VANDENS ENERGIJA
TURINYS
Įvadas 1
Raida 1
Situacijos analizė 3
Svarbiausi hidroelektrinių tipai 4
Hidroelektrinės ir gamta. trūkumai ir privalumai 4
Kauno hidroelektrinė 7
Hidroelektrinių statybos Lietuvoje perspektyvos 7
Hidroelektrinės pasaulyje 8
Išvados 9
Literatūra 9
ĮVADAS
Vanduo – tai bene labiausiai paplitęs skystis gamtoje, teikiantis žmonijai daug naudos. Šio darbo tema yra vandens teikiama energija, kuri mano nuomone šiuo metu yra labai svarbi, nes yra ekologiškai švari, gaunama nenaudojant jokio kuro. Hidroenergija – tai perspektyvus atsinaujinančios energijos šaltinis.
Hidroenergijos naudojimo formos yra labai įvairios: tai tekančio vandens srauto, jūrų potvynių ir vandenynų bangų energija. Ši atsinaujinančios energijos rūšis yra naudojama jau labai seniai įvairiose žmogaus veiklos srityse: medienos apdirbimui, grūdų malimui, sunkiems darbams statybose ir žemės ūkyje mechanizuoti. Tačiau pastaruoju metu hidroenergija naudojama praktiškai vien tiktai universalios rūšies energijos- elektros energijai gaminti.
Mano darbo tikslas yra kuo plačiau ir išsamiau susipažinti su vandens energija, jos naudojimu Lietuvoje ir pasaulyje.
Šio darbo uždaviniai:
ü Išsiaiškinti vandens panaudojimo energijai gauti ištakų pradžią;
ü Sužinoti, kokių tipų yra hidroelektrinės;
ü Išanalizuoti dabartinę Lietuvos hidroelektrinių padėtį;
ü Aptarti hidroelektrinių svarbą;
ü Išsiaiškinti hidroelektrinių praktinę naudą;
ü Sužinoti, kaip hidroelektrinės veikia gamtą;
ü Pateikti hidroelektrinių ateities perspektyvas;
ü Aptarti užsienio šalių hidroelektrines.
RAIDA
Vandens ratai jau buvo naudojami senovės Egipte, Kinijoje, Indijoje. Vandens malūnai statyti antikinėje Graikijoje ir Romoje.
Ypatjevo metraštyje minima, kad prie Būgo upės XIII amžiuje būta daug vandens malūnų. Kadangi tuo laikotarpiu lietuviai palaikė gerus santykius su Rytų kaimynais, tikėtina, kad ir jie apie vandens malūnus žinojo ir galėjo juos statyti jau XII-XIII amžiuje.
Pirmosios rašytinės žinios apie Lietuvos upių energijos panaudojimą paskelbtos XIV amžiaus pabaigoje. Kunigaikščiai ir stambieji feodalai, skatindami bajorus ir dvarininkus, dovanodavo jiems žemės su visais turtais. Dovanojimo raštuose būdavo minimi ir vandens malūnai. Pavyzdžiui, 1387m. vasario 17 d. kunigaikščio Jogailos rašte, kuriuo jis dovanojo Vilniaus vyskupui žemes, rašoma „<…> mes duodame su visais atskirais kaimais, ežerais, tvenkiniais, malūnais ir jų vandens srovėmis“. 1404 m. rugpjūčio 17 d. Lietuvos Didysis Kunigaikštis Vytautas savo raštu leido kryžiuočių magistrui K.Jungingenui tvenkti Nevėžio upę malūnui ir kitiems reikalams. Malūnai minimi ir Vytauto Didžiojo 1421 m. dovanojimo rašte Žemaitijos vyskupystei.
Klaipėdos krašte vandens malūnų istorinė raida prasideda nuo 1256 metų, kai prie Danės upės buvo pastatytas pirmasis vandens malūnas. Tad visiškai tikėtina, kad vandens malūnai Lietuvoje jau buvo statomi XII-XIII amžiuje ar net dar anksčiau.
Tačiau vandens energija plačiau pradėta naudoti tik XVI amžiuje. Kad tuo laikotarpiu malūnai plačiau plito liudija ir tai, jog XVII amžiaus pradžioje įvestas malūnų mokestis. Jis buvo renkamas nuo valakų (turimos žemės) ploto, neatsižvelgiant į tai, ar valstietis grūdus malė pono malūne, ar namie rankinėmis girnomis. Tad mokestis skatino valstiečius grūdus malti ponų malūnuose. Kartu faktai liudija ir tai, kad malūnų turėjo būti daug. Tuo metu malūnais vadinti visi statiniai (įrenginiai), kurių ratus sukdavo tekantis arba krintantis vandens srautas. Tad buvo ne tik grūdų malimo, bet ir vilnų karšimo, audeklų vėlimo, popieriaus bei parako gaminimo malūnų (hidrojėgainių).
Valstiečiai (baudžiauninkai) privalėjo įrengti malūnų tvenkinių užtvankas, jas remontuoti ir saugoti per potvynius.
Vėliau, XVI amžiuje, feodalų iniciatyva pradėta įrenginėti tobulesnes užtvankas ir vandens energiją išnaudoti ne tik grūdams malti, bet ir kitiems reikalams. Pavyzdžiui, stambi feodalizmo epochos, vandens ratų varoma, buvo Rudnios metalo liejykla, pastatyta Ulos upės krante. Ulos vandens srautas suko tris didelius ratus, kurių vieno dantračių pavara judino lydomosios krosnies dumples, antro – kaitinamosios krosnies dumples, o trečio – kilnojo kūjus,kalančius įkaitintą geležį.
Prie tos pačios upės užtvankos, kitame krante, buvo pastatytas grūdų malimo malūnas ir milo vėlykla. Čia taip pat veikė lentpjūvė. Rudnios metalo liejykla, malūnas ir vėlyklas priklausė Kaniavos dvarui. Panašios, vandens ratų sukamos, hidrojėgainės – geležies liejyklos, vėlyklos, malūnai – veikė ir kituose dvaruose.
XVI-XVII amžiuje stambi patrankų liejykla veikė Valkininkuose. Ji buvo pastatyta Spenglos upės krante netoli Valkininkų, Pučkarnios kaime. Liejyklos mechanizmus suko 5 ratai. Vandens srauto jėga liejykloje buvo naudojama visiems sunkiems darbams: keldavo metalo lydinius, kaldavo patrankas, padėdavo jas keldinėti bei gludinti ir panašiai. Toje pačioje Valkininkų ginklų liejykloje, be patrankų ir sviedinių liejimo, buvo gaminamas parakas. Parako žaliavas malė specialus malūnas.
Tokios metalo liejyklos ir kalyklos kaip Rudnios ar Valkininkų buvo valstybinės, pastatytos Didžiojo Kunigaikščio žemėse. Reikalingas žaliavas joms tiekė
miestelių ir apylinkių kaimų valstiečiai bei dvarų baudžiauninkai. Šiek tiek jų buvo importuojama.
Beveik visi vandens malūnai Vilniuje buvo pastatyti prie Vilnelės (Vilnios) upės, todėl ir jos krantu nutiesta gatvė jau XVI amžiuje pavadinta Malūnų gatve. Pirma popieriaus gamykla Vilniuje taip pat buvo pastatyta prie Vilnelės. 1524m. lapkričio 16 d. raštu Žygimantas Senasis Karoliui Vernartui leido ją įrengti panaudojant vandens rato jėgą mechanizmams sukti. 1578 metais Steponas Batoras davė sutikimą Jurgiui Reineriui Kaune, Jiesios ir Vyčiaus upelių santakoje, statyti tokią gamyklą ir kirsti medžius valstybiniame miške.
Popieriaus gamyklos buvo statomos ne tik didžiuosiuose miestuose, bet ir miesteliuose bei dvaruose. Pavyzdžiui, Prienuose, prie Drobingos upelio žiočių, tokią gamyklą XVIII amžiuje pastatė Kazimieras Sapiega. Tai didžiausia XIX amžiaus pradžios popieriaus gamykla.
XVI-XVIII amžiuje Lietuvoje jų jau veikė kelios dešimtys. Vėliau jos buvo pertvarkytos į grūdų malimo malūnus, arba atvirkščiai. XIX amžiaus pirmoje pusėje Lietuvos dvaruose spragilus ėmė keisti kuliamosios, įrengtos prie malūnų, kurių pagrindinė varomoji jėga buvo vandens ratai. 1824 m. Strėvininkų dvare sukonstruota tobulesnė kuliamoji mašina, sukama vandens rato jėga. Strėvos vandens srautas sukdavo 5 m skersmens vandens ratą, krumpliaračiais sujungtą su kuliamosios ratu, kuris per minutę apsisukdavo 165 kartus.
1841 m. surašymo duomenimis, Lietuvoje tada veikė 532 vandens jėgainės (hidrojėgainės). Vėlesniais (1857-1858 m.) surašymo duomenimis, Vilniaus gubernijoje buvo 715, o Kauno – 426 hidrojėgainės, tai yra nuo 1841 m. jų padaugėjo apie pusantro karto.
Tuometinių hidrojėgainių vandens ratai buvo mediniai su horizontaliais mediniais velenais, geležimi apkaustytais galais. Ratus vandens srautas (srovė) sukdavo dvejopai: tekėdamas iš apačios arba krisdamas iš viršaus stumdavo vandens rato perimetru įtaisytas briaunotas plokšteles.
Nuo XVI amžiaus Lietuvoje plačiau buvo paplitę krintančios vandens tėkmės sukami ratai. Tokiais atvejais gaunama didesnė varomoji jėga. Tačiau, kad vandens tėkmė kristų iš viršaus, reikėjo vandens lygį pakelti aukščiau užtvankomis. Užtvankos dambos dažniausiai būdavo žemo slėgio (2-3 m aukščio), įrengiamos iš akmenų, žabų, rąstų ir kitų vietinių medžiagų. Jos paprastai buvo daromos per visą upės ar upelio vagos plotį be jokių papildomų vandens pralaidų. Vandens lygių pakėlimo aukščius reguliuodavo valstybės teisių kodeksas – Lietuvos Statutas. Hidrojėgainių pastatai būdavę mediniai su mūriniais aukštais pamatais, rečiau mūriniai.
Dėl įvairių priežasčių vėlesniu laikotarpiu vandens energija Lietuvoje buvo naudojama retai. Tik XIX amžiaus pabaigoje ir XX amžiaus pradžioje pradėtos įrenginėti pirmosios hidroturbinos. 1926 metų statistikos duomenimis, Lietuvoje tuo metu veikė 616 hidrojėgainių: malūnų, lentpjūvių, vilnų karšyklų, milo vėlyklų ir hidroelektrinių, visų jų bendra galia nesiekė 8000 AG (arklio galios), 1939 metais- 640 hidrojėgainių, jų bendra galia – 11860 AG. Karas, okupacija ir sovietmetis mažoms hidrojėgainėms padarė didžiulių nuostolių: daugelis jų buvo visiškai sugriauta, daug sunyko neremontuojamos.
Pagal 1958-1960 metais sudarytą sąrašą respublikoje veikė 329 hidrojėgainės.
SITUACIJOS ANALIZĖ
Jei reikalai klostosi nekaip, mes griebiamės praeities idealizacijos. Idealizuojame ir hidrotechniką, nors turime pačią galingiausią atominę elektrinę ir galėtume gaminti dvigubai daugiau elektros negu gaminame ar kiek jos mums dabar reikia. Tačiau taip galime daryti tik įvežtinio kuro dėka, kurio pavojingų atliekų niekas nenori priimti atgal, tad jos kaupiasi.
Mūsų vietiniai energijos šaltiniai aprūpinimo energija problemos neišspręs, tačiau pagelbėti gali.
Šiandieninė hidroenergetikos padėtis apibūdinta antroje lentelėje. Turime dvi didžiąsias ir 18 mažųjų hidroelektrinių. Kruonio hidroakumuliacinė elektrinė galingiausia šalyje. Tačiau ji, keldama vandenį į aukštutinį baseiną, suvartoja trečdaliu elektros daugiau, negu vėliau patiekia. Tad realūs elektros hidroenergijos gamintojai yra Kauno hidroelektrinė ir šiuo metu esančios 18 mažųjų hidroelektrinių.
Visų mažųjų hidroelektrinių galia 7,0, o su Kauno hidroelektrine – 107,8 tūkst. kW. Kauno hidroelektrinė kasmet gamina 250-450, vidutiniškai apie 352 mln. kWh, o 1995m. pagamino 357 mln. kWh, tai yra šiek tiek daugiau nei vidutiniškai. Visos mažosios hidroelektrinės 1995 m. pagamino 15,7 tūkst. kWh. Tuos skaičius palyginus su visa 1995 m. šalyje pagaminta elektra (13898 mln. kWh), gautume, kad visos hidroelektrinės (su Kruonio HAE) pagamino 5,4%, iš jų Kauno hidroelektrinė – 2,57%, o mažosios hidroelektrinės – 0,11% elektros.
Atlikime dar vieną palyginimą: visų hidroelektrinių (be Kruonio HAE) pagamintą 1995 m. elektros kiekį (372,7 mln. kWh) palyginkime su apskaičiuotais realiai (optimistiniais) hidroenergijos ištekliais, pateiktais pirmoje lentelėje (2647 mln. kWh). Gauname, kad šiuo metu panaudojama 14,1% realių hidroenergijos išteklių. Šiuo požiūriu hidroenergetikai plėtoti yra labai didelis rezervas.