vandkraftværk

Vandkraftværk, anlæg til produktion af elektricitet, hvor man udnytter en faldhøjde (potentiel energi) af en vandmasse til at drive en vandturbine, som er koblet til en generator. Den effekt, en faldende vandmasse kan yde, er direkte proportional med faldhøjden og vandføringen, dvs. vandmængden pr. sekund. En faldhøjde på 1 m og en vandføring på 1 m³/s giver således teoretisk en effekt på 9,8 kW. Den udnyttelige effekt findes da ved at gange med anlæggets virkningsgrad, som normalt er 80-90%.

Vandkraftværker anlægges ved floder eller elve; en undtagelse er pumpekraftværker, der kan anlægges mellem to søer i forskellig højde. Man skelner mellem højtrykskraftværker, som har en faldhøjde over 20 m, og lavtrykskraftværker med en faldhøjde under 20 m. Kraftværker med en maksimaleffekt på 1500 og 100 kW kaldes hhv. mini- og mikrovandkraftværker. Ved vandkraftværker bygges oftest dæmninger til etablering af et vandreservoir (vandmagasin) eller stemmeværker til mindre opstuvning af vandet. Vandturbinerne anbringes lavest muligt ved foden af dæmning eller stemmeværk.

Højtrykskraftværker placeres i floders øvre løb, hvor de naturlige fald er størst, og vandføringsvariationerne store. For at sikre en jævn vandtilførsel til turbinerne etableres der normalt en høj spærredæmning tværs over en dal, således at der etableres et reservoir bag dæmningen, hvis højde bestemmer faldhøjden. Ofte anlægges højtrykskraftværker med omløb, dvs. at vandet ledes fra et højtliggende reservoir i bjergterræn igennem fjeldet i udsprængte tunneler og ned ad bjergsiderne i trykrør af stål til turbinerne i dalen; herved opnås meget store faldhøjder med ringe gnidningsmodstand.

I systemet indgår ventiler til at regulere og afbryde vandtilførslen, og der indrettes udligningsbeholdere for at dæmpe de trykstød, som opstår i ledningerne, når vandtilførslen reguleres.

Lavtrykskraftværker placeres i floders nedre løb, hvor vandføringen er stor og med små variationer, som overflødiggør regulering vha. vandreservoirer. Kraftværkerne sammenbygges med en mindre dæmning eller et stemmeværk, som sørger for opstuvning af vandet. Ofte sammenbygges kraftværkerne med skibsfartssluser som led i en kanalisering. Pga. den begrænsede faldhøjde er det af særlig betydning at udforme vandindtag og vandafløbsrør strømlinjede, således at energitabet minimeres. Foran indtaget placeres riste, som forhindrer is og flydende tømmer i at nå turbinerne. For at muliggøre eftersyn og reparation af turbinerne placeres stigbord ved indtag og afløbsrør, således at vandet i anlægget kan tømmes ud.

Vandreservoirer har til formål at regulere og udjævne vandtilførslen til vandkraftværker, idet den naturlige tilstrømning fra floder varierer både med årstiden og fra år til år. Når tilstrømningen er større end vandforbruget i kraftværket, fordampningen og udsivningen, stiger vandspejlet, og magasinvolumenet øges. I tørre perioder, hvor der bruges mere vand, end der naturligt strømmer til, tæres der på det opmagasinerede vand, hvorved vandstanden i reservoiret falder.

De fleste magasiner er indrettet til at kunne gemme vand fra vandrige årstider til vandfattige årstider. Man taler da om årsregulering. Råder man over magasiner, som er store nok til at rumme vand fra vandrige til vandfattige år, er der tale om overregulering.