Mladá, ale velmi ambiciózní: taková je třeboňská společnost Hydroservis-Union pro. Byla sice založena teprve nedávno, ale spektrum jejích aktivit je pozoruhodně široké. Firma se snaží nejen o výrobu čisté energie z vody, ale věnuje se i vlastnímu technologickému vývoji – navrhuje a vyrábí turbíny, vodní kola a další zařízení spjatá s vodním živlem. O tom, jak toto vše jen s hrstkou zaměstnanců zvládá, o významu vodní energetiky a o vodě vůbec jsme hovořili s Viktorem Korbelem, jednatelem společnosti Hydroservis-Union pro.
Vodní stroje mne vždy fascinovaly a uchvacovala mne i nekonečnost vodního živlu. Ve vodě je totiž velký potenciál. Lidé mu však nevěnují dostatek pozornosti, a to je velká škoda. Vždyť stačí pohlédnout do historie: v roce 1910 bylo na území České republiky kolem 3500 vodních zdrojů energie, dnes jich je ale méně než 800. Snažím se proto o jakousi obrodu tohoto energetického odvětví. Myslím si totiž, že jsme na začátku éry, kdy budeme po vzoru našich předků energetické zdroje využívat a poté je zase bez poškození vracet přírodě.
Malá vodní elektrárna je přirozeným a ekologickým zdrojem energie. Má-li ale být jejich provoz co nejúčinnější, je potřeba, aby byly řízeny maximálně přesně. Optimalizací jejich řízení lze totiž dosáhnout až dvojnásobného výkonu, a to bez nutnosti investic do nového strojního vybavení. Naše technologie je přitom vhodná pro jakýkoliv typ turbíny a nezasahuje do strojního vybavení ani do elektroinstalace.
Náš systém je založen na čtyřkvadrantním frekvenčním měniči od společnosti Siemens. Ten se standardně instaluje do fréz, jeřábů apod. V našem oboru frekvenční měnič dokáže velmi efektivně řešit problematiku přesného určení provozních otáček vodní turbíny. Optimalizace otáček je velmi důležitá, znamená totiž maximální energetické zisky, kterých lze v dané lokalitě dosáhnout.
Frekvenční měnič však funguje nejen jako řídicí, ale i jako analyzační zařízení. To znamená, že můžeme pomáhat s optimalizací i jiným malým vodním elektrárnám, které do měniče zatím nechtějí investovat. Přijedeme k nim s naším měničem a určíme převodový poměr tak, aby byl pro jejich výrobu optimální. Zvláště v tomto velmi suchém období, kdy vody moc nemáme, a musíme být přesto schopni alespoň něco vyrobit, je nárůst výkonu i při malých otevřeních úpravou otáček značný. Jede-li elektrárník po většinu roku třeba na 50% otevření, protože na 100% nemá vodu, hledá se optimální počet otáček pro toto otevření.
Tyto analýzy jsou přitom důležité i pro nás, protože měnič stále testujeme. Jsme proto vděčni za možnost sbírat data i v cizích elektrárnách. Zjišťujeme tak, jak se různé typy turbín chovají v různých lokalitách při různých průměrech otevření. Tato data jsou pro nás velmi cenná, protože na jejich základě se dozvídáme, na co se zaměřit, abychom byli schopni nabízet co nejkomplexnější služby.
Nápad ovlivňovat otáčky vodních turbín pochází již někdy z 80. či 90. let minulého století. Myšlenka využívat měniče k trvalému ovládání je však nová a přišla s ní naše firma. Myslím si, že pro jeho efektivní nasazení musela dozrát doba. Dříve existovaly tyristorové frekvenční měniče, které však měly velmi špatnou účinnost, a jejich využití v provozu proto nebylo možné. I díky společnosti Siemens a rozvoji fotovoltaiky v posledních letech se však začaly ve velkém šířit potřebné technologie, jako například IGBT tranzistory. V rámci této vlny vznikly i tyto řídicí systémy, jejichž účinnost je již o několik úrovní výše, než tomu bylo dříve. Účinnost měniče, který používáme my, je například 95–98 %. Jedním měničem navíc dokážeme regulovat až tři turbíny najednou.
Frekvenční měnič je podle mého budoucnost obnovitelných zdrojů a energetických zdrojů vůbec, i když dnes se stále setkávám s řadou předsudků. Lidé namítají, že měnič je cosi příliš nového a nevyzkoušeného. Je však třeba být trpělivý a nad tyto námitky se povznést. Pokud se někdo nechá našimi argumenty přesvědčit a projeví o toto zařízení zájem, může nahlédnout přímo do našeho provozu, aby viděl, jak optimalizace funguje v praxi, o kolik se výroba elektřiny zvyšuje.
My se nyní nacházíme v malé vodní elektrárně Šimanov na řece Nežárce. Zde je spádová výška 2,5 m. Jedná se o derivační typ malé vodní elektrárny, tzn. využívá se tok vody v daném místě. Její výkon je kolem 38 kW. Stavba pochází z roku 1860, podoba mlýna je z roku 1941. Jako zajímavost bych uvedl, že šimanovská elektrárna vyráběla elektrický proud pro zámeček Emy Destinnové nacházející se v nedaleké Stráži.
Tato lokalita však má potenciál na podstatně intenzivnější využití, než jaké nabízí stávající zařízení. Máme proto v plánu nasadit zde další turbínu, kterou jsme sami vyvinuli. Jde o speciální prototyp s obtékaným generátorem, který má přímé spojení generátorových vrtulí, a není již proto nutné převodové ústrojí. Řekl bych, že toto byl poslední krok k tomu, aby nabídka naší firmy byla maximálně ucelená. S touto novinkou se představíme na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně, kde předvedeme i princip fungování frekvenčního měniče. Pokud vše půjde podle plánu, měla by být nová turbína k uvedení do provozu připravena do konce letošního roku.
K našim dalším projektům patří malé vodní elektrárny Záblatí (Francisova turbína o výkonu 22 kW), Tájek (Francisova turbína o výkonu 45 kW), Hejtman (dvě vrtulové turbíny typu MT3) a Hamr nad Nežárkou (čtyři přímoproudé vrtulové turbíny naší výroby). Tyto lokality již prošly zásadní rekonstrukcí. Nyní máme rozpracovány dva nové projekty, jedním je elektrárna na říčce Olešence, druhým elektrárna na Moravské Sázavě.
O náš systém již projevily zájem společnosti ČEZ a E.ON. S nimi v nejbližší době povedeme jednání o možné spolupráci. Nepopírám, že tito zákazníci pro nás budou do budoucna klíčoví.
Ano, frekvenční měniče lze nasadit i ve větrných elektrárnách, tam se ale upravuje pouze poměrový převod na převodovce. V současné době jednáme rovněž se společností Tedom, protože měnič je možné použít i u spalovacích motorů.
Ano, pracujeme, nechceme být totiž pouze společností výrobní, rádi bychom se systematicky věnovali i vlastnímu vývoji. Nyní například vyvíjíme magnetické motory a magnetické násobiče. Díky nim bychom mohli přidat na výkonu malých vodních elektráren ještě zhruba 50 %, aniž bychom potřebovali další vodu, jen na bázi magnetického odstřeďování – opět s využitím měniče.
Plány máme rozsáhlé: Šimanov by měl v budoucnu sloužit i jako základna zdejší elektrocykloturistiky, měly by zde být i ubytovací kapacity. Rádi bychom sem také přilákali studenty středních škol na praxi, aby přišli se strojařinou vůbec do styku, protože soustružení a sváření, kterého zde bude mnoho, je strojní nauka v tom nejzákladnějším smyslu. Momentálně o této možnosti jednáme například se střední průmyslovou školou v Českých Budějovicích. Koneckonců, i proto jsme si areál šimanovské elektrárny vybrali: aby se naše firma mohla rozvíjet více různými směry.
Turbíny dělíme na rovnotlaké, přetlakové a nízkotlaké. U přetlakových je savka, cosi jako sifon, která ještě umocňuje tažnou sílu vody přes oběžné kolo turíny. Z rovnotlakých turbín zmiňme třeba Peltonovu turbínu, kde je voda pouze vstřikována do určitého profilu. Nízkotlaká vodní díla se dělí na jezová a derivační. Jezové dílo je elektrárna nacházející se přímo na jezu, která vodu hned vrací zpátky do koryta řeky. Derivační dílo má vlastní kanál, by-pass, aby se tak získal co největší spádový rozdíl.
Řeknu to takto: Dnes se například velmi hovoří o podpoře elektromobility, avšak energetická soustava naší země není schopna ve větším rozsahu tento rozvoj podpořit. Pokud by totiž někdy v budoucnu počet elektromobilů dosáhl zhruba 50 % veškerých provozovaných motorových vozidel, pak by výkonové špičky způsobené hromadným dobíjením baterií v čase, kdy se lidé vrátí elektromobily z práce domů, snadno dokázaly tuto síť „položit“. A to přitom Česká republika patří mezi energetické velmoci, protože kolem 40 % elektrické energie vyvážíme. Pokud ale dojde k obdobnému rozvoji elektromobility i v zemích, které takové energetické zdroje nemají, dopadne to ještě podstatně hůře. Opravdu nevím, kde tuto energii budeme brát.
Svou nepříliš dobrou energetickou pozici si zhoršujeme také podporou nestabilních zdrojů, k nimž patří i fotovoltaika. K destabilizaci naší energetické sítě přispívá rovněž Německo se svými větrnými elektrárnami, které nárazově vytvářejí značné množství elektřiny, jež se nekontrolovatelně přelévá do okolních zemí. Řešíme tento problém?
Je proto třeba budovat takové energetické zdroje, které budou účinné a spolehlivé. Já se přece nemohu spoléhat na 100 MW vytvářených někde na polích, které ztrácím, přijde-li jeden větší mrak.
Dobře také víme, co se stalo na Slovensku. Tam byla státní podpora zcela zrušena, dokonce bylo zakázáno připojování nových vodních elektráren do sítě. Nyní tam lidé přemýšlejí, jak malé vodní elektrárny bez připojení k síti vůbec nějakým neztrátovým způsobem provozovat.
Voda ovšem měla namále i v České republice. V době, kdy se ukončovaly dotace pro fotovoltaiku, se zvažovalo, zda by se nemělo měřit všem stejně. Nakonec se ale přece jen někdo zamyslel a zjistil, že malé vodní elektrárny se za rok uvedly do provozu tři nebo čtyři, zatímco fotovoltaických elektráren 2500. Na Slovensku se šlo plošně a zkrátka se rozhodlo, že tento zdroj se podporovat nebude.
Dnes je energetická náročnost přepočtená na jednoho obyvatele ohromná. Decentralizace se jeví jako slibná cesta, ale musíte na ni mít dostatek lokálních zdrojů. Ty bohužel nemáme. Já se proto ptám, kde je do budoucna chceme brát? Dnes nás nejvíce drží jaderné elektrárny Temelín a Dukovany, to jsou dva ohromné zdroje elektrické energie, které jsou schopny okamžitě zareagovat na jakýkoli výraznější výkyv. Jaderné energetice proto fandím, je to velmi účinný zdroj energie, a když to vezmeme z hlediska provozních hodin, je také levný. Nelze samozřejmě zastírat i určité problémy, které jsou s ním spojené, jako je například skladování vyhořelého paliva nebo hrozba terorismu.
Ano, ostrovní provoz chceme testovat i na Šimanově, chci tam mít i fotovoltaiku, abychom byli soběstační a stabilizovaní. Můžeme vytvořit ostrovní provoz na třech zdrojích napojených na jeden frekvenční měnič. V současné době již zkoušíme měnič v autonomním provozu, tzn. když vypadne v síti proud, nastartuje se miniprovoz, který zajistí alespoň minimální provozuschopnost. Jde ale spíše jen o formu záložního zdroje než o vyslovenou decentralizaci.
V této souvislosti je třeba zmínit i to, že výhodou vodního zdroje je, že funguje i v noci. Můžete tak i v době, kdy nemáte odběr, energii někam naakumulovat a využívat ji pak během denních špiček.
Ostrovní provoz by pro nás samozřejmě byl poměrně nákladný a komplikovaný, ale šlo by to. Předpokladem jeho efektivního fungování je ale nepochybně frekvenční měnič.
Nejlépe mají politiku státní podpory zvládnutu severské země. V jejich energetickém systému má voda velký podíl. Systém je decentralizovaný, ale oni si to mohou dovolit, protože tam mají dostatečně velké spády vodních toků.
Dobrou energetickou politiku dělají také naši sousedé Německo a Rakousko, a také Švýcarsko. V těchto zemích můžeme pozorovat zcela jiný přístup. Voda je v energetických sítích těchto zemí jedním ze základních kamenů. Člověk tam také nemá slíbeny milionové dotace, ale na vlastní náklady si nechá nainstalovat solární panely, které mu pak nahřívají vodu v bojleru a podobně.
Nejde ale jen o výrobu energie, ale také o to, aby tato energie byla efektivně zužitkována, aby se neposílala dráty kolem celé Evropy, než se „vytluče“. Jde tedy nejen o její skladování, ale i o efektivní využívání.
Obecně si ale myslím, že ústup od ropy bude velmi pozvolný, protože zbavit se jí nechtějí nejen arabští šejkové, ale ani samotné státy, vždyť ty jsou ze spotřební daně živy.
Vypravte se s námi do historie české energetiky, společně ale nahlédneme i do její budoucnosti. Hostem podcastu je Tomáš Hüner, ředitel divize chytré infrastruktury v českém Siemensu, který se oblasti energetiky věnuje již více než 30 let.
Průmyslové metaverzum – nový svět, který zrcadlí a simuluje skutečné stroje, továrny, města, dopravní sítě a ostatní i velmi složité systémy – nabídne svým aktérům interaktivní reprezentace a simulace skutečného světa v reálném čase. V dějinách průmyslu představuje zcela novou kapitolu, kterou začínáme společně psát.
Reprezentativní budova Opery v Dubaji, hlavním městě stejnojmenného emirátu, v sobě skrývá špičková zařízení Siemens, která symbolizují pronikání moderních technologií této společnosti nejenom do exkluzivních koncertních sálů. Jsou také příkladem pro budování inteligentních měst.
Budoucím trendem zemědělství je udržitelné pěstování plodin s méně zdroji a bez použití chemických přípravků. Aby zemědělci mohli vyhovět těmto novým nárokům a požadavkům, musejí úzce spolupracovat s průmyslem, který jim dokáže poskytnout potřebné nástroje. Jak dobře může taková spolupráce fungovat, názorně předvádí FRAVEBOT – robot, který na brněnské rodinné farmě Ráječek monitoruje a sklízí jahody.
