Voda jako energetický zdroj,
Systémy hospodaření s vodou,
Recyklace vody,
Akvakultura a Akvaponie
Tomáš Kozel
2.11.2015
Voda jako energetický zdroj – vodní
energie
Vodní energie je technicky využitelná potencionální,
kinetická nebo tepelná energie veškerého vodstva na
Zemi.
Vodní energie vzniká při koloběhu na Zemi působením
sluneční energie a gravitační síly Země
● Využívána už od starověku – splavování lodí, vorů, dřeva;
pohon strojů – mlýny, hamry, čerpadla
● Rozšíření využití – středověk zásluhou mniškých řádů
Voda jako energetický zdroj – vodní
energie
● Obnovitelný zdroj energie (...větrná, vodní, sluneční,
biomasa + energie mořského přílivu a geotermální
energie)
● Je využívána pro výrobu elektřiny.
● Pro výrobu se využívá proudění vody a tlaku, příp.
Spolupůsobení těchto veličin.
● Velké a malé vodní elektrárny
Vodní elektrárny
● Velké vodní elektrárny a malé vodní elektrárny (u nás
výkon 10 MW, v EU 5 MG)
● Podíl velkých elektráren v ČR prakticky vyčerpán
● Malé elektrárny lze stále budovat.
● Vodní elektrárny jsou u nás dominantním
obnovitelným zdrojem elektřiny.
● Tři největší – Orlík, Slapy a Lipno – vltavská kaskáda
● Malé vodní elektrárny – 500, jejich podíl není vyčerpán
X ekonomická nevýhodnost projektů a dlouhá
návratnost financí. Zlepšováno díky dotačním
projektům.
Schéma
● A - hladina přehradní nádrže
● B - budova elektrárny
● C - turbína, kolem ní rozváděcí
kolo a pod ní odtokový kanál
● D - generátor na společné
ose s turbínou
● E - česle a uzávěr
● F - přívodní kanál
● G - transformátor, napojující
elektrárnu do rozvodné sítě
● H - odtok
Výhody vodních elektráren
Energie vodních toků se počítá k obnovitelným zdrojům - nelze ji
vyčerpat. Zároveň její provoz minimálně znečišťuje okolí.
Vodní elektrárny vyžadují minimální obsluhu i údržbu a lze je ovládat
na dálku.
Malé vodní elektrárny prakticky nevytvářejí zaplavenou plochu a jsou
velice levné na provoz.
Mohou startovat během několika sekund a dispečink je tak může
používat jako špičkový zdroj k pokrytí okamžitých nároků na výrobu
elektrické energie.
Přehradní hráz dokáže zabránit i menším povodním, velké
katastrofální povodně však ovlivňuje velmi málo
Přehradní jezera mohou sloužit i pro jiné další účely, zejména pro
rekreační účely nebo jako zdroje pitné či užitkové vody čili pro
vodohospodářské účely, často bývají vhodné i pro říční rybolov
Nevýhody vodních elektráren
U přehradních nádrží značná cena a čas výstavby a nutnost zatopení
velkého území
Závislost na stabilním průtoku vody
Přehradní hráze a jezy brání běžnému lodnímu provozu na řece, je
nutno vybudovat systém plavebních komor resp. zdymadel
Přehradní hráze a vyšší jezy brání tahu ryb, je nutno vybudovat
systém cest pro ryby
Riziko havárie
Velké a malé vodní elektrárny
● Lipno ● Orlík ● Slapy
● Kořensko● Spytihněv● Dlouhé stráně
Hospodaření s vodou v krajině
Ladislav Slavík, Martin Neruda
Univerzita Jana Evangelisty Purkyně
Fakulta životního prostředí
Ústí nad Labem 2014
http://envimod.fzp.ujep.cz/sites/default/files/skripta
/42e_final_tisk.pdf
Systémy hospodaření s vodou -
oblasti
● Hydrologické údaje povrchových vod
● Meliorace. Potřeba vody pro
doplňkovou závlahu
● Hydromeliorace. Úprava zemědělských
půd odvodněním
● Hydromeliorace. Odvodňovací kanály.
● Jakos závlahové vody.
● Protierozní ochrana zemědělských
půd.
● Ekologizace úprav vodních toků.
● Malé vodní nádrže.
● Vodohospodářské nádrže.
Suché nádrže.
● Povodňové plány.
●
● Úpravy toků.
● Hrazení bystřin a strží.
● Jakost vod – klasifikace jakosti
povrchových vod.
● Pitná voda.
● Závlahové kanály
● Klimatické údaj prostorů vodních děl.
● Úpravy potoků.
● Zpřechodňvání migračních bariér
rybími přechody.
● Rybí přechody.
● Zařízení pro migraci ryb a dalších
vodních živočichů přes překážky...
Hospodaření s vodou v domácnosti
(budově)
4 principy:
● Šetření pitnou vodou
● Zajištění čištění odtékající použité vody
● Umožnění nakládání s dešťovou vodou
● Podílení se na zdržování a zpomalení odtoků
4 cíle:
● Nakládání s pitnou vodou
● Využití nepitné vody
● Čištění odpadních vod
● Nakládání s dešťovou vodou
1) Šetření pitnou vodou
● Pouze na nezbytné účely, omezit jak to jen jde
● Používání nepitné vody kde to je možné
● Šetřiče vody (např. Sprchové hadice)
● Zařízení omezující dobu čerpání
(samovypínače)
● Splachovací zařízení se samoregulací
● Úsporné pračky a myčky
● Bytové měřiče
● ...
2) Využití nepitné vody
● Mytí nádobí
● Osobní hygiena a praní prádla
● Úklid vybavení a čištění prostoru
● ...
● Dešťová voda
● Použitá voda nesmíchaná.
3) Čištění odpadních vod
Tři typy:
● Z domácnosti
● Z toalet
● Ostatní
● Úprava – odstranění znečištění a pak do
kanalizační sítě
● Odvoz speciální sběrnou službou
4) Nakládání s dešťovou vodou
● Snížení nepromokavosti/impregnace půdy
● Zvýšit pokrytí venkovního prostoru vegetací
● Naplánování kanalizační sítě pro dešťovou
vodu
● Zachycení
● Filtrace
● Akumulace
● Čerpání
Recyklace vody
Přírodní postupy:
● Usazování
● Filtrace na půdním filtru
Biologické čištění:
● Separace nerozpuštěných látek a jejich
hygienické zabezpečení.
● Biologický reaktor s membránovou separací
● Kořenové čističky
Biologický reaktor
Akvaponie
● Akvakultura: cílevědomé, plánované obhospodařování
vodních ploch s cílem docílit dlouhodobě stálých výnosů
vodní fauny a flory
● Hydroponie: pěstování rostlin bez půdy v živném roztoku
● Akvaponie = akvakultura + hydroponie: integrovaný
systém produkce potravin, který spojuje chov ryb a
pěstování rostlin bez půdy.
● Symbiotické soužití ryb, rostlin a prospěšných bakterií,
které rozkládají odpadní látky vylučované rybami a
zpřístupňují v nich obsažené živiny rostlinám
Akvaponie – 3 složky
● Ryby
● Rostliny
● Mikroorganismy
Řádek 1 Řádek 2 Řádek 3 Řádek 4
0
2
4
6
8
10
12
Sloupec 1
Sloupec 2
Sloupec 3
Výhody akvaponie
● O více než 90% menší spotřeba vody
● Až 10x vyšší produkce na jednotku plochy
● Je možné dosáhnout úplné absence umělých hnojiv
● Ekologický provoz
● Snížení potřebné práce o polovinu
● Nízký výskyt škůdců
● Použitelnost ve všech klimatických oblastech
● Vysoce modulární charakter systému
● Celoroční pěstování
● Dobře fungující v systému skleníků
Nevýhody akvaponie
● Potřeba energické energie, záložní zdroj pro pumpu a
vzduchování
● Know – how
● V některých případech třeba doplňovat živiny
● Vytápění pro zimní skleník v některých oblastech
Děkuji za pozornost!
Zdroje:
Vodní energie I.:
http://www.nazeleno.cz/obnovitelne-zdroje-energie.dic
Vodní energie II.: https://cs.wikipedia.org/wiki/Vodn%C3%AD_energie
Vodní elektrárna:
https://cs.wikipedia.org/wiki/Vodn%C3%AD_elektr%C3%A1rna
Voda v domácnosti:
http://www.enviwiki.cz/wiki/Hospoda%C5%99en%C3%AD_s_vodou_v_budov%C4%9
Systémy hospodaření s dešťovou vodou:
http://www.tzb-info.cz/1818-systemy-na-hospodareni-s-destovou-vodou-i-pro-privatniRecyklace
vody:
http://gnosis9.net/view.php?cisloclanku=2014060003
Úvod do akvaponie, Jan Richtr, Malá velká voda,klíč k soběstačnosti 1/2014