Malá vodní elektrárna Kaceřov (Berounka km 111,4)

obnovitelné zdroje energie

Pražská pobočka ČKAIT uspořádala v říjnu 2017 pro zájemce z řad členů exkurzi na dvě malé vodní elektrárny na řece Berounce. Účastníky zaujala zejména MVE Kaceřov na km 111,4.

Historie mlýna

První zmínka o mlýně pochází z roku 1406, kdy Hynek z Vraného v Čivicích prodal mlýn plaskému opatovi. V roce 1761 jej koupil Rudolf Valenta a rodina Valentů má mlýn v držení až do roku 1947, kdy zaniká právo na provozování mlynářské živnosti. Počátkem roku 1946 zástupci MNV potvrzují, že majitelka není schopna vodní dílo (jez) provozovat a vlastnictví je bezúplatně převedeno na Československý stát. Mlýn počíná chátrat a v roce 1952 je navíc vyrabován. Koncem roku 1976 je po nátlaku státu mlýn, včetně pozemků, prodán národnímu podniku Báňské stavby Most.

Zasloužené renezance se celá stavba včetně vodního díla dočkává až v roce 2010, kdy se jeho majitelem stává firma Elektroštika. Ta neprodleně zahajuje veškeré úkony nutné pro získání stavebního povolení (2013) a to jak na práce související s úpravou jezu, tak výstavbu MVE. Je vypsáno výběrové řízení, kdy se vítězem pro dodávku strojní části MVE stává firma Aquaenergy.

Technické parametry MVE

Původně navržené přímoproudé – Kaplanovy turbíny, na základě návrhu dodavatele, nahradily Archimedovy šrouby, což bylo formou změny stavby před dokončením povoleno. Oproti Kaplanově turbíně má sice toto řešení o něco menší účinnost, což je však vyváženo polovičními investičními náklady jak na strojní část, tak na stavební část MVE. Oproti Francisovým i Bánkiho turbínám má pak Archimedův šroub větší účinnost za všech provozních stavů (viz tab. 1).

Tab. 1 • Porovnání účinnosti jednotlivých typů vodních motorů (turbín) [%]

Rozhodlo se, že budou instalovány 4 ks Archimedových šroubů o následujících parametrech:

• průměr šroubu 3,5 m, hmotnost 10 t,
• spád 1–1,7 m,
• hltnost jedné turbíny 4,5 m³·s^–1,
• optimální průtok 20 m³·s^–1,
• převodovka Siemens,
• asynchronní generátory Siemens 4 x 55 kW,
• rozsah regulace průtoku 20–100 %,
• skutečný průtok 0,9 až 18 m³·s^–1.

Regulace výkonu, bezpečnostní prvky

Regulace výkonu se provádí kaskádovitě, na zařízení č. 4 je instalován frekvenční měnič, který plynule reguluje výkon v závislosti na aktuálním průtoku vody. V případě ztráty napětí vnější sítě jsou instalovány pneumatické brzdy a havarijní klapky, které zabrání poškození generátoru.

Technicko-ekonomické údaje

• Roční průměrná výroba energie 1,1 GWh.
• Předpokládaná prostá doba návratnosti investice 10 let.

Zajímavosti

Když se nad horními česlemi utopil divoký kanec, bylo jeho tělo úmyslně vhozeno do náhonu šroubů, kudy proplulo bez známek poškození celým zařízením. Protože česle mají rozteč svislých prvků 190 mm, mohou ryby bez úhony proplouvat zařízením směrem dolů po proudu. Pro umožnění jejich návratu je vybudován boční kanál tzv. rybí přechod. Problémem toku Berounky jsou občasné záplavy. Jedinou retenční nádrží je přehrada Hracholusky na horním toku, která má však, vzhledem ke své vzdálenosti od Kaceřova, na průtočné poměry v místě relativně malý vliv. Velké množství přítoků s proměnnými průtoky se totiž napojuje až pod touto přehradou.

Závěr

Jak plyne z předchozího, lze hlavní výhody tohoto typu MVE shrnout do několika následujících bodů. Navíc oproti stále se rozmáhajícím parkům s fotovoltaickými kolektory nemají na vzhled krajiny tak drastický vliv a mohou dodávat elektrickou energii průběžně v závislosti na průtoku.

• Nízké náklady na stavební část MVE.
• Nižší pořizovací náklady v porovnání s tradičními turbínami.
• Možnost využití nízkých spádů.
• Jednoduchá konstrukce.
• Dlouhá životnost.
• Vysoká účinnost.
• Spolehlivý i při malém průtoku (již při 20 % hltnosti má účinnost 74 %).
• Jednoduchá obsluha – nízké provozní náklady.
• Snadný přístup k činnému prostoru.
• Možnost montáže do jezu.
• Nevyžaduje jemné česle a je šetrný k vodním živočichům.
• Okysličuje vodu, a tím přispívá ke zlepšení kvality vody v toku.

Použitá literatura

1. SVOBODOVÁ, Eva: Historie Kaceřovského mlýna a mlynářského rodu Valentů
2. Firemní podklady firmy GESS Hranice
3. Soukromý archiv p. Ing. Ludvíka Štiky