náhled|457x457pixelů|Objemem výkopových prací je komplex Belo Monte na řece Xingú v Brazílii srovnatelný s Panamským průplavem (foto 2015) Vodní elektrárny jsou ze všech druhů zdrojů elektrické energie těmi největšími. Pro srovnání největší jaderná elektrárna, japonská Kašiwaki-Kariwa (7,965 MW, od roku 2011 pozastavena), je v seznamu zdrojů podle výkonu až na 10. místě a její výkon je přibližně třetinový oproti největší vodní elektrárně Tři soutěsky v Číně. V historii výstavby elektráren byly vodní zdroje vždy na prvním místě a patří mezi největší stavby vůbec.

Pořadí vodních elektráren podle stanoveného výkonu

Pořadí největších vodních elektráren s instalovaným výkonem přes 3 000 MW provozovaných k roku 2023: Název elektrárnyZeměŘekaUvedení do provozuInstalovaný výkon (MW)1Tři soutěsky ČínaJang-c’-ťiang2008/201222 5002BaihetanČínaŤin-ša-ťiang202216 0003ItaipúBrazílie / ParaguayParaná1984/1991, 200314 0004Si-luo-tuČínaJang-c’-ťiang201413 8605Belo MonteBrazílieXingu2016/202011 2336GuriVenezuelaCaroní1978/198610 2357Wudongde ČínaŤin-ša-ťiang2020/202110 2008TucuruíBrazílieTocantins1984, 20078 3709Grand CouleeUSAColumbia1942/19916 80910XiangjiabaČínaJang-c’-ťiang20146 44811Long-tanČínaHong-šuj2007/20096 42612Sajansko-šušenskáRuskoJenisej1985//20146 40013KrasnojarskáRuskoJenisej1967/19726 00014NuozhaduČínaMekong20145 85015Robert-BourassaKanadaLa Grande1979/19815 61616Churchill FallsKanadaChurchill1971/19745 42816TarbelaPákistánIndus1976/20184 88818Jinping-IIČínaJa-lung-ťiang20144 80019BratskáRuskoAngara1961/19664 51520Paulo AfonsoBrazílieSão Francisco1955/19834 27921LaxiwaČínaChuang-che20104 20022XiaowanČínaMekong20104 20023Usť-IlimskáRuskoAngara19803 84024JirauBrazílieMadeira2014/20163 75025Jinping-IČínaJa-lung-ťiang20143 60026FengningČína – Přečerpávací elektrárna. 2019/20213 60027Santo AntonioBrazílieMadeira2012/20163 58028Ilha SolteiraBrazílieParaná19733 44429ErtanČínaJa-lung-ťiang19993 30030PubugouČínaTa-tu-che2009/20103 30031MacaguaVenezuelaCaroní1961, 19963 167,532XingóBrazílieSão Francisco1994/19973 16233YacyretáArgentina / ParaguayParaná1994/1998, 20113 10034NurekTádžikistánVachš1972/1979, 19883 01535Bath CountyUSA – Přečerpávací elektrárna.1985, 2005/20093 00336GoupitanČínaWu-ťiang2009/20113 00037GuanyinyanČínaŤin-ša-ťiang2014/20163 00038LianghekouČínaJa-lung-ťiang2021/20223 000 Pořadí mimo první místa se může rychle měnit, jelikož ve výstavbě je několik elektráren s instalovaným výkonem vyšším než 3 000 MW. Jedná se o díla budovaná zejména v tropických oblastech, např. v Myanmaru či Etiopii.

Historie prvenství ve stanoveném výkonu První vodní díla vybudovaná za účelem výroby elektrického proudu lze vyhledávat již na konci 19. století. Jejich budování koresponduje s vývojem vodního stroje v časové ose od Peltonova kola, přes Francisovu turbínu po turbínu Kaplanovu. Prvních výkonů, přesahujících tisíce koňských sil, bylo dosaženo na březích Niagáry a od těchto míst se také začala odvíjet síť elektrického vedení na velké vzdálenosti. V období Studené války se soutěž o přední místo stala prestižním sovětsko-americkým soubojem. Od konce 20. století se soupeření odehrává mezi zeměmi tropického pásma.

Následující tabulka uvádí v přehledu výsledky soupeření od roku 1896: Trvání rekorduNázev elektrárnyInstalovaný výkon (MW)ZeměŘekaoddo18961906Adams 1, 280 USANiagara19061911Toronto95 KanadaNiagara19111913Vemork108NorskoMåna19131922Keokuk142USAMississippi19221939Sir Adam Beck I480KanadaNiagara19391949Hooverova705USAColorado19491960Grand Coulee2 280USAColumbia19601963Volžská 2 563RuskoVolha19631971Bratská4 500RuskoAngara19711983Krasnojarská6 000RuskoJenisej19831986Grand Coulee6 800USAColumbie19861989Guri10 235VenezuelaCaroní19892007Itaipú14 000Brazílie / ParaguayParaná2007trváTři soutěsky22 500ČínaJang c´tiang Podrobnější informace jsou uvedeny v následujícím přehledu: +střed|bezrámuAdamsDo vybudování Adamsovy vodní elektrárny na americkém břehu řeky Niagary vyvíjely největší „vodní elektrické silárny“ výkony do 300 koňských sil a sloužily místním zájemcům o stejnosměrný proud. Turbína švýcarského výrobce Piccard poskytovala neuvěřitelných 5 000 koňských sil. V podzemní elektrárně společnosti Niagara Falls Power Company byly zprvu takové turbíny instalovány tři. Jejich celkový počet byl nakonec ustanoven na čísle deset. Podle vzoru první elektrárny byla postavena ještě jedna a tento celek držel světové prvenství celých deset let. Od elektrárny na březích Niagarských vodopádů byl podle plánů slavného srbského vynálezce Nikoly Tesly uskutečněn první dálkový přenos elektrické energie. střed|bezrámu|alt=Toronto Power StationTorontoJako druhá na prvenství dosáhla Kanada, a to opět na břehu řeky Niagary. Elektrárna byla kopií Adamsovy stanice a voda byla odváděna přímo pod stěnu vodopádů. Vzhledem ke kratšímu odvodnímu kanálu však byl spád vyšší a účinnější bylo i jeho využití. Zatímco turbíny na americkém břehu vypouštěly vodu do prázdného prostoru, modernější verze Francisových turbín na stanici Toronto využívaly již i sacího účinku pod rotorem turbíny. Stanice pracovala až do konce 20. století bez větších provozních problémů a dodávala proud o průmyslové frekvenci 25 Hz.střed|bezrámu|alt=VemorkVemorkVýkonné elektrárny byly také budovány na vysokých spádech při nižších průtocích. Takové řešení vyžaduje menší materiálové náklady na turbíny, jejichž používání při větších rozměrech bylo v začátcích vývoje. Proto historie prvenství také patří Norsku a Peltonovu kolu. Elektrárna Vemork je známa především pro svůj historický význam z doby druhé světové války, a to přidruženou výrobou těžké vody.střed|bezrámu|alt=KeokukKeokukPřehrada na veletoku Mississippi byla při délce 1 408 m ve své době nejdelším funkčním vodním dílem na světě. Prvenství držela i ve zpracování nízkého spádu při velkém průtoku. Takováto hydrologická charakteristika dnes vede k použití Kaplanových turbín, které však v době stavby elektrárny ještě nebyly k dispozici. Vyrobená energie sloužila především k elektrifikaci povrchového metra v Saint Louis ve státě Missouri. Od elektrárny byl poprvé uskutečněn pod napětím 110 kV přenos elektrické energie na vzdálenost větší než 100 km.střed|bezrámu|alt=Sir Adam Beck IAdam Beck ITeoretický hydrodynamický výkon řeky Niagara na niagarském stupni  je zhruba 3 600 MW. To by ovšem změnilo světoznámý přírodní úkaz na šedesátimetrovou suchou stěnu. Proto elektrárny na obou březích řeky využívají jenom část vody, ale i tak se kanadská elektrárna pojmenovaná po Siru Adamu Beckovi dostala na přední místo ve výkonovém žebříčku na celých 17 let.

Odlišný osud potkal vodopády Churchill na Labradoru, když téměř veškerá voda byla odkloněna pro potřeby stejnojmenné vodní elektrárny, a Sete Quedas na řece Paraná, svého času nejmohutnější vodopády na světě, které zmizely pod hladinou přehradní nádrže vodního díla Itaipú.střed|bezrámu|alt=HooverHooverStavba velkolepé klenbové přehrady na řece Colorado udivovala celý technologický svět. Při stavbě bylo použito ve své době neobvyklé množství betonu, a tak se od zkušeností získaných na této stavbě odvíjela i náplň mezinárodní normy na provádění betonových konstrukcí, která byla výrazněji novelizována až koncem 20. století.střed|bezrámuGrand CouleeDosavadní vývoj na špičce vodního výkonu lze charakterizovat jako souboj spádu a průtoku. Americká elektrárna Grand Coulee na řece Columbia v sobě poprvé zahrnula oba faktory najednou. Průtok v řádu tisíců kubických metrů za sekundu je zde zpracováván na spádu přes sto metrů. Využití vodní energie na třetí nejvodnatější řece v USA bylo od počátku sledováno s nadšením obyvatel celé země. Slavnostní uvedení do provozu bylo symbolicky zahájeno kropením vody z konví, které v rukách držely všechny vítězky soutěží Miss jednotlivých severoamerických států. Součástí vodního díla byl i zavlažovací systém, který vyrobenou energii na místě odebíral ještě v kinetické formě. Přesto elektrický výkon představoval v soutěži vodních elektráren trojnásobný skok.

Přehrada byla budována v období podceňování technických schopností sovětského Ruska. Málokdo z tehdejších projektantů si dokázal představit, že bude později pracovat na rekonstrukci elektrárny pod politickým tlakem.střed|bezrámuVolgogradZprovoznění elektrárny na dolním toku největší evropské řeky Volhy uvedlo na výkonnostní vrchol světových elektráren nejen Sovětský svaz, ale i Kaplanovy turbíny. Zároveň začala éra souboje mezi sovětskými elektrárnami a Grand Coulee, která byla nakonec definitivně ukončena až vstupem nového protivníka do soutěže – Jižní Ameriky.střed|bezrámuBratskK uvedení Bratské vodní elektrárny do provozu došlo dva roky po letu prvního kosmonauta do vesmíru a představoval oproti americké elektrárně dvojnásobný výkonnostní skok. Větší hydroenergetický potenciál řeky Columbie oproti sibiřským veletokům na jejich horních tocích vyvolal zvýšenou intenzitu prací na rekonstrukci elektrárny Grand Coulee. Jurij Gagarin navštívil nejen fungující Bratskou elektrárnu, ale i staveniště u Krasnojarsku na řece Jenisej. Nevyhlášený prestižní souboj, připomínající „boj o vesmír“, byl odstartován již zcela zřetelně.střed|bezrámuKrasnojarskPo dostavení kolosu na řece Angara se prvenství na dlouhou dobu přestěhovalo na Sibiř. Osvědčená konstrukce tížní betonové hráze v kombinaci s osvědčenými Francisovými turbínami byla vzorem pro první přehradu na Jeniseji. Dostavení Krasnojarské vodní elektrárny potvrdilo sovětské prvenství na dalších 12 let.střed|bezrámuGrand CouleeZapojení poslední jednotky do elektrorozvodné sítě vrátilo americkou elektrárnu Grand Coulee opět na vrchol. Prvenství však trvalo již pouze tři roky. Rozumně využitelný hydroenergetický potenciál pro stavbu velkých vodních děl již byl vyčerpán jak ve Spojených státech, tak i v Rusku. O dalším umístění již bylo rozhodnuto, šlo jen o to, jestli bude dříve zprovozněna elektrárna ve Venezuele, nebo kolos na hranicích Brazílie s Paraguayí.střed|bezrámuGuríVodní elektrárna Simona Bolívara u města Guri na řece Caroní v povodí Orinoka přenesla soutěž o nejvýkonnější vodní elektrárnu na dlouhou dobu do Jižní Ameriky. Charakteristickou vlastností tohoto monumentálního díla je směrování osy přepadové vrstvy. Přepouštějící elektrárnu lze tak na snímcích snadno rozlišit od ostatních i na vzdálených záběrech.střed|bezrámuItaupúVýkonnostní hodnotu dlouhodobé sovětsko-americké soutěže převyšuje elektrárna Itaipú dvakrát, při srovnatelném spádu je průtok turbínami dvojnásobný. Řeka Paraná patří do první desítky nejvodnatějších řek světa. Silueta zalomené gravitační hráze s dlouhým, relativně plochým přepadem, jí činí nezaměnitelnou. Součástí vodního díla jsou i dříve fascinující vodopády Sete Quedas, které zmizely pod hladinou přehradní nádrže. Tyto vodopády byly jednoznačně nejmohutnějšími vodopády světa a množstvím vody převyšovaly osmkrát vodopády Iguacú. Ty však zůstaly zachovány a nachází se několik desítek kilometrů pod přehradním tělesem.střed|bezrámuTři soutěskyŽe souboj elektráren jednou ukončí třetí nejvodnatější řeka na světě Jang-c-tiang, tekoucí v hlubokých soutěskách Číny, bylo od počátku známé všem účastníkům. Šlo jen o to, kdy. To datum je dnes známo a je jím rok 2007. Potenciál řeky Jang-c’-ťiang i jiných čínských řek bude Čínu udržovat na předních pozicích ještě mnoho let. Nejvážnějším potenciálním konkurentem zůstává druhá nejvodnatější řeka světa Kongo, která na konci svého toku vytváří kaskádu Livingstonových vodopádů a která při průměrném průtoku 40 000 m³/s představuje při reliéfu toku potenciál v řádech mnoha desítek tisíc megawatů.

Odkazy Poznámky

Reference

Literatura Keller R., Gewaesser und Wasserhaushalt des Festlandes, 250 stran, TVG Leipzig, 1962 Linsley R.K., Applied hydrology, 759 str. McGraw-Hill, 1968 Hallwas, John E. Keokuk and the Great Dam. Arcadia Publishing, Chicago.2001 P.N. Nunn. 1905. The Development of the Ontario Power Company. Asheville N.C., 1905. Norman Ball. 2005. The Canadian Niagara Power Company Story. Fortis Ontario.