K lipenské přehradě jsme dorazili těsně před polednem, v okolních lesích se ještě místy potil sníh, ale slunce již svítilo na plný výkon. Z parkoviště u hráze, která je z větší části sypaná a z části betonová, se nám rozevřel výhled na nenápadnou budovu elektrárny Lipno I.
Kolemjdoucího by jistě nenapadlo, že v podzemí nevelké bílé budovy se ukrývají prostory, z nichž ten největší dosahuje rozměrů téměř poloviny fotbalového hřiště a na výšku měří celých 37 metrů. Pověst dokonce tvrdí, že do strojovny by se měla vejít loď svatovítského chrámu.
Betonová část hráze s přepadem pro odpouštění nadměrného množství vody. V patě je celá hráz (sypaná + betonová část) široká 100 metrů a ve svém vrcholu se zužuje na šířku silnice. Vysoká je 25 metrů a široká 296 metrů.
V hloubce 160 metrů pod zemským povrchem byla do nepoddajné žulového skály vylámána kaverna a další místnosti, kde jsou uloženy dvě Francisovy turbíny, které přes hřídel pohání generátory o celkovém výkonu 120 MW (60 MW jedno soustrojí) s výstupním napětím 15 kV.
Elektrárny společnosti ČEZ
ČEZu patří 10 tepelných, 14 velkých a 17 malých vodních elektráren, dvě jaderné a jedna solární elektrárna. Celých 50 % instalovaného výkonu se vyrábí v tepelných elektrárnách.
Vodní elektrárna Lipno I patří společnosti ČEZ (viz rámeček) a je takzvanou špičkovou elektrárnou. To znamená, že slouží zejména k pokrytí potřeby energie v situacích, kdy ostatní elektrárny nestíhají. Lipno I je díky své technologii schopné najet na plný výkon do 2,5 minuty. U tepelné elektrárny je potřeba na stejnou operaci několik desítek minut. Právě schopnost okamžité reakce na aktuální potřebu elektrické energie dělá z vodní elektrárny jako takové velmi důležitý prvek energetické soustavy. Ta zahrnuje kromě vodních děl i jaderné a uhelné elektrárny.
Do podzemí kolosu se vejde i chrám Svatého Víta
Hned u vchodu do objektu se nás ujal Vladimír Valík, který má chod Lipna I na starosti. "Veškerý provoz elektrárny má na starosti jediný elektrikář. Musí ohlídat jak rozsáhlé podzemí, tak nadzemní část elektrárny," překvapil nás hned na úvod Valík. "Elektrárnu je samozřejmě také možné ovládat na dálku z velína umístěného ve Štěchovicích," upřesnil.
Do podzemí vede pro člověka pouze jediná cesta. Šikmá 210 metrů dlouhá štola nabízí dvě možnosti. Pěší sestup čítající 675 schodů, nebo pohodlnější výlet osobním výtahem, který trvá minutu a půl.
"Občas se nám stane, že se výtah utrhne a zabrzdí až o dno strojovny. Nemusíte se však bát, ten kdo by pád náhodou přežil, toho za pár sekund dorazí několikatunové protizávaží výtahu," žertuje při cestě do kaverny Valík.
Kabinka osobního výtahu není příliš velká a pojme maximálně osm osob.
Pro dopravu technologií do podzemí se používá nákladní výtah o nosnosti 80 tun.
Povrchová strojovna osobního a nákladního výtahu. Osobní výtah "parkuje" pod nákladním výtahem a je nutné k němu sejít několik schodů.
Šachta do podzemí je dlouhá 210 m a má sklon 45 stupňů.
Půl miliónů kubíků zeminy...
První pohled do strojovny je vskutku impozantní. Kaverna svými rozměry připomíná spíše sportovní halu a nikoliv strojovnu elektrárny ukrytou 160 metrů pod zemí. "Při stavbě elektrárny v letech 1953 až 1959 bylo z těchto míst vytěženo přes půl miliónů kubíků zeminy," upřesňuje historii stavby provozní technik.
Na prvním obrázku je pohled do kaverny směrem od šachty výtahu. V té "malé" stavbě uprostřed haly se točí jeden z generátorů poháněný Francisovou turbínou. Ve stěně vlevo se nachází i velín odkud je možné obsluhovat celou elektrárnu prostřednictvím počítačů.
Druhá fotografie znázorňuje pohled od generátoru směrem k šachtě výtahu.
Třetí fotografie ilustruje starý způsob obsluhy elektrárny.
Jak elektrárna funguje aneb 160 metrů černou tmou
Stošedesát metrů pod zemí hučí srdce vodní elektrárny. Již samotný název "vodní" napovídá, že zdrojem energie je tady voda. Její zásobárnu tvoří největší umělé jezero v České republice - Lipno. Rozprostírá se na ploše 4870 ha na délu měří 40 km a v nejširším místě má až 10 km. Objem jezera je úctyhodných 306 miliónů kubíků vody. Dílo je osazeno dvěma Francisovými turbínami o celkovém výkonu 120 MW. Pro plný chod potřebuje jedna turbína přítok vody o objemu 46 kubíků za sekundu. Voda na lopatky oběžného kola turbíny padá dvěma kolmými rourami o délce 160 metrů. Průměr každé roury je 4,5 metru u vtoku a 2,5 metru před kulovými uzávěry Francisovy turbíny.
1) hráz, 2) šachta výtahu, 3) komora kulových uzávěrů, 4) víko Francisovy turbíny, 5) skalní masiv, 6) podzemní strojovna a dva generátory
Turbína přes turbínovou hřídel otáčí rotorem generátoru, který vyrábí elektrickou energii o napětí 15 kV a výkonu 60 MW. Tato energie je přes rozvodnu a trnsformátorové a kompresorové stanice z části používána pro vlastní potřebu a největší část je samozřejmě dodávána do sítě. Před samotným připojením (tzv. přifázováním) elektrárny do sítě je potřebné dosáhnout požadovaných otáček rotoru generátoru a tím i jmenovitého výkonu. Toho je elektrárna schopna dosáhnout do tří minut po obdržení požadavku na dodávku energie. Další značnou výhodou vodní elektrárny je kromě rychlosti plynulá regulovatelnost výkonu (MW) v celém výkonovém rozsahu soustrojí.
Zelená roura má tloušťku stěny 25 mm. Uvnitř neuvěřitelnou silou hučí voda odstřikovaná lopatkami oběžného kola. Podtlak vody je tak silný, že z kovového kola doslova vytrhává kousky materiálu. Z tohoto důvodu je nutné provádět jednou za rok důkladné revize. (obr. 1)
Hluk vody je tak silný, že soustrojí musí být zakryto odhlučňující stěnou. (obr. 2)
Oběžné kolo má 17 lopatek, váží 7 tun a obrázek o jeho velikosti si můžete udělat sami (na obrázku jsou dvě vyřazená kola na sobě).
Ocelové dveře chrání před zatopením
Než voda začne pohánět turbínu, musí projít přes kulové uzávěry. Ty je možné v případě nebezpečí zavřít a zamezit tak přítoku vody na turbínu. Rychlouzávěry na vtoku se v případě nutnosti dají uzavřít do třiceti sekund a tím zamezit přítoku vody do podzemí. Kulový uzávěr je zavřený v případě, že je dané soustrojí odstaveno z provozu. Vzhledem k obrovské vodní síle je nutno počítat i se situací, že by došlo k protržení přívodního potrubí a voda začala pronikat do podzemní strojovny. Tato situace by mohla nastat zejména po delší odstávce stroje, kdy je opět vpuštěna voda do přívodního potrubí. V takovém případě se předem zavřou ocelová vrata a oddělí tak komoru kulových uzávěrů od ostatních částí elektrárny.
Komora kulových uzávěrů je od zbytku elektrárny oddělena ocelovými vraty. Ty jsou za běžného provozu otevřené. V případě nebezpečí zatopení se hermeticky uzavřou.
Chodba oddělující komoru kulových uzávěrů od ostatních částí elektrárny. Elektrické rozvody zajišťující samotný chod zařízení.
Odpadním tunelem do Vyššího Brodu dvěma náklaďáky
Voda, jejíž energie byla přeměněna na elektrickou, odtéká 3,6 kilometrů dlouhým tunelem a u obce Vyšší Brod vtéká opět do Vltavy. jednou za pět let se tunel vypustí a technici provedou jeho podrobnou kontrolu. " Po silnici je to do Vyššího Brodu devět kilometrů, tunelem necelé čtyři. Je to taková zkratka," vtipkuje Vladimír Valík a dodává "Chodba je tak široká, že se do ní vejdou dva menší nákladní automobily vedle sebe (šířka 9 m, výška 8 m)."
Na první fotografii je zachycen výtok vody z prostoru savek (tedy vody, která již prošla turbínou). Druhá fotografie zachycuje odpadní tunel vedoucí k obci Vyšší Brod do elektrárny Lipno II. Tunely jsou zpočátku dva - pro každou turbínu jeden. Po osmdesáti metrech se spojí do jednoho a za dalších 3500 metrů končí u Vyššího Brodu.
Prosakující voda vytvořila spolu s minerály v odpadním tunelu menší krápníkovou výzdobu.
Při plném provozu protéká elektrárnou každou sekundu 92 kubíků vody. Přípustný průtok je však pouze 60 kubíků. Z tohoto důvodu byla u Vyššího Brodu vystavěna vyrovnávací přehrada Lipno II. Ta zadržuje vodu a reguluje tak průtok aby nepřesáhl povolenou mez. Lipno II je osazeno Kaplanovou turbínou o výkonu 1,5 MW.
Zákoutí elektrárny Lipno I
Lipno I je dílem druhé pětiletky. Úraz nema na zdraví vliv, zapříčiňuje ovšem pracovní neschopnost.
Světlo na konci tunelu přichází ze strojovny nákladního a osobního výtahu. Jednotlivá poschodí elektrárny jsou od sebe oddělena uzounkým točitým schodištěm.
Chodby uvnitř elektrárny mají nejrůznější tvar. Chodba na obrázku je přizpůsobena pohybu jeřábu. Vyrobená energie prochází je transformována blokovými transformátory z 15 kV na 110 kV a odváděna do obce Dasný u Českých Budějovic, kde je spojena s elektrickou soustavou.
| LIPNO I | |
| rok uvedení do provozu | 1959 |
| objem nádrže | 306 mil. kubíků |
| spád | 148 - 162 m |
| počet soustrojí | 2 |
| typ turbín | Francis |
| max. výkon jednoho soustrojí | 60 MW |
| max. průtok vody turbínou | 46 kubíků/sec |
| otáčky | 375 ot/min |
| průměr oběžného kola | 2 200 mm |
|
Vodní elektrárna Lipno I v číslech | |
