Cena Inženýrské akademie za vynikající technický projekt za rok 2017 pro FSI

Tým z Odboru fluidního inženýrství Viktora Kaplana FSI vedený prof. Pochylým získal za projekt Malá vodní elektrárna s násoskovou vírovou turbínou Cenu Inženýrské akademie za vynikající technický projekt za rok 2017. Kolektiv autorů prestižní ocenění převzal během slavnostního vyhlášení, které se konalo v úterý 27. listopadu 2017 v pražské Betlémské kapli.

Projekt, na kterém pracovali nejen výzkumní pracovníci Odboru fluidního inženýrství V. Kaplana, ale také doktorandi a studenti, představuje tři originální konstrukční koncepce vírové turbíny, jejichž výzkum probíhal v posledních 17 letech. Díky spolupráci univerzitního pracoviště s průmyslovými partnery (především společností ČEZ a.s.) bylo dovedeno originální technické řešení od myšlenky až po fungující vodní elektrárnu.

Výsledkem projektu jsou vírové turbíny, které mohou být instalovány jak v přímoproudém, tak násoskovém provedení. Vzhledem k provozním vlastnostem vírových turbín (hydraulická účinnost až 85% a vyšší průtočnost, tedy vyšší výkon) jsou předurčeny k využití ve většině říčních toků již od spádu 1m.

Vyvrcholením projektu je malá vodní elektrárna v lokalitě Želina, která byla uvedena do provozu 1. července 2016. Pracuje na principu násoskové varianty vírové turbíny. Jedná se o světovou premiéru této koncepce nízkonákladové vírové turbíny, která je určena pro říční elektrárny. Právě tento projekt (násosková varianta vírové turbíny) získal prestižní ocenění Inženýrské akademie za rok 2017.

Díky projektu vírových turbín je malým investorům dán podnět pro širší využití těchto turbín vzhledem k nízkým výrobním nákladům, jednoduchosti a velkému výkonu pro daný spád a průtok říčním korytem.

Z historie projektu vírových turbín na FSI
V roce 2008 byla vírová turbína oceněna Čestným uznáním Inženýrské akademie. Jde o zcela nový typ turbíny, patentovaný v ČR, 100 let po vynálezu Viktora Kaplana. Turbína je založena na opačném principu než všechny dosud známé typy turbín. Její výhodou je jednoduchost a nízké investiční náklady, takže je vhodná zejména pro malé investory. Výzkum vírových turbín dále pokračoval s podporami grantových agentur ČR i firem (Elzaco s.r.o., ČEZ, a.s.)

Postupně byly vyvinuty nové varianty vírových turbín:

- Vírová turbína s možností natáčení lopatek. Turbína umožňuje pracovat v optimálním bodě charakteristiky i při kolísání spádu a průtoku.

- Dvoustupňová vírová turbína pro vyšší spády. Turbína má dva generátory a dvě protiběžně orientovaná oběžná kola, z nichž jedno pracuje na vířivém a druhé na Kaplanově principu. Turbína je velmi odolná vůči kavitaci a je vhodná pro vyšší spády. Jedná se o světovou premiéru tohoto provedení.

- Násosková varianta vírové turbíny pro využití energetických potenciálů jezů. Princip využívá skutečnosti, že vlastní turbína je bez rozvaděče. Je tvořena pouze oběžným kolem, hřídelí a generátorem. Turbína je samoobslužná. Hydraulická část je navržena tak, aby stroj při startu pracoval jako čerpadlo, při synchronních provozních otáčkách. Tím dojde k zahlcení násosky vodou a stroj se automaticky převede do generátorového (tj. turbínového) režimu. Zastavení stroje je jednoduché, probíhá opět automaticky, pomocí zavzdušňovacího ventilu umístěného v nejvyšším bodě převodního kolena. Násoskové uspořádání nevyžaduje strojovnu, stavební náklady jsou tedy minimální. Tato koncepce umožňuje převést vodu přes jez s optimálním využitím energie při minimálních finančních investicích.
Licence jedné varianty násoskové vírové turbíny byla již předána investoru do Indie (firma Abhitech Energycon). Na principu násoskové varianty vírové turbíny byl realizován projekt malé vodní elektrárny v lokalitě Želina.