ITAIPU – največja hidroelektrarna na svetu

Na meji med Pragvajem in Brazilijo je reka Parana. Izredno vodnata reka, ki danes s hidroelektrarno Itaipu predstavlja glavni vir električne energije v regiji in poganja (drugo?) največjo elektrarno na svetu (o dilemi, ali je res največja elektrarna preberi na koncu objave). Hidroelektrarna Itaipu se nahaja v bližini slapov Iguazu in je zato idealen dnevni izlet za obiskovalce, ki jih zanimajo inženirski dosežki in pridobivanje električne energije.

jez hidroelektrarne ITAIPU

Največja hidroelektrarna na svetu: ITAIPU

Hidroelektrarna ITAIPU

Malo zgodovine

Leta 1973 sta Brazilija in Paragvaj podpisali pogodbo o sodelovanju pri gradnji in uporabi hidroelektrarne na mejini reki Parana. Dve leti kasneje, 1975 se je začela gradnja jezu. Postopek je bil sledeč. Vzporedno z reko so sprva skopali nov kanal in celotno reko preumserili tja. Potem so postopoma zgradili jez v glavni strugi reke in predel za jezom nato popoloma izsušili. Šele nato so začeli z gradnjo hidroelektrarne. Dela so potekala 17 let, od tega so 10 let rabili samo za izkop in strukturo, 7 let pa še za instalacijo vseh tehničnih delov, turbin, rotorjev, števcev …

Elektrarno so zagnali že leta 1985, potem pa sproti še dodajali in dograjevali nekatere dele. V zagonu je tako sedaj že približno 35 let.

jez ITAIPU

Pogled z vrha jezu dol proti upravni stavbi

Konstrukcija

Jez je dolg približno 8km, 4km na vsaki strani meje in visok 196m. Ko so zajezili reko Parana, so poplavili območje v velikosti 5% Slovenije (1300km2)! Nivo reke na eni strani jeza je okoli 220m nadmorske višine, na drugi, spodnji strani jezu pa je gladina na okoli 100m nadmorske višine. Slednjo morajo tesno regulirati in lahko niha le za +/- 8m. V primeru večjih fluktuacij bi lahko povzročili poplave v spodnjem toku reke v Argentini.

spiralne stopnice jezu hidroelekrarne ITAIPU

Stopnice! V primeru, da odpove dvigalo, je treba vseh 200m višinskih metrov opraviti po stopnicah

Kadar je vode v jezu preveč, jo spušajo mimo turbin po stranskih »toboganih«. Od daleč namreč stvar deluje kot kakšna vodna drča v Termah Čatež. Seveda pa pogled od bliže pove, da je stvar neprimerljivo večja in ima, kadar so zapornice odprte, pretok 62200m3/s, kar je 40x več kot pa je pretok slapov Iguazu (in že tam je količina vode, ki pada nenormalno velika!). Videti vodo, ki pada preko teh vodnih drč je želja vsakega obiskovalca, a redki to doživijo. Midva sva hidroelektrarno obiskala konec marca in povedali so nama, da so nazadnje vodo spuščali tam čez oktobra prejšnje leto. Ravno čas od oktobra do decembra je čas, ko je vode največ in takrat so možnosti, da to doživite največje.

Jezero, ki je nastalo po postavitvi jezu, je poplavilo ogromno področje v velikosti 5% Slovenije.

Še par besed o sami konstrukciji jezu: V prerezu je statična konstrukcija jezu sestavljena iz betonskih piramid, ki so v sredini votle. Na ta način so uspeli privarčevati ogromno denarja pri materialih za gradnjo, konstrukcija pa je zaradi oblike in debeline zidu (10 – 15m) vseeno stabilna. Nad to piramido je zapornica, ki regulira dotok vode na turbino spodaj. Višina jezu je 225m nad morjem, rečno dno pa na 44m. Višina, s katere voda pada na turbino je približno 180m, turbina pa je na višini pa na višini 108m. Torej je padec vode okoli 70-80m.

Pogled na konstrukcijo jezu iz čistega dna navzgor

Kako nastane elektrika?

Čisto v grobem je postopek pridobivanja elektrike s pomočjo vodne energije po principu pretvarjanja mehanske energije v električno. V hidroelektrarnah to poteka takole: tekoča voda v reki ima sprva kinetično energijo. Ko pade preko jezu, se ta pretvori v potencialno energijo in z njo zavrti turbino spodaj. Vrtenje turbine zavrti še rotor, ta pa ustvari magnetno polje, ki po principu indukcije ustvari elektriko **. Nisem fizik, tako da upam, da razlaga zadošča.

Za Katarino se vrti os, ki povezuje turbino z rotorjem

** Prijatelj elektrotehnik Jan dodaja nekoliko bolj specifično razlago: Rotor je napajan z enosmernim virom (zunanji vir) posledično se zaradi tega okoli rotorja ustvari magnetno polje, ki izvira iz enega pola in se zaključuje na nasprotnem polu. Ker turbinska gred žene rotor se silnice vrtijo po prostoru. V bližini rotorja se nahajajo statične tuljave (stator). Zaradi principa Indukcije (Faradeyev zakon), rotirajoče magnetne silnice v statorskem navitju inducirajo električno energijo.

Faradayev zakon U= – dF/ds, kar pomeni , da je električna napetost enaka negativni spremembi pretoka magnetnega polja v spremembi časa.

 

Delitev med državama

Elektrarno si delita Brazilija in Paragvaj ,50-50. Vsaka država je investirala polovico denarja, vsaka država ima polovico vseh turbin, vsaka država dobi polovico proizvedene elektrike, vsaka država ima po enega kontrolorja, po eno vodjo izmene itd. Hidroelektrarna Itaipu ima 20 turbin, po 10 za vsako državo.

Vsaki državi pripada 10 takih cevi, ki peljejo vodo na 10 turbin

Malo bolj tehnična obrazložitev: Od pridelane električne energije, kar je 14000MW, jih vsaka država dobi 7000MW. Ker pa ima Paragvaj bistveno nižje potrebe, jih porabijo le 3000MW, ostalo pa prodajo nazaj Braziliji. Tako dejansko Brazilija dobi 11000MW. Seveda pa v primeru, da bo Paragvaj potreboval več elektrike, svoj delež lahko preprosto obdržijo zase.

Še ena zanimivost: Brazilija uporablja 60Hz frekvenco elekričnega toka, Paragvaj pa 50Hz. Zato se morajo paragvajske turbine zavrteti parkrat manj na minuto, da proizvedejo enako količino elektrike. Razlika je 92,3rpm za brazilske turbine in 90,9rpm za paragvajske. Tisto elektriko, ki jo Paragvaj prodaja Braziliji, pa morajo speljati na poseben konverter, kjer frekvenco spet spremenijo na brazilskih 60Hz.

Proizvedena elektrika v hidroelektrarni Itaipu pokriva kar 86% paragvajskih potreb in le 15% brazilskih.

Brazilski (desno) in paragvajski (levo) del nadzorne sobe

Še par zanimivosti:

Itaipu v jeziku Guarani indijancev (domorodcev na tem področju) pomeni »zvok skale« in se nanaša na zvok, ki ga reka producira, ko se zaleti v skale. Ena izmed takšnih skal je bila na mestu današnjega jezu, od tu torej poimenovanje.

Paragvaj ima vsega skupaj 3 velike in nekaj manjših hidroelektrarn in z njimi pridobiva vso elektriko zase. Torej, vsa njihova elektrika prihaja iz naravnih virov – iz izredno vodnatih rek Paragvaj (to je tudi ime reke), Parana in Acaray.

Razlaga vseh detajlov, ki jih sedaj lahko berete

In še dilema: ali je Itaipu največja ali druga največja svetovna hidroelektrarna? Do nedavnega je bila največja, brez pomislekov. Odkar pa so na Kitajskem zgradili jez Treh sotesk na reki Jangce, pa je ta kitajska hidroelektrarna največja po številu turbin. Imajo jih namreč kar 34, vendar pa vsega skupaj na letni ravni proizvedejo manj električne energije kot Itaipu. Razlog naj bi bil v tem, da pozimi reka Jangce zamrzne in takrat se proizvodnja elektrike pač ustavi, medtem ko se to v Paragvaju nikoli ne zgodi. Itaipu zato lahko obratuje celo leto brez prestanka. Torej, po količini proizvedene električne energije na letni ravni, je največja elektrarna Itaipu (14000MW)

Na dnu jezu, tu je bilo nekoč tudi dno reke. Skale so še originalne iz tistih časov

Voden ogled po hidroelektrarni – nasveti za obisk

Ogled hidroelektrarne Itaipu ponujata obe državi, torej Brazilija in Paragvaj. Razlika je v tem, da Brazilija za ogled zaračunava približno 25€ po osebi, medtem, ko je paragvajski ogled brezplačen. Zato se vam res splača čez mejo v Paragvaj na ogled.

Na voljo sta dve turi: panoramska tura in tehnična tura. Midva sva šla na obe.

Greva na tehnično turo! Čelade kažejo na resnost tega ogleda 🙂

Panoramski (turistični) ogled

Panoramska je v Paragvaju samo v španščini, v Braziliji pa menda samo v portugalščini (tako so nama povedali). Tura traja približno 1h. Začne se z ogledom 10 minutnega filma z angleškimi podnapisi, nato pa sledi avtobusni ogled hidroelektrarne. Na poti smo imeli približno 10 minutni postanek na razgledni ploščadi, ostalo pa je bila vožnja z busom in španska razlaga.

Panoramske ture so vsak dan od 8h do 14h, odhodi so vsako uro.

Tehnični obisk

Tehnična tura je veliko bolj zanimiva. Vendar pozor! Na turo se je treba prijaviti en teden vnaprej! Po emailu je treba poslati svoje podatke (ime, št. Potnega lista, poklic) in želeni dan in jezik ogleda. Link iz informacijami za prijavo je tule. Povem vam, ta tura je veliko boljša! Traja približno 3h, spet se z avtobusom pelješ do hidroelektrarne, potem pa dobiš čelado (oblečene moraš imeti dolge hlače in zaprte čevlje) in gremo peš po hidroelektrarni. Od najvšje točke jezu na višini 225m, do najnižje točke na dnu reke Parana na višini 44m. Mimogrede, dvigala v hidroelektrarni nimajo označenih nadstropij, pač pa izbereš na katero nadmorsko višino želiš iti. Tako npr. v dvigalu pritisneš na 44, kar pomeni, da greš na dno 🙂

Pred vstopov v jez ITAIPU

Videli smo tudi kontrolno sobo, kjer sedita en paragvajski in brazilski kontroler, vsak na svoji strani sobe, preko katere po sredini poteka državna meja. Dalje smo se spustili vse dol do turbine in tudi videli, kako se vrti! Pač noro! Za Roka je bilo najboljše videti tako ogromno konstrukcijo, zame pa seveda vrtenje turbine.

 

Ogled res toplo priporočava. Dajte Paragvaju priložnost, da se vam predstavi. Vsaj za en dan, ko greste na tole turo.

Čisto navdušena nad tehničnim vodstvom po ITAIPU hidroelekrarni

Preberi si še

Napiši nama svoje mnenje :)

Do NOT follow this link or you will be banned from the site!