Vodní elektrárny Paulo Afonso

Vodní elektrárny Paulo Afonso tvoří komplex pěti vodních elektráren využívajících spádu na vodopádech Paulo Afonso na řece São Francisco v Brazílii. Jsou nejvýkonnější součástí Kaskády na řece São Francisco a patří mezi nejvýkonnější elektrárny na světě. S vyloučením elektrárny Itaipú jako mezinárodní stavby, je hydrokomplex Paulo Afonso po vodní elektrárně Belo Monte a Tucuruí třetím nejvýkonnějším samostatným brazilským vodním dílem.

Historie výstavby

Síla vodopádů Paulo Afonso, které patřily mezi nejmohutnější vodopády světa, přitahovala pozornost zájemců o elektrickou energii stejně jako Niagarské vodopády. Rozvoj světové hydroenergetiky začal na březích Niagary, rozvoj vodní energetiky brazilské začal svou velkolepou cestu ke špičce světových výkonů na vodopádech Paulo Afonso. +more  Teoretický výkon vodopádů Paulo Afonso a Niagarských vodopádů je zhruba stejný, zhruba stejný je i výkon vodních děl. Stejná je i základní architektura děl, zabudovaných do skalních masivů. Významný rozdíl je však ve využití vodního toku. Ještě koncem 19. století nebylo rozhodnuto o osudu Niagary, která se mohla stát suchou skalní stěnou stejně dobře jako vodopády v Brazílii. O zachování přírodního skvostu v Severní Americe rozhodl rostoucí význam  turistiky, ale i větší a stabilní průtok řeky Niagary. O osudu vodopádů Paulo Afonso rozhodl zanedbatelný význam turistiky a nevypočitatelnost řeky São Francisco. V suchém období by se v případě zajištění minimálního průtoku přes vodopády ocitly všechny turbíny bez vody.

V 50. letech 20. +more století neexistovaly v Brazílii výrazné překážky ze strany veřejného mínění ani násilně vysídlovaných obyvatel. Velkolepý projekt energetického využití řeky São Francisco mohl být realizován bez ohledu na rozlehlost zatopených území i bez ohledu na zachování vodopádů, které se objevily i v holandské barokní malbě (Frans Post).

První vodní dílo na vodopádech je unikátní vodní elektrárna Angiquinho, jejíž strojovna byla vystavěna na východním srázu vodopádů v těsné blízkosti padající vody. Byla vybudována v letech 1911 až 1913 a poskytovala výkon kolem 1,2 MW.

V roce 1944 byl schválen projekt první elektrárny původně se dvěma generátory. V roce 1945 vznikla společnost pro výstavbu děl na řece São Francisco (CHESF- Companhia Hidrelétrica do São Francisco) a první práce začaly v roce 1948. +more Od začátku projekt počítal s vybudováním velkokapacitních přehradních nádrží na horním toku řeky a se soustavou vodních nádrží odvíjejících se přímo od prvního vzedmutí nad vodopády. Stavba byla provázena logistickými komplikacemi při dovozu materiálu i zařízení. Přesto byl harmonogram prací splněn. První jednotka byla spuštěna v roce 1955, poslední v roce 1983.

Řízení vodního toku

Hráz Delmiro Gouveia

Horní hladinu pro hydrodynamický výkon elektráren Paulo Afonso I,II,III vytváří betonová gravitační hráz Delmiro Gouveia o délce 4 707 m a výšce 20 m. Delmiro Gouveia Augusto da Cruz byl významný brazilský podnikatel, považovaný za zakladatele brazilské vodní energetiky, autor a realizátor projektu elektrárny Angiquinho. +more Tato přehrada blokuje řeku přímo nad vodopády. Zadržuje 26 milionů m3 vody a vytváří jezero o ploše 4,8 km2. Obsahuje regulovatelné i pevné přelivy průtoků, převyšující hltnosti elektráren i schopnost přelivu Paulo Afonso IV. Právě k této hrázi se upíná pozornost všech milovníků vodopádů.

Hráz Apollonius Sales (Moxotó)

Zemní sypaná hráz o celkové délce 2 825 m a výšce 30 m je pojmenována po zakladateli společnosti CHESF a je známa i pod starším názvem Moxotó po přítoku řeky São Francisco. Nadržuje vodu pro výkon elektrárny Paulo Afonso IV. +more Při levém břehu navazuje na elektrárnu Moxotó. Voda prošlá touto elektrárnou zásobuje elektrárny Paulo Afonso I,II,III. Přelivy hráze o kapacitě 28 000 m3/s směřují povodňové stavy pro případ krátkodobého obnovení vodopádů. Vzedmutá řeka vytváří nádrž o ploše 98 km2 a objemu 1,2 km3 a umožňuje denní regulaci celého komplexu Paulo Afonso.  .

Nádrže na vyšším povodí řeky São Francisco

Hladina nádrže Apollonius Sales navazuje na přehradní těleso vodního díla Luiz Gonzaga s objemem 10,7 km3. Horní tok řeky je regulován přehradními nádržemi Sobradinho o objemu 34,1 km3 a Tres Marias o objemu 21 km3. +more Takovýto systém již umožňuje roční regulaci řeky.

Popis

Elektrárny Paulo Afonso I,I,III

Horní pracovní hladinu zajišťuje hráz Delmiro Gouveia. Spodní pracovní hladina není tvořena řekou, ale uměle vyhloubenými vývařišti. +more Voda pak odchází do koryta řeky přes mělký přepad. To způsobuje ztrátu pracovního spádu a výkonu, zároveň ale stabilní tlakové podmínky. Vody vytékající z paty skalní stěny do kaňonu, tvoří charakteristickou kulisu vodního díla. Pracovní spád se pohybuje v rozmezí 69-87 m.

Strojovny vodních elektráren jsou umístěny ve skále zhruba 80 m pod povrchem. Ve třech strojovnách pracuje celkem 13 turbín o celkovém výkonu 1417 MW.

Ve strojovně elektrárny Paulo Afonso I o půdorysu 104 x 18 m a výšce 37 m pracují na stanoveném spádu 82 m tři Francisovy turbíny o hltnosti 85 m3/s a výkonu 60 MW. Celkový výkon je tak 180 MW.

Ve strojovně elektrárny Paulo Afonso II o půdorysu 104 x 18 m a výšce 37 m pracuje na stanoveném spádu 82 m šest Francisových turbín o hltnostech 115- 125 m3/s a výkonech 70-75 MW. Celkový výkon je 443 MW. +more .

Ve strojovně elektrárny Paulo Afonso III o půdorysu 127 x 18 m a výšce 46,5 m pracují na stanoveném spádu 82,5 m čtyři Francisovy turbíny o hltnosti 266 m3/s a výkonu 198,5 MW. Celkový výkon je 794 MW. +more .

Elektrárna Paulo Afonso IV

Elektrárna se nalézá stejně jako starší elektrárny hluboko pod zemí. Spodní pracovní hladinu již tvoří řeka v kaňonu. +more Horní hladinu zajišťuje hráz Apollonius Sales, která poskytuje pracovní spád 112,5 m. Vzdálenost od starších elektráren je zhruba 2 km po proudu. Navýšení horní hladiny nad údolím řeky řeší betonová konstrukce s osmi hradlovou přelivovou propustí o propustnosti 10 000 m3/s.

Ve strojovně elektrárny Paulo Afonso IV o půdorysu 210 x 24 m a výšce 52 m pracuje na stanoveném spádu 112,5 m šest Francisových turbín o hltnosti 385 m3/s a výkonu 410 MW. Celkový výkon je 2462 MW. +more  .

Přehled hlavních parametrů

Soubor:Rio São Francisco e a Usina hidrelétrica de Paulo Afonso IV. JPG| Paulo Afonso IV proti proudu Soubor:O encontro entre o Rio São Francisco e a Hidrelétrica de Paulo Afonso. +morejpg| Pohled přes rozvodnu Paulo Afonso IV Soubor:Cachoeira de Paulo Afonso. jpg| Rozvod 500 kV nad výpustí Paulo Afonso III Soubor:Usina CHESF, Paulo Afonso - BA. JPG| Výpust Paulo Afonso III Soubor:Paulo Afonso I II III Rio Sao. jpg| Paulo Afonso I,II,III proti proudu Soubor:Dentro da Hidrelétrica - panoramio. jpg| Strojovna ve skále Soubor:Paulo Afonso usina hidreletrica CHESF. jpg|Silové transformátory Paulo Afonso III.

Odkazy

Externí odkazy

Reference

Literatura

Linsley R.K.: Applied hydrology, 759 str. McGraw-Hill, 1968 * Paul R.Josephson, Industrialized Nature, Island Press Washington, 2002

Související články

Paulo Afonso * Vodopády Paulo Afonso * Vodní elektrárna Moxotó * Vodní elektrárna Angiquinho * Kaskáda na řece São Francisco * Niagarské vodní elektrárny * Seznam největších vodních elektráren

Paulo Afonso