MAŁE ELEKTROWNIE WODNE

Kaskada rzeki Raduni

dr inż. Paweł Zawadzki

UNIWERSYTET PRZYRODNICZY W POZNANIUWYDZIAŁ MELIORACJI I INŻYNIERII ŚRODOWISKAKATEDRA INŻYNIERII WODNEJ I SANITARNEJ

Charakterystyka zlewni

Rzeka Radunia wypływa z zespołu malowniczych jezior Wyżyny Kaszubskiej o łącznej powierzchni ok. 22 km2, położonych pomiędzy Kościerzyną a Kartuzami. Ujście rzeki do Motławy – lewobrzeżnego dopływu rz. Wisły znajduje się nieopodal m. Pruszcz Gdański. Całkowita długość rzeki wynosi ok. 105 km, powierzchnia zlewni 837 km2, zaś spad 162 m.

Charakterystyka zlewni

Radunia ma cechy rzeki o charakterze podgórskim, m.in. spadek sięgający 6,80‰ w Przełomie Babidolskim.

Charakterystyka zlewni

Początki wykorzystania energetycznego rzeki  sięgają XIV wieku kiedy to oliwscy cystersi pobudowali młyn w okolicy Żukowa. W tym samym stuleciu Krzyżacy wybudowali w Gdańsku „Wielkie Młyny” a dla doprowadzenia do nich wody  i uzyskania niezbędnego spadu wykorzystali istniejący od 1338 r.  kanał lateralny o długości 13 km. wykonany dla napełniania fosy obronnej miasta.  

Charakterystyka zlewni

W XXw. (lata  1910 – 1937) zbudowano na Raduni osiem elektrowni wodnych o łącznej mocy ok. 14 MW. Łączny spad wykorzystany przez te elektrownie wynosi 120 m co stanowi ponad 60% całkowitego spadku rzeki. Jeziora w górnym biegu rzeki, których poziom można regulować za pomocą trzech jazów umożliwiają magazynowanie wody (do 10 x 106 m3 ) w okresie zwiększonych dopływów i racjonalne jej wykorzystanie w pozostałych okresach.

Profil podłużny

http://www.imgw.pl/wl/internet/otkz/elektr_w/male_ew/rz_radunia/schemat.htm

Elektrownie wodne w kaskadzie Raduni

• Rutki 440 kW • Łapino 2 294 kW • Bielkowo 7 200 kW • Straszyn 2 450 kW • Prędzieszyn 872 kW • Kuźnice 785 kW • Juszkowo 232 kW • Pruszcz 100 kW

Profil podłużny

EW Rutki (moc 440 kW, spad 12.2 m)

Najwyżej położona, w km 51.0 rz. Raduni. Wybudowana w 1910 r.

W skład hydrowęzła Rutki wchodzą:• zapora ziemna (dług. 78 m, wys. 12 m) uszczelniona

ekranem gliniastym • kanał i sztolnia doprowadzające wodę (łączna długość

154 m) • przelew burzowy ze spustem dennym zamykany zasuwą

płaską drewnianą • kanał burzowy z kaskadami o długości 230 m • kanał odpływowy dług. 300 m • budynek elektrowni (część podziemna z betonu

dozbrajanego)

EW Rutki

Elektrownia wyposażona jest w 2 turbozespoły o charakterystyce:Turbina typu Francis bliźniaczy w komorze otwartej, z wałem poziomym.Wytwórca – f-ma Voith. Moc 224 kW; 300 obr./min; przełyk 3.00 m3/s.Generator typu synchronicznego. Wytwórca – Siemens Schuckert. Napięcie 8.0kV.Śr. roczna produkcja elektrowni wynosi 2.3x106 kWh.

EW Rutki

http://www.imgw.pl/internet/otkz/elektr_w/male_ew/rz_radunia/rutki.htm

EW Łapino (moc 2294 kW, spad 13.8m)

Zlokalizowana na 34+800km rz. Raduni, poniżej el. Rutki jest najwyżej położoną z siedmiu elektrowni wodnych tworzących tzw. „kaskadę Raduni”.

Wybudowana w latach 1925-1927.• W skład hydrowęzła Łapino wchodzą: • zapora ziemna (dług. 552 m, wys. 13,8 m) uszczelniona

ekranem gliniastym • zbiornik o pojemności energetycznej 0.53 x 106  m3 • jaz burzowy z zamknięciem segmentowym o świetle 10 m

i kaskadą

EW Łapino

• spust denny w postaci sztolni żelbetowej o przekroju eliptycznym dług. 58 m z podwójnymi zamknięciami na wlocie

• kanał odprowadzający wodę ze sztolni spustu dług. 130 m • kanał odpływowy z elektrowni i jazu burzowego dług.

172 m • żelbetowy rurociąg doprowadzający wodę z ujęcia w

korpusie zapory do elektrowni Ø 3.60 m, przechodzący w obrębie budynku w stalowy, spawany (pierwszy na ziemiach polskich rurociąg spawany elektrycznie)

• budynek elektrowni

EW Łapino

Na szczególną uwagę zasługuje rozwiązanie techniczne podnoszenia zamknięcia jazu burzowego.

Jest to zamknięcie typu segmentowego o konstrukcji stalowej wys. 2.20 m z klapą lodową. Segment  podnosi się automatycznie przy podniesieniu poziomu wody w zbiorniku elektrowni powyżej dozwolonej rzędnej, przez wykorzystanie siły wyporu wody działającej na pływaki umieszczone w komorach w przyczółkach jazu. Po obniżeniu się poziomu wody segment wraca samoczynnie do pierwotnego położenia dzięki betonowym przeciwwagom umieszczonym na końcach ramion segmentu. Jest to unikatowe rozwiązanie w skali kraju.

EW Łapino

Elektrownia Łapino wyposażona jest w 2 turbozespoły o charakterystyce:Turbina: typu  Francis bliźniaczy w układzie poziomym w spirali stalowej. Wytwórca – f-ma Schichau. Moc 1147 kW; 250 obr/min; przełyk 11.0 m3/sGenerator typu synchronicznego z hamulcem. Wytwórca – f-ma AEG. Napięcie 6.3 kV.Śr. roczna produkcja elektrowni wynosi 4.19x106 kWh.

EW Łapino

http://www.imgw.pl/internet/otkz/elektr_w/male_ew/rz_radunia/lapino.htm

EW Bielkowo ( moc 7200kW, spad 44.8 m)

Zlokalizowana w 26,5 kilometrze rzeki, pomiędzy stopniami energetycznymi Straszyn i Łapino. Znaczną wysokość spadu uzyskano dzięki kanałowi derywacyjnemu i systemowi 2 zbiorników.

Pierwszy z nich powstał poprzez spiętrzenie rzeki jazem w Kolbudach. Jego pojemność nie została pomierzona. Wiadomo natomiast, że jest ona niewielka i nie pełni funkcji retencyjnej.

Drugi, o pojemności 2,207 mln m3, wykonano wykorzystując naturalne obniżenie terenowe dochodzące do górnej krawędzi doliny rzeki, częściowo je obudowując zaporami bocznymi. Elektrownię wybudowano w latach 1923 - 1925.

EW Bielkowo

W skład obiektów umożliwiających energetyczne wykorzystanie rzeki wchodzą:

• jaz w Kolbudach piętrzący wodę i kierujący ją do kanału derywacyjnego

• kanał derywacyjny długości 1 320 m, w tym około 1 100 m w nasypie,  zamykany na końcu dwuprzęsłowym jazem

• zbiornik retencyjny z zaporami bocznymi o łącznej długości około 1 560 m

• ujęcie wody i betonowy rurociąg zakończony cylindryczną komorą kompensacyjną, redukującą przyrost ciśnienia w rurociągu przypadku nagłego wyłączenia elektrowni

EW Bielkowo

• stalowy rurociąg energetyczny

• budynek elektrowni z wyposażeniem technologicznym

• kanał zrzutowy łączący dolne stanowisko elektrowni z korytem rzeki

Elektrownię wyposażono w trzy dwustrumieniowe turbiny Francisa wyprodukowane przez firmę Voith w latach 1924÷1925, napędzające generatory synchroniczne firmy Siemens

EW Bielkowo

http://www.imgw.pl/internet/otkz/elektr_w/male_ew/rz_radunia/bielkowo.htm

EW Straszyn ( moc 2450 kW, spad 14.9 m)

Zlokalizowana na km 23+500 rz. Raduni, poniżej elektrowni Bielkowo jest trzecią z kolei (po Łapinie i Bielkowie) z siedmiu elektrowni wodnych tworzących tzw. „kaskadę Raduni”. Elektrownię uruchomiono w 1910 r. jako pierwszą na Raduni a w 1937r rozbudowano o dodatkowy turbozespół.

EW Straszyn

W skład hydrowęzła Straszyn wchodzą:• zapora ziemna (dług. 260 m, wys. 17.0 m)

uszczelniona ekranem gliniastym • zbiornik o pojemności energetycznej 1.3x106  m3

(największy ze zbiorników kaskady) stanowiący jednocześnie źródło wody pitnej dla m. Gdańsk

• przelew burzowy stały o szerokości w świetle progu 45.0 m z kanałem i kaskadą

• budynek elektrowni • spust denny w postaci rurociągu stalowego Ø 1.5 m,

nitowanego ułożonego w betonowej sztolni

EW Straszyn

• rurociągi żelbetowe przechodzące przez korpus zapory i doprowadzające wodę  o średnicy 1.8 m (do turbin z 1910 r) oraz 2.3 m (do turbiny z 1937 r)

• kanały odpływowe odprowadzające wodę z turbin, spustu dennego oraz kaskady kanału burzowego.

EW Straszyn

Wyposażenie elektrowni Straszyn stanowią:• 2 turbiny Francisa kotłowe z wałem poziomym wykonane

przez f-mę Voith o mocy 563 i 752 kW oraz przełyku odpowiednio 5.5 i 8.0 m3/s

• turbina śmigłowa (z 1937 r) z wałem pionowym, również f-my Voith o mocy 1 096 kW i przełyku 10.5 m3/s

• generatory synchroniczne f- my Siemens o napięciu 8.3 kV (dla turbin Francisa) i 3.15 kV (dla turb. śmigłowej).

• średnia roczna produkcja elektrowni wynosi 4.8 x106 kWh.

EW Straszyn

http://www.imgw.pl/internet/otkz/elektr_w/male_ew/rz_radunia/straszyn.htm

Kaskada Raduni:http://www.imgw.pl/internet/otkz/elektr_w/male_ew/rz_radunia/rz_radunia.htm

Profil podłużny Raduni:http://www.imgw.pl/wl/internet/otkz/elektr_w/male_ew/rz_radunia/schemat.htmTowarzystwo Elektrowni Wodnychhttp://www.tew.pl/index.php?option=com_content&task=view&id=56&Itemid=81

http://pl.wikipedia.org/wiki/Radunia_(rzeka)http://alicja.borzyszkowska.webpark.pl/elektrownie.html

Artykuły:Szlakiem elektrowni wodnych Raduni – przewodnik kajakowy.http://www.pruszczgdanski.pl/templates/gminapruszcz_pl/_magazyn/2010_02/broszura.pdf

Kaskada Raduni i Wierzycyhttp://www.trmew.pl/uploaded/publikacje/normal/1161641617_kaskada_raduni_i_wiezycy.pdf