Přečerpávací elektrárna Dlouhé Stráně v Jeseníkách se může pochlubit několika rekordy a technickými unikáty. Je vybavena největší reverzní turbínou v Evropě o výkonu 325 MW. Úctyhodný je i spád 510 metrů využívaný jednostupňovým soustrojím. Dílo je vodní elektrárnou s největším instalovaným výkonem v Česku. A tím seznam zdaleka nekončí.
Stabilita sítě
Čerpat vodu na kopec, abychom ji později použili pro výrobu elektřiny, se na první pohled může zdát nelogické. Pro stabilitu elektrizační soustavy je ale nezbytná rovnováha mezi aktuální spotřebou a výkonem dodávaným energetickými zdroji. Jinak hrozí vážné problémy, které mohou vyvrcholit rozpadem celé sítě. Vyrovnávání nabídky a poptávky není vůbec lehké. Zatímco spotřeba elektřiny se v průběhu dne dynamicky mění, uvedení uhelné nebo jaderné elektrárny do provozu trvá desítky hodin a jejich odstavování je neekonomické. Tyto elektrárny proto kryjí tak zvanou základní část spotřeby a v době špiček nastupují flexibilnější zdroje.
Vyrovnávání nabídky a poptávky není vůbec lehké. Zatímco spotřeba elektřiny se v průběhu dne dynamicky mění, uvedení uhelné nebo jaderné elektrárny do provozu trvá desítky hodin.
„V našich podmínkách se jedná především o vodní elektrárny,“ říká Ing. Zdeněk Saturka, ředitel organizační jednotky Vodní elektrárny ve skupině ČEZ. „Například převážná část výkonu vltavské kaskády slouží ke krytí těchto potřeb. Lipno, Orlík i Slapy jsou typickými špičkovými elektrárnami. Do sítě dokážeme dodat jejich maximální výkon z klidu během dvou a půl minuty a bezproblémové je i odstavení.“ Ještě zajímavější alternativu nabízejí přečerpávací elektrárny. Zjednodušeně řečeno, v době přebytku energie čerpají vodu z dolní nádrže do horní, aby v případě potřeby mohly rychle přejít do turbínového režimu a začít vyrábět elektrický proud.
Unikátní dílo
Dlouhé stráně jsou unikátním dílem, které od dob svého vzniku přitahuje zájem odborníků i veřejnosti. Stavbu, která započala v roce 1978 a protáhla se na plných osmnáct let, provázely protesty. Trnem v oku bylo umístění v srdci chráněného území i údajná megalomanská velikost. Elektrárna však byla dokončena a veřejnost ji přijala za svou. Deset let po uvedení do provozu dílo s přehledem zvítězilo v anketě o největší div České republiky. Přeskočilo i Pražský hrad. Místní informační středisko se těší takovému zájmu, že muselo z důvodu ochrany přírody přikročit k omezení počtu exkurzí na osm autobusů denně. Přesto sem ročně zavítá kolem šedesáti tisíc návštěvníků. Zhruba stejně jako na královský hrad Bezděz.
Stavbu, která se protáhla na plných osmnáct let, provázely protesty. Dnes sem ročně zavítá kolem šedesáti tisíc návštěvníků. Zhruba stejně jako na královský hrad Bezděz.
Co vlastně k návštěvě láká? Stavební řešení, použitá technologie a provozní parametry elektrárny nabízejí několik unikátů a technických rekordů. Dolní nádrž se nachází na říčce Divoká Desná. Horní nádrž byla vybudována na vrcholu hory Dlouhé stráně v nadmořské výšce 1350 metrů kombinací výlomu a násypu. Jinými slovy hráz byla nasypána z materiálu vytěženého z prostoru nádrže. Vznikl tak tvar připomínající elipsu o délce 750 metrů, který pojme 2,72 milionu metrů kubických vody. Jeho dno je izolováno asfaltobetonovou směsí schopnou odolávat extrémním povětrnostním vlivům, které na hřebenech Jeseníků panují.
Podzemní elektrárna
Zbytek elektrárny se nachází pod povrchem. Kaverna dlouhá 87,5 metru ukrývá dvě turbosoustrojí osazená reverzními Francisovými turbínami. Využívají spádu 510,7 metru a průtoku až 75 metrů kubických za vteřinu. „Každé soustrojí se může pochlubit výkonem 312 MW v čerpadlovém a 325 MW v turbínovém režimu,“ poznamenává Zdeněk Saturka. „Celý objem horní nádrže jsme díky tomu schopni načerpat za sedm hodin. Pak je elektrárna připravena šest hodin dodávat plný výkon. Hladina ve spodní nádrži přitom poklesne a opět vystoupá o dvaadvacet metrů.“
Celý objem do horní nádrže elektrárna načerpá za sedm hodin. Pak je připravena šest hodin dodávat plný výkon. Hladina ve spodní nádrži přitom poklesne a opět vystoupá o dvaadvacet metrů.
Ke každému soustrojí vede od horní nádrže jeden a půl kilometru dlouhý přivaděč. Ocelová tlaková potrubí o průměru 3,6 metru jsou po celé své délce zabetonována v podzemních tunelech. Pod spirálami turbín jsou osazena kulovými uzávěry, které po svém uzavření odolávají tlaku téměř šesti set metrů vodního sloupce. Prosákne jimi přitom necelý litr vody za vteřinu. Od uzávěrů pokračují dva čtyři sta metrů dlouhé odpadní tunely do dolní nádrže.
Většina elektrotechnického zařízení je umístěna v komoře transformátorů. Sto sedmnáct metrů dlouhý podzemní tubus členěný na pět podlaží ukrývá mimo jiné čtyři transformátory, akumulátorovnu nebo strojovnu vzduchotechniky. S vnějším světem elektrárnu spojuje dvě stě devadesát metrů dlouhý tunel, který slouží jako přístupová cesta, přívod vzduchu i kolektor pro potrubní a kabelová vedení.
Sluha dvou pánů
Na povrchu jsou umístěny již pouze informační centrum, velín, kanceláře a jídelna. Provoz je plně automatizován a obsluha vykonává pouze pochůzku a dohled. Elektrárna je řízena na dálku a to ze dvou pražských dispečinků současně. „Část výkonu ovládá technický dispečink ČEZ a zpravidla pružně reaguje na hodinovou poptávku trhu. Zbývající reverzní výkon využívá dispečink ČEPS, který od nás odebírá podpůrné služby pro zajištění stability sítě. Na jejich požadavky jsme schopni reagovat okamžitě,“ přibližuje Zdeněk Saturka.
Elektrárna v poslední době najíždí do čerpadlového i turbínového režimu několikrát denně. Rytmus je méně vypočitatelný, než býval. Podíl na tom mají též změny v portfoliu energetických zdrojů v Evropě. „Vlivem nástupu větrných a slunečných elektráren se výrazně zvýšila nestabilita nabídkové strany. V reakci na změny počasí může během dne vzniknout třeba i přebytek dvou nebo tří set megawatt. Do čerpadlového režimu, který tradičně probíhal převážně v noci, tak čím dál častěji přecházíme i v průběhu dne,“ uzavírá pan Saturka.
Význam elektrárny se projevil i při rekonstrukci v roce 2006, kdy byl měněn řídicí systém a výměnou a úpravami prošly rozvaděče. Na zajímavou zakázku vzpomíná Ing. Roman Vlach ze společnosti Siemens Engineering. „ČEZ trval na tom, aby po celou dobu prací bylo jedno soustrojí připravené plnit svou regulační funkci. Na přechodnou dobu tak bylo nutné zkombinovat dva různé řídicí systémy a vypořádat se s tím, že některé části systému byly pod proudem. Zajistit jsme museli bezpečnost techniků provádějících montáž i bezpečnost a funkčnost samotného zařízení.“
O přečerpávací elekrárně Dlouhé Stráně jsem psal pro letní číslo časopisu Visions (Visions 02/2010, strana 38 – 39, http://www1.siemens.cz/visions/). V případě zájmu o použití textu prosím kontaktujte pražské Tiskové centrum koncernu Siemens.
