyűjtőjére Matkovics Lívia 3584. Gibárt, Széchenyi út 43. Kivonat: Magyarország élen járt a vízerő-hasznosítás terén, 1897-ben Európában és a világon elsőként elkezdték az ország vízenergetikai potenciáljának felmérését. 1895-96-ban megépült az ikervári, majd 1903-ban a gibárti vízerőmű, mely a mai napig részt vesz az országos áramellátásban. A gibárti erőmű a 4,4 méteres esésmagasságával, 18,2 m/s kiépítési vízhozamával és 0,5 MW teljesítményével a kis vízerőmüvek közé tartozik. Az üzemvíz-csatornán elhelyezkedő gépházban két vízszintes tengelyű, három járókerekű Francis-turbina hasznosítja a Hernád folyó energiáját. Az erőmüvek környezetében megváltozhatnak az áramlási, a jég-, a hő-rétegződési, a hordalék- és a talaj vízviszonyok. Ezeket a problémákat az erőmüvek megfelelő kialakításával és üzemeltetésével orvosolni lehet. A gibárti vizerőmű megfelelő üzemeltetés és a folyón található többi erőmüvei való összehangolás, nemzetközi együttműködés mellett az árvízlevezetés szabályozására is alkalmas. Kulcsszavak: megújuló energia, vízerőmű, hidromorfológiai és ökológiai hatások. Összefoglalás A környezet megóvása érdekében és az egyre növekvő energiaigény miatt egyre nagyobb szerephez jut a megújuló energiaforrások hasznosítása. Ezek az energiaforrások: a nap-, a szél-, a geotermikus-energia, a biomassza és a vízenergia. A víz energiáját már időszámításunk előtt is hasznosították vízkerekek és vízimalmok formájában, majd a tudomány és a technika fejlődésének következtében megszülettek az első vízturbinák és a modern vízerőművek. Magyarország élen járt a vízerőhasznosítás terén, 1897ben Európában és a világon elsőként elkezdték az ország vízenergetikai potenciáljának felmérését. 1895-96 -ban megépült az ikervári, majd 1903-ban a gibárti vízerőmű, amely a mai napig részt vesz az országos áramellátásban. A gibárti erőmű a 4,4 méteres esésmagasságával, 18,2 m 3/s kiépítési vízhozamával, 0,5 MW teljesítményével a kis vízerőművek közé tartozik. Az üzemvíz-csatornán elhelyezkedő gépházban két vízszintes tengelyű, három járókerekű Francis-turbina hasznosítja a Hernád folyó energiáját. A magyar jogban már 1885-ben megfogalmazódott a vizek védelme, Európában az 1970-es évektől tesznek kísérleteket a vizek állapotának javítása érdekében. 2000. december 22-én az Európai Unió hatályba léptette a Víz Keretirányelvét (2000/60/EK), melynek célja, hogy 2015-ig a felszíni és felszín alatti vizeket jó állapotba hozzák. Mint minden mérnöki létesítmény, a vízerőmüvek is hatással vannak a környezetükre. Ezek a hatások összetettek: a gazdaság, a társadalom, az idegenforgalom, a hajózás és az energiaszektor számára előnyös a vízerő-hasznosítás, ugyanakkor a vízerőmüvek hidromorfológiai és ökológiai hatásaival is kell foglalkozni, mert ezek esetenként problémákat okoznak. Az erőmüvek környezetében megváltozhatnak az áramlási-, a jég-, a hő-rétegződési-, a hordalék- és a talajvízviszonyok. Ezeket a problémákat az erőművek megfelelő kialakításával és üzemeltetésével orvosolni lehet. A vízerőművek a halak számára leküzdhetetlen akadályt jelentenek, de hallépcsők, halliftek, vagy hal-utak építésével a biológiai átjárhatóság megoldható. Szabályozni kell az erőmüvek csúcsrajáratását is, úgy hogy az gazdasági és ökológiai szempontból is kielégítő legyen. A gibárti vízerőmű megfelelő üzemeltetés és a folyón található többi erőművel való összehangolás, valamint nemzetközi együttműködés mellett az árvíz-levezetés szabályozására is alkalmas. 1. Bevezetés Napjainkban az energia a világ gazdaságának legfőbb mozgatórúgója. A háztartások és az ipar energiaellátása minden ország számára komoly feladat. A fejlődő országok népessége és ezzel párhuzamosan az energiaigénye folyamatosan növekszik. Egyes felmérések szerint a föld energiaigénye 2030-ra akár meg is duplázódhat [1], Az energiaforrások lehetnek megújulok, amelyek a használat során nem fogynak el, illetve nem megújulok, amelyekből korlátozott készlet áll rendelkezésünkre. A nem megújuló energiaforrások a fosszilis energiahordozók: a kőolaj, földgáz és a szén, illetve a nukleáris (atom-) energia, mely a hasadó anyagok bomlásával szabadul fel. Ezen energiahordozókhoz bányászat útján jutunk. A bányák lokális szennyezést jelentenek a környezet számára, megváltoztatják a talaj víz-viszonyokat, ill. a tájképet. A fosszilis tüzelőanyagok energiája égéskor szabadul fel, a keletkező széndioxid pedig a - mostanában oly sokszor emlegetett - klímaváltozásért felelős. Az atomerőmüvek hűtésére szolgáló vizet általában vissza engedik az élővizekbe. Ez jelentős hő-szennyezéssel jár, mely veszélyeztetheti a vizek élővilágát. A megújuló energiaforrások a fosszilis energiahordozók készleteinek fogyásával kerültek előtérbe. Ezen energiaforrások a természeti folyamatok során folyamatosan rendelkezésre állnak, vagy újratermelődnek [2], A megújuló energiaforrások közé soroljuk a nap-, szél-, geotermikus-, bio- és vízenergiát. 1.1. Napenergia A napenergiát a világ bármely pontján hasznosíthatják. A kinyerhető energia mennyisége függ a napsütéses órák számától, a napsugarak beesési szögétől, a sugárzás intenzitásától, s attól, hogy milyen módszerrel hasznosítjuk. A nap-erőmüvek alkalmazása mellett szól, hogy a Nap, mint energiaforrás kifogyhatatlan, és az energiatermelés nem okoz C0 2 kibocsátást. Hátrányként említhető a napelemek előállítási költsége, mely jelen pillanatban nem teszi lehetővé az olcsó áramtermelést, valamint a panelek gyártása során jelentős környezetszennyezés történik. A napenergia termelés időbeni eloszlása és intenzitása változó, a legtöbb energia nyáron nyerhető, míg például a fűtési energiaigény télen jelentkezik. A napenergia hasznosításának két fő módját ismerjük. A passzív eljárás során az üvegház-hatást használjuk hőtermelésre. Ebben az esetben az épület tájolásától és a felhasznált építőanyagoktól is függ a termelt energia mennyisége. Az aktív energianyerésnek három módja van. A közvetlen átalakítás során a napsugárzás közvetlenül a napelemeket éri, ezt az eljárást nevezzük fotovillamos (fotovoltaikus) rendszernek. A napelemek a napsugárzást egyenárammá alakítják, melyből a megfelelő technikával váltakozó áramot nyernek. A napelemek hatásfoka 11-13 % körüli. Ilyen napelemeket alkalmaznak az autópályák segélykérő telefonjainak áramellátásához, ill. olyan helyeken, ahová költséges lenne kiépíteni a vezetéket.
