Objev českého vědce by měl ve světě pomoci využít polovinu potenciálu vodní energie Výroby unikátního hydromotoru, který dokáže vyrábět elektřinu na malých potůčcích a strouhách, se již ujímá tuzemská firma z Králova Dvora.
Objev českého vědce by měl ve světě pomoci využít polovinu potenciálu vodní energie
Výroby unikátního hydromotoru, který dokáže vyrábět elektřinu na malých potůčcích a strouhách, se již ujímá tuzemská firma z Králova Dvora.
Objevit neznámý hydrodynamický princip, který umožní energeticky využívat dosud nevyužitelnou energii vody z potůčků a struh, se podařilo českému vědci a vysokoškolskému učiteli na pražské ČVUT Miroslavovi Sedláčkovi. Novost technického řešení i možnost průmyslového využití nedávno potvrdil tzv. Europatent, který otevřel cestu novému hydromotoru do států Evropské unie.
Připravuje se průmyslová výroba
„Čekali jsme na Europatent,“ přiznal Sedláček k možnému podnikatelskému využití vynálezu. Pro Sedláčka se tak završilo několik let usilovné práce, kterou provázelo mimo jiné získání šestnácti národních patentů, chránících vynález ve všech vyspělých státech světa. V rozhovoru pro Profit připustil, že teprve nyní lze v mnohem větší míře uvažovat o průmyslové výrobě a využití objevu v praxi. Sériovou výrobu připravuje ve spolupráci s firmou Mechanika v Králově Dvoře. „Nebylo jednoduché přesvědčit odborníky, že na konci 20. století je možné zkonstruovat dostatečně efektivní turbínu pracující na dosud neznámém hydrodynamickém principu,“ připomněl Sedláček jeden ze svých poznatků z realizace vynálezu. V íce než polovina hydroenergetického potenciálu naší planety zůstává nevyužita, protože se nachází ve velmi nízkých spádech a malých průtocích vody, s nimiž současné vodní turbíny nedokáží pracovat s dostatečnou ekonomickou efektivností. Má-li se zvýšit podíl obnovitelných zdrojů na celkové energetické bilanci, včetně využití energie z vody, musí se podle odborníků zájem soustředit na používání tzv. mikropotenciálu energetických zdrojů. Ve většině zemí je vodní mikropotenciál využíván velice málo, protože chybělo vhodné technické zařízení. V praxi ho není možné běžnými turbínami zpracovat s dostatečnou efektivností.
Zvládne i malé toky
Sedláčkova bezlopatková turbína Setur se vyznačuje velice ekonomickým provozem i na tocích, kde běžné turbíny nelze nasadit, vyrábí energii tam, kde to jiná zařízení nedovedou. Jedná se například o malé průtoky od 4 do 15 litrů vody za vteřinu při spádu 3 až 20 metrů, ale také minimální spády 0,6 až 1,1 metru při průtocích 30 až 200 litrů vody za vteřinu. Návratnost investice do mikroturbíny se pohybuje kolem tří let a vylepšuje se zejména v odlehlých místech, kde se nevyplatí investovat do kabelových přívodů a napojení na distribuční síť. Například na malém potůčku o spádu 10 metrů a průtoku 10 litrů za vteřinu má mikroturbína výkon 260 W elektrické energie - to znamená, že vyrobí 6,2 kWh elektřiny denně, při provozu 300 dní v roce pak 1860 kWh ročně. Dlouhodobé testování světového unikátu potvrdilo, že jinak zcela nevyužitelný mikroprůtok pět až šest litrů vody za vteřinu při spádu pět metrů může poskytovat ještě výkon přibližně 80 až 90 wattů elektrické energie. T urbínu stačí posadit například s betonovou deskou bez jakékoliv stavební úpravy do vody. Nepotřebuje náhon, nepotřebuje jez, žádnou budovu pro uložení turbíny a generátoru, je přenosná, záleží na výkonu, ale i největší dosud zhotovené turbíny Setur se dají převést v zavazadlovém kufru osobního auta. Mikroturbínu unesou dva lidé.
Proud pro dvě chaty
„V praxi jsme odzkoušeli, že naše turbínka na spádu 5,5 metru a kterou protéká přibližně šest litrů vody za sekundu, dokáže osvětlovat dva malé rekreační objekty. Jiné zařízení to nedokáže,“ říká Sedláček a dodává, že mikroturbína je použitelná ve velice širokém rejstříku spádu vody, pracuje při spádu pěti metrů, ale stejný hydromotor bez úprav zvládne spád dvaceti a více metrů. Mikroturbína pracuje pomocí rotoru bez lopatek. Energetická účinnost zařízení přesahuje 70 procent. Tato domácí vodní elektrárna, vhodná také pro samozásobování elektřinou menších firem, je podle charakteristiky svého objevitele odvalovacím tekutinovým strojem, který pracuje na principu obíhání rotoru v konfuzorovitém výtokovém kanále. Rotor se roztáčí protékající vodou a svým hladkým povrchem kontaktně obíhá, resp. odvaluje se po vnitřní straně konfuzoru. Hřídel je ve své horní části upevněna tak, aby se mohla úhlově vychylovat. Domácí mikroturbína je vybavena synchronním generátorem.
Nezatěžuje prostředí zplodinami
Nový princip přeměny potenciální energie tekutin na mechanický výkon může pomoci světu v rozšíření obnovitelných zdrojů energie, nezatěžujících prostředí zplodinami, zejména skleníkových plynů způsobujících klimatické změny. Podle Klause Priebeho z německé agentury Pina může turbína Setur dosáhnout účinnost až 90 %. Vzhledem k pořizovacím nákladům a nákladům na instalaci i technickým výhodám by např. v Německu mohla být užita na 10 - 25 000 místech. „Jedná se o vodní motor jednoduché konstrukce,“ dodává k charakteristice zařízení Miroslav Nejezchleb z poradenského centra Raes Energy Centre. Hydromotor Setur považuje za chybějící výrobek na trhu s výhodným využitím jako doplňkového zdroje elektřiny pro rodinné domky, chalupy, chaty a všude tam, kde protéká potok. Hodí se i pro malé firmy, obecní úřady. „Je využitelný jako přenosný mikrozdroj, lze jej přesunovat k místu spotřeby např. při sezonních pracích,“ připomíná Nejezchleb. Podle jeho názoru ve své výkonové řadě nenachází tato turbína srovnání.
Spolehlivější než vítr
V porovnání s malými větrnými elektrárnami, závislými na tom, jak fouká vítr, je turbína stabilnějším zdrojem doplňkového výkonu pro individuální spotřebu. „Obracejí se na nás lidé, kteří mají na zahradě malý potůček a rádi jej využívali ne pouze k zalévaní, ale také energetickým účelům,“ řekl Pavel Šedivý, předseda Svazu podnikatelů pro využití energetických zdrojů. Svaz sdružuje provozovatele malých vodních elektráren v České republice, jejichž maximální instalovaný výkon je 10 MW a minimální výkon pro malé vodní elektrárny v praxi začíná u 10 až 15 kW. V ětšina těchto MVE dodává proud do sítě. T omu napomáhá i zákonem stanovený povinný výkup proudu z těchto obnovitelných zdrojů energie. V odní mikrozdroje nepovažuje za ekonomicky efektivní. “ V ětšina z nich je na hranici ekonomické efektivnosti,“ říká Šedivý a k možnému uplatnění těchto mikrozdrojů dodává: „Je to jen pro vlastní potřebu.“
Objevu pomohla příroda
„Objevy jsou většinou dramaticky nahodilé,“ přiznává Miroslav Sedláček s tím, že i jeho objev, který zaplnil bílé místa ve využití obnovitelných zdrojů energie, byl do značné míry výsledkem náhody. Byl odpozorován z přírody, z toho, jak se někdy točí ve víru šiška v potoce. Pak následovaly práce v laboratoři, především v laboratořích Slovenské akademie věd v Bratislavě, ve výzkumném pavilonu ČKD Blansko a na ČVUT v Praze. V ýsledek se dostavil. Podařilo se obohatit technickou databázi poznatků lidstva. V e všech významných patentových úřadech světa bude toto technické řešení vždy uvedeno jako řešení z České republiky. I to je nemalý přínos, protože Česká republika zaostává například za Maďarskem a Slovinskem v počtu udělených patentů, což je také hodnoticí kritérium pro vstup kandidátské země do EU.
Patent pro další využití hydromotoru
Evropský patentový úřad nedávno oznámil, že chce udělit Europatent i na další aplikaci mikroturbíny, kterou je hydraulický motor pro nářaďovou a čisticí techniku. Zejména ve Švédsku se kartáče poháněné vodním motorem a točící se vysokou rychlostí staly letos v létě ekologickým hitem. Kartáče se používají pro čištění věcí, včetně automobilů, a to bez použití saponátů. Efektu je dosahováno vysokou obrátkovou rychlostí. Nový hydrodynamický princip turbíny se podle výsledků testů hodí i pro efektivní využití plynu. Již v současnosti je zřejmé, že se obohatí učebnice fyziky o nový princip hydromotoru. Vedle Francisovy, Peltonovy, Kaplanovy či Bánkiho turbíny se bude svět učit další název - Sedláčkova turbína.
(Více k tématu na straně 18)
Nebylo jednoduché přesvědčit odborníky, že se jedná o zcela novou turbínu, říká vynálezce Miroslav Sedláček.
FOTO: HANA MAHLEROVÁ
Turbínu unesou dva lidé a vejde se do kufru osobního auta.
FOTO: ARCHIV
