Vltavská kaskáda – dílo, které za poslední století nejvíce změní tvářnost Čech
Vážská kaskáda energetickou páteří nového zprůmyslněného Slovenska
Elektřina určuje vyspělost našeho socialistického hospodářství. V roce 1960 budeme vyrábět šestkrát tolik elektřiny než před druhou světovou válkou. XI. sjezd KSČ stanovil: v roce 1965 chceme dosáhnout 38 miliard kilowatthodin elektřiny oproti 4 miliardám v roce 1938. Dovršení socialismu znamená pro naši republiku desetkrát víc elektřiny, než znalo kapitalistické Československo. Velké úkoly připadají na využití vodní energie. Naše vodní toky nabudou nového hospodářského významu a také nové krásy.
Mnohé vodní elektrárny budujeme jako díla víceúčelová, která ve svých nádržích vytvářejí velké zásoby vody pro stále rostoucí potřeby obyvatelstva, průmyslu, zemědělství, pro plavbu i rybářství. Na březích nových umělých jezer jsou příznivé podmínky pro oddych a osvěžení pracujících.
K využití vodní energie stačí velmi málo pracovníků. Voda přitéká k vodní elektrárně sama bez vynaložení lidského úsilí, její množství se nevyčerpá, jako je to například s uhlím, nýbrž věčně se obnovuje plynulým koloběhem vody v přírodě. Ani odpad vody od elektrárny nepůsobí nijak rušivě na okolní krajinu.
A konečně vlastní proces přeměny vodní energie na elektřinu je velmi jednoduchý a přitom vysoce účinný. Celková účinnost přeměny surové vodní energie na zušlechtěnou energii – elektřinu – přesahuje 80 %. Je to ze všech dosud známých procesů přeměny surové energie na energii zušlechtěnou proces nejúčinnější, který přitom prakticky velmi dobře ovládáme.
Parní elektrárny naproti tomu mají v průměru účinnosti přeměny energie z uhlí je asi 22 % a nejmodernější konstrukce kolem 30 %, maximálně 38 %. Ostatní přichází nazmar.
Výstavbou vodních elektráren poskytujeme našemu národnímu hospodářství díla trvalé hodnoty, která jsou již dnes vysoce efektivní, neboť se jejich vyšší investiční náklady proti tepelným elektrárnám zaplatí z úspor na provozních nákladech již v několika letech. Kromě toho se vodní energetická díla dají dobře automatizovat. Vodní elektrárny jsou vlastně automatickými doly na bílé uhlí, které nám podle dnešního stavu techniky a našich znalostí mohou prakticky natrvalo ušetřit palivo, potřebné každoročně na výrobu elektřiny ve výši 10 až 12 miliard kWh.
Z uvedeného je patrno, že vodní energie je cenným zdrojem energie pro stále rostoucí elektrárenský systém. Je jen třeba litovat, že naše bohatství vodní energie není větší než 10 až 12 miliard kWh, takže nám ani při plném využití už zdaleka nepostačí uhradit naši celkovou budoucí potřebu elektřiny. K tomu však již nepostačí ani výroba elektřiny z parních elektráren obvyklého typu na domácí palivo. Bude tedy nezbytností budovat intenzívně i jiné tepelné zdroje elektřiny, a to elektrárny atomové a plynové.
S ohledem na rozsah našich surovinových energetických základen je naléhavým úkolem, abychom účelnou koncepcí výstavby vodních elektráren a prozívaným plánováním parametrů vodních elektráren mohli i nadále zracionalizovat provoz spolupracujících energetických zdrojů a tím abychom z vodních elektráren vytvořili významnou výrobní a výkonovou složku v našem elektrárenství i pro budoucno.
Dalšího zracionalizování provozu tepelných elektráren se dá dosáhnout i přičleněním přečerpacích vodních elektráren, která zároveň mohou svým rozsahem aktivního a čerpacího výkonu účinně přispět i k regulaci rozpětí výkonů elektrárenského systému.
Vidíme velkou důležitost velkorysého budování našich hospodárných zdrojů vodní energie. Pociťujeme to tím spíše, že s rozvojem energetiky a národního hospodářství současně stoupá i potřeba vody ve všech oblastech hospodářského života. Výstavbou vodních energetických děl, spojených namnoze s velkými přehradami, řešíme tyto naléhavé úkoly současně.
Obr. Soutok Vltavy s Otavou pod Zvíkovem
Jak postupovalo budování vodních děl
Technické předpoklady pro systematické využití vodní energie byly vytvořeny již koncem 19. století, kdy byl vynalezen a prakticky realizován dálkový přenos elektřiny. Od té doby je zde dána možnost využit hospodárně i takových energetických zdrojů, které jsou, jako např. vodní elektrárny, často odlehlé od místa konzumu elektřiny. Při roztříštěnosti kapitalistického podnikání se však tento skvělý vynález nedal všude plně uplatnit.
Tak i u nás byly vytvořeny příznivé podmínky pro systematické a velkorysé využití vodní energie vlastně teprve po osvobození v roce 1945 změnou společenského řádu, který znárodnil veškeré energetické zdroje a začlenil je do jednotného elektrárenského systému.
V první polovici tohoto století docházelo k vybudování velkého počtu malých vodních elektráren, převážně průtočných. Již předtím ovšem bylo na našem území vybudováno pro potřebu nejrůznějších průmyslových závodů velké množství drobných vodních děl často neelektrických, někdy i jen s primitivními vodními koly, takže ještě v roce 1930 bylo na našem území celkem 15 638 vodních děl s nepatrným celkovým výkonem 318 722 KS, tj. 238 MW.
Větších vodních elektráren s výkonem nad 10 MW bylo u nás do roku 1938 vybudováno jen pět, a to Vyšší Brod a Vrané na Vltavě, Střekov na Labi, Vranov nad Dyjí a Ladce na Váhu.
ČSR si vysloužila v tu dobu, např. v Itálii, název země, která má trpasličí elektrárny (elettrica piccola).
Rozvoj využití vodní energie byl brzděn jednak daní z vodní síly a jednak snahou majitelů dolů nepřipustit nežádoucího konkurenta, který by zmenšoval odbyt uhlí.
Rozhodným nástupem k soustavné výstavbě vodních elektráren, zejména špičkových, se stal rok 1951, kdy bylo usnesením ÚV KSČ uloženo, aby se podíl výroby elektřiny z vodní energie zvýšil z 10 % v roce 1950 na 15 % do konce roku 1955.
Byl to velký úkol. V roce 1955, kdy bylo vyrobeno 1930 GWh, tj. o 916 GWh více než v roce 1953, bylo dosaženo však jenom 12,9% podílu na celkové výrobě elektřiny místo stanovených 15 %, hlavně pro pomalý postup výstavby nových vodních elektráren.
V roce 1957 vzrostl instalovaný výkon vodních elektráren na 734 MW a průměrná roční výrobní kapacita dosáhla přes 2300 GWh. Do roku 1960 má instalovaný výkon vodních elektráren vzrůst na 980 MW a výrobní kapacita v průměrně vodném roce má přesáhnout 2¾ miliardy kWh.
Přitom se však již budou dokončovat velké špičkové vodní elektrárny, takže asi již v roce 1963 dosáhne instalovaný výkon vodních elektráren téměř 1600 MW, při čemž roční průměrná výrobní kapacita se zvětší na 3660 GWh.
Díky tomu, že parametry vodních elektráren byly prozíravě plánovány do elektrárenského systému 50 miliard kWh, je záruka, že v roce 1962 bude veškerá špičková energie elektrárenského systému ministerstva energetiky plně uhrazena z vodní energie.
To je zásadní rozdíl proti dřívějšímu stavu, kdy se parametry nových vodních energetických děl určovaly jen podle krátkodobých potřeb malých zásobovaných oblastí, bez ohledu na budoucí potřebu. Výstavbu drobných vodních elektráren místního významu s malými výkony jsme opustili a přistoupili jsme podle vzoru SSSR k výstavbě velkých vodních energetických děl.
Bezprostředně po roce 1960 se dokončí dnes rozestavěná vodní energetická díla, zejména Orlík s Kamýkem a na Slovensku kaskáda Hričov-Mikšová-Povážská Bystrica, takže asi v roce 1963 dosáhne souhrn našich vodních elektráren již dříve uvedené roční průměrné výroby elektřiny 3660 GWh při instalovaném výkonu téměř 1600 MW.
Do konce roku 1965, kdy již bude pravděpodobně uvedena do provozu též I. etapa vodního díla na Dunaji, stoupne instalovaný výkon vodních elektráren asi na 1800 MW a roční výroba elektřiny již na 4500 GWh. Tak dosáhneme asi 45% využití naší hospodárně využitelné vodní energie, počítáme-li s dolní mezí 10 miliard kWh ročně.
Z toho je zřejmo, že ještě po roce 1965 nás čeká úkol více než zdvojnásobit výrobu elektřiny i výkon z vodních elektráren v ČSR. Do konce roku 1975 splníme s ohledem na možnosti našeho stavebnictví a podle finančních možností pravděpodobně větší část tohoto úkolu.
Při soustředění výstavby v letech 1961 až 1975 hlavně na Vltavu, dolní Labe, Váh a Dunaj, popřípadě na Dyji, Hornád, Hron, Poprad jsme s to vybudovat během uvedených 15 let asi 35 vodních energetických děl, počítaje v to i dnes rozestavěná vodní díla, a dosáhnout ve vodních elektrárnách v roce 1975 celkové výroby elektřiny ve výši 7,5 až 8 miliard kWh při instalovaném výkonu kolem 3100 MW.
Tím bychom dosáhli na Vltavě a dolním Labi asi 80% možného energetického využití, na Váhu asi 90% a na Dunaji asi 80%.
Při tom získáme 2200 až 2500 miliónů m3 nového nádržního prostoru, podstatně zregulujeme odtoky na Vltavě, dolním Labi a na Váhu, zvětšíme ochranu proti povodním na těchto tocích, zlepšíme čistotu vody a získáme vodu pro zásobování obyvatelstva, průmyslu a zemědělství. Také plavba na Vltavě a dolním Labi se zlepší a na Váhu zjednáme podmínky pro splavnění Váhu do Žiliny.
Rovněž plavba na Dunaji v čs. úseku Dunaje se podstatně zlepší a získá se voda pro závlahy úrodného Žitného ostrova.
Z energetického hlediska je důležité, že se spoluprací s vodními elektrárnami prodlouží doba využití pohotového výkonu parních elektráren a uspoří se v období od roku 1961 do roku 1975 asi dnešní dvouletá těžba paliv v ČSR.
Účinek zásahu vodních elektráren do spolupráce v jednotném elektrárenském systému ČSR je možno ještě zvýšit, doplníme-li výstavbu atomových elektráren přečerpacími vodními elektrárnami. Tyto přečerpací elektrárny přemění přebytečnou noční energii atomových elektráren na kvalitní denní energii s pozoruhodným špičkovým výkonem.
Rámcově nyní vytváříme dvě hlavní hydroenergetické páteře v ČSR: Vltavskou kaskádu a Vážskou kaskádu.
Vltava
je největším přítokem Labe na našem území. Pramení na Šumavě pod Černou horou ve výši 1172 m n. m. Její tok až k ústí do Labe u Mělníka je dlouhý 440 km a má povodí přes 28 000 km2, takže sbírá vodu z plochy větší, než je polovina plochy Čech.
Kóta hladiny Vltavy při jejím ústí do Labe je 166 m n. m. Celkový spád Vltavy činí tedy přes 1000 m. Vltavská kaskáda zahrnuje úsek Vltavy od Želnavy až po ústí do Labe a využívá spádu celkem 571 m.
Z toho nejdůležitější část Vltavské kaskády je v úseku od Lipna po Vrané, kde jsou vhodná místa pro vybudování velkých vodních nádrží. Některé z nich jsou již v provozu, některé se budují, popřípadě projektují.
Rozdělení stupňů na tomto úseku Vltavy bude toto: Lipno, Český Krumlov, Rájov, Dívčí Kámen, Hněvkovice, Orlík, Kamýk, Slapy, Štěchovice, Vrané.
Z nich čtyři jsou velké nádrže – Lipno, Český Krumlov, Orlík, Slapy – další čtyři jsou menší nádrže – Rájov, Dívčí Kámen, Hněvkovice a Štěchovice a konečně podle potřeby jsou pod nádržemi i vyrovnávací stupně.
Nad peřejemi Čertovy stěny je poměrně nízkou sypanou zemní hrází Lipno zadrženo v náhorní rovině horní Vltavy něco přes 300 miliónů m3 vody. Zatopená plocha tohoto nově vytvořeného Šumavského jezera měří 4580 ha, při čemž délka vzduté Vltavy dosahuje 44 km proti proudu k Želnavě.
Přehrada u Lipna uzavírá povodí o ploše 950 km2. Průměrně odtéká Vltavou v tomto profilu asi 14 m3/s.
Užitková zásoba vody v lipenské nádrži činí asi 250 mil. m3 vody, stálá zásoba asi 24 mil. m3 a zbytek je určen jako prostor ochranný k zachycení velkých vod.
Regulační schopnost tohoto nádržního prostoru je víceletá, to znamená, že průtoky několika i po sobě jdoucích suchých let se dají zlepšit z přítoků ve vodných letech.
Tato velká zásoba vody je využita v podzemní elektrárně Lipno, z níž voda dále odtéká podzemním tunelem 3,6 km dlouhým pod Čertovou stěnou do původního koryta Vltavy u Vyššího Brodu. V podzemní elektrárně jsou dvě svislá soustrojí s Francisovými turbinami, každé o výkonu 60 MW v jednotce. Jsou to naše dosud nejvýkonnější energetická soustrojí v ČSR. Ročně se zde vyrobí asi 150 GWh na spádu asi 160 m při instalovaném výkonu 120 MW.
Špičkové odtoky 92 m3/s z podzemní elektrárny vyrovná malý stupeň pod Lipnem, kde se průtoků využívá v jednom soustrojí s Kaplanovou turbinou o výkonu 1,6 MW a výrobě 6 GWh.
Spád hlavní elektrárny Lipno kolísá jen o 6 %, takže její zaručený výkon se velmi málo liší od instalovaného výkonu. Tato elektrárna je vhodně přirovnávána k chrtu pod Čertovou stěnou, číhajícímu na špičkové zatížení v elektrárenském systému.
Značná regulace odtoku z Lipna se uplatní i na všech vodních elektrárnách pod Lipnem až k výtoku Labe z Čech, neboť zvětší jejich výrobu elektřiny a zaručený výkon. Pro období energetické tísně je upraven manipulační řád tak, že největší přidávání vody se děje v době zimní.
Pozdějším zvýšením vzdutí nádrže Lipna o 2 m bude možno zvětšit nádržní prostor o dalších 100 miliónů m3, což přinese další velké ekonomické klady na Vltavské kaskádě, počínaje Lipnem, zejména další zvětšení zimní energie.
Pod Lipnem je na délku něco přes 100 km spád asi 200 m, kterého je v kotlině českobudějovické již částečně využito několika menšími vodními díly. Zbytku spádu se v budoucnu využije ve 4 stupních, a to u Krumlova ve spojení s velkou nádrží, dále v Rájově a v Dívčím Kameni ve spojení s menšími nádržemi a v plavebním stupni u Hněvkovic.
Na těchto dílech se dá získat roční výroba elektřiny něco přes 200 miliónů kWh při instalovaném výkonu kolem 200 MW. Na studiích těchto stupňů se pracuje.
Nejvýznamnějším stupněm Vltavské kaskády je Orlík s Kamýkem. Přitom bude Orlík naším největším vodním dílem v ČSR vůbec. Nádržní prostor Orlíka zabere 70 km trati Vltavy, a to od Orlických Zlákovic do Týna nad Vltavou, na Otavě až k Písku a na Lužnici do Bechyně. Zatopená plocha bude měřit 2600 ha a nádržní prostor dosáhne 720 miliónů m3. Z celkového obsahu je vymezeno 440 miliónů m3 na regulaci odtoků a 280 miliónů m3 vody bude stálá zásoba. S pomocí tohoto užitkového prostoru je možno vydatně regulovat odtoky a soustředit je z větší části na zimní období, pokud potrvá napjatost v energetickém zásobování. Přehrada ovládá povodí přes 12 000 km2 s průměrným odtokovým množstvím 83 m3/s. Průtoků se energeticky využije v elektrárně, přičleněné u paty hráze, a to ve 4 svislých soustrojích s Kaplanovými turbinami o hltnosti 150 m3/s. Instalovaný výkon elektrárny Orlík dosáhne 376 MW a roční průměrná výroba elektřiny asi 400 GWh.
Jednotkový výkon soustrojí Orlíka o velikosti 94 MW bude patrně naším nejvýkonnějším hydroenergetickým soustrojím v ČSR vůbec.
Na rozdíl od Lipna může zde kolísat hladina vody o 24 m (tj. asi o 1/3 spádu). Při tak rozsáhlém kolísání spádu se ukázalo výhodným použít nového typu desetilopatkových Kaplanových turbin, u nichž účinnost přeměny energie se změnou spádu a množstvím vody klesá jen málo. Rozhodující je však, že při pokleslém spádu vykazuje tento typ Kaplanovy turbiny o 9 MW větší výkon než obvyklý typ turbiny Francisovy. Je to proto, že se při plném rozsahu kolísání spádu zachovává regulací oběžného kola i plná hltnost turbiny. Zisk na zaručeném výkonu celé elektrárny, způsobený volbou tohoto typu turbin Kaplan, činí tedy 36 MW. Tato ekonomická hodnota rozhodla při volbě typu turbiny i přes to, že naše strojírny takovou turbinu dosud nevyráběly.
Vodní dílo Orlík je v plném rozmachu výstavby, a má-li být prvé soustrojí uvedeno do provozu začátkem roku 1961, musí být již v roce 1960 započato s naplňováním stálého prostoru nádrže.
Po připojení lodní železnice k přehradě bude splavněná trať Vltavy prodloužena až do Týna nad Vltavou.
S klíčovým dílem Vltavské kaskády – Orlík – je těsně spojeno vodní dílo Kamýk o spádu 15 m. Kamýk vytváří menší jezero o celkovém obsahu asi 13 mil. m3, které špičkové průtoky z Orlíka o velikosti až 600 m3/ s vyrovnává a energeticky zpracovává pomocí čtyř soustrojí s běžnými čtyřlopatkovými typy Kaplanových turbin o celkové hltnosti 360 m3/s. Instalovaný výkon Kamýka činí 46 MW. Roční výroba elektřiny zde dosáhne asi 77 GWh v průměrně vodném roce.
Pro plavbu se na Kamýku buduje plavební komora.
Pod Kamýkem ve vzdálenosti 44 km je vybudováno vodní dílo Slapy, které zadržuje celkem 270 mil. m3 vody. Zátopa slapské nádrže měří asi 1100 ha a sahá až po stupeň Kamýk. Pracovní obsah činí 200 mil. m3 při kolísání až o 24 m.
Přehradním profilem se ovládá povodí 12 950 km2 s průměrným průtokem 85 m3/s.
Vodní elektrárna je přetékaná a má instalována tři soustrojí s osmilopatkovými Kaplanovými turbinami, které při maximálním spádu 56 m a hltnosti 3×100 m3/s vykazují 144 MW instalovaného výkonu. Při kolísání hladiny asi o ½ je pro energetiku k dispozici ještě výkon kolem 70 MW.
Po výstavbě Lipna a Orlíka bude možno kolísání ve slapské nádrži v létě omezit. To bude prospívat velké rekreační oblasti, která se buduje na březích slapské nádrže.
U slapské přehrady se má vybudovat též lodní železnice pro plavbu.
V průměrně vodném roce vyrobí vodní elektrárna Slapy kolem 300 miliónů kWh, převážně špičkové energie.
Je to dosud naše nejvýhodnější vodní elektrárna. Pracuje zatím izolovaně, poněvadž horní nádrže nad Slapy kromě Lipna nejsou ještě v provozu. Pod Slapy však již nyní toto vodní dílo vydatně nadlepšuje výrobu elektřiny i pohotový výkon pěti elektráren (Štěchovice, Vrané, Štvanice v Praze, Miřejovice a Střekov na dolním Labi).
Pod Slapskou přehradou končí malé jezero Štěchovického stupně s elektrárnou a plavební komorou, vybudované během druhé světové války. Elektrárna Štěchovice má dvě soustrojí s Kaplanovými turbinami o hltnosti po 75 m3/s, má instalovaný výkon 24 MW a vyrobí při průměrném spádu kolem 19 m téměř 100 GWh ročně. K tomuto stupni je přičleněna přečerpací vysokotlaká elektrárna o výkonu 40 MW, dokončená v roce 1948. Až do vybudování Slap byly Štěchovice naším nejvýkonnějším hydroenergetickým dílem.
Pod Štěchovickým stupněm končí nádrž Vrané, uvedená do provozu v roce 1936. Má záplavu 250 ha a celkový obsah asi 11 miliónů m3 vody. Stupeň u Vraného se skládá z pohyblivého jezu, dvou plavebních komor a vodní elektrárny.
Vodní elektrárna Vrané má dvě soustrojí s Kaplanovými turbinami o hltnosti po 75 m3/s, které při průměrném spádu přes 9 m vyrábějí z průtoku Vltavy a Sázavy, která ústí do nádrže, ročně asi 70 mil. kWh při instalovaném výkonu 12 MW.
Vranskou přehradou končí nejdůležitější část Vltavské kaskády.
Ostatní splavněná trať Vltavy je dosud málo energeticky využitá, a to v Praze u Štvanice na spádu 4 m do průtoku 30 m3/s a v Miřejovicích pod Prahou na spádu necelých 4 m do průtoku 150 m3/s.
Energetické využití této trati Vltavy se studuje v souvislosti s rekonstrukcí zastaralých plavebních stupňů.
Vltavská kaskáda je zdařilým hospodářským dílem, které bude ještě účelně doplněno velkým energetickým vodním dílem na Berounce. Sama Vltavská kaskáda nám poskytne v nejdůležitější části instalovaný výkon kolem 900 MW a průměrnou roční výrobu elektřiny kolem 1500 miliónů kWh. Je to zdroj cenné špičkové energie a mohutné regulace odtoků Vltavy, neboť bude disponovat nádržními prostory o celkovém obsahu asi 1600 miliónů m3 vody.
Vltavská kaskáda zasáhne příznivě do života asi 1 200 000 obyvatel usídlených v poříčí Vltavy a dolního Labe, při čemž na tratích dotčených záplavami přehrad žije jen asi 7 % tohoto počtu obyvatel. Z nich pouze nepatrná část se následkem výstavby vodních děl přesídluje.
Obr. Mládež postavila mohutné vodní dílo v Nosicích na Váhu
Váh
je po Dunaji nejvýznamnější řekou Slovenska. Bohatství jeho vodní energie činí asi čtvrtinu z využitelné vodní energie ČSR. Tok Váhu má délku 390 km a jeho povodí měří 10 641 km2.
Na horním toku po Žilinu, na kterém Váh přibírá své hlavní přítoky, je povodí Váhu rozloženo i dosti do šířky. Zato od Žiliny až k ústí do Dunaje je povodí poměrně úzké, s malými postranními přítoky.
Spád Váhu v úseku od Královské Lehoty po Komárno, dlouhém 378 km, činí 557 m. Hlavní úsek Váhu, na který se dnes soustřeďuje energetická výstavba, začíná v Kralovanech při ústí řeky Oravy do Váhu, s hladinou na kótě 433 m n. m., a končí u Šaly n. Váhom s vodní hladinou na kótě 111 m n. m. Tento úsek Váhu má tedy úhrnný spád 322 m při délce toku 256 km.
V povodí nad Kralovany, které vykazuje značné spády, se sbírá voda do Váhu z několika přítoků, takže v Kralovanech protéká Váhem ročně průměrně 82 m3/s a minimálně asi 13 m3/s. Průměrný průtok v profilu Šala nad Váhom činí asi 160 m3/s, minimální asi 22 m3/s.
V povodí nad Kralovany jsou místa vhodná pro výstavbu několika údolních přehrad, pomocí kterých se budou moci regulovat průtoky Váhu.
Z programu výstavby přehrad je zatím vybudována jen jedna přehrada, a to Orava, s pracovním prostorem asi 300 miliónů m3. Druhá klíčová přehrada, která se v této oblasti již pro nejbližší léta plánuje, je přehrada Liptovská Mara na horním Váhu. Její pracovní prostor bude o něco větší než u Oravské přehrady, tj. bude činit asi 320 miliónů m3.
Výstavbu přehrad v povodí Váhu bude v blízké budoucnosti patrně nutno doplnit přehradou Dunajov na Kysuci, pravostranném to přítoku Váhu pod Žilinou. Je to jediný větší přítok Váhu v úseku pod Kralovany. Přehrada Dunajov by měla pracovní prostor přes 130 miliónů m3.
Úsek, ve kterém se zatím soustřeďuje veškerá výstavba na vlastním Váhu, sahá – jak již bylo řečeno – od Kralovan po Šalu nad Váhom. Má celkovou délku 256 km, spád 322 m a průměrný roční průtok 82 m3/s u Kralovan a 160 m3/s u Šaly nad Váhom.
Vodnost Váhu značně kolísá i v jednotlivých měsících, třebas poněkud méně než na Vltavě. Minimální roční odtoky obnášejí 50 % průměrného odtoku a maximální roční odtoky činí asi 130 % průměru.
Pro výstavbu větších vodních děl je nepříznivou okolností, že údolí Váhu je hustě zalidněno a že jím vedou hlavní komunikační tepny kraje. Proto bylo nutno sáhnout ke kanálové výstavbě, která však není do budoucna tak přizpůsobitelná potřebám energetiky, jako je tomu například na Vltavě, kde je možno budovat poříční stupně.
Energetický potenciál celého Pováží se teoreticky vyhodnocuje asi na 5,7 miliardy kWh, z čehož zhruba 4,5 až 5 miliard kWh je vybudovatelných.
Vlastní Vážská kaskáda má výrobní kapacitu 2,5 miliardy kWh, popřípadě až 3 miliardy kWh. Vodní elektrárny, které byly v provozu koncem roku 1957 na Vážské kaskádě, měly průměrnou výrobní kapacitu asi 1 miliardu kWh, takže Vážská kaskáda byla v roce 1957 vybudována asi na jednu třetinu.
Výkony vážských vodních elektráren, vybudovaných do konce roku 1957, dosáhly 250 MW a s rozestavěnými elektrárnami asi 530 MW, tj. asi jedna třetina možností.
Pomocí přehrad na horním Váhu a na jeho přítocích se dají vydatně nadlepšovat nízké průtoky Váhu. Tak s pomocí Oravské přehrady dosahujeme již nyní na Vážské kaskádě v profilu Púchov zabezpečený letní průtok 50 až 60 m3/s, v zimním období – v listopadu a v únoru, asi 70 m3/s a v prosinci a v lednu až 80 m3/s.
Po výstavbě Liptovské Mary bude zabezpečený průtok v létě nezměněn, zato v zimě stoupne na 85 m3/s, popřípadě až na 120 m3/s.
Po úplné výstavbě přehrad v povodí horního Váhu bude možno ještě zvýšit jak letní, tak zejména zimní průtoky nad uvedené hmoty.
Stav a výhled energetické výstavby na Vážské kaskádě
Oravská přehrada je vybudována pod soutokem Bílé a Černé Oravy s hladinou na kótě o něco více než 600 m n. m.
Elektrárna přičleněná k patě gravitační hráze má výkon 20 MW a vlastní roční výrobu elektřiny asi 38 GWh. Je již od roku 1953 v provozu a slouží vydatně k nadlepšování nízkých průtoků na Vážské kaskádě. Často se přidává z Oravské přehrady více vody, než teče v profilu Kralovan ve Váhu. Přehrada pracuje nejintenzívněji na jaře zachycováním velkých průtoků a v zimním období, kdy zachycenou vodu přidává k přirozenému průtoku Váhu. Oravská přehrada přispívá tedy nadlepšováním průtoků Váhu příznivě ke zvýšení výroby elektřiny na Vážské kaskádě.
Nejhořejším stupněm Vážské kaskády je trojice vodních děl Krpelany-Sučany-Lipovec, vybudovaná na kanále, který odbočuje vpravo z koryta Váhu u jezu v Krpelanech. Zde se voda Váhu vzdouvá pohyblivým jezem v umělé jezero, o obsahu asi 8 miliónů m3. Přímo u jezu je umístěna první elektrárna – Krpelany, o instalovaném výkonu 25 MW a roční výrobě elektřiny 74 GWh, z níž se voda odvádí kanálem na další vodní elektrárnu – Sučany, která má 36 MW instalovaného výkonu a výrobu elektřiny něco přes 100 GWh ročně. Tato elektrárna zahájila v polovině roku 1958 svůj provoz.
Do konce roku 1960 bude pak uvedena do provozu i třetí elektrárna této skupiny vodních děl – Lipovec – umístěná na konci kanálu v blízkosti jeho vyústění do původního koryta Váhu. Tato elektrárna bude mít instalovaný výkon 31 MW a roční výrobu elektřiny téměř 100 GWh.
Pak následuje na Váhu úsek mezi Strečnem a Žilinou, kde je možno vybudovat tři nebo čtyři poříční energetické stupně s roční výrobou elektřiny téměř 300 GWh.
Pod Žilinou je právě rozestavěná trojice vodních děl Hričov-Mikšová-Povážská Bystrica na kanálu, který začíná u pohyblivého jezu na Váhu u Hričova. Tato kaskáda bude mít celkový instalovaný výkon 170 MW a roční výroba elektřiny něco přes 400 GWh v průměrně vodném roce.
Odpad od Povážské Bystrice, nejspodnější elektrárny této skupiny, vyúsťuje do zdrže dalšího vodního díla na Váhu – Nosice. Nosice jsou dosud jediné vodní energetické dílo, které je vybudované přímo ve vlastním korytě Váhu, a ne tedy kanálovým způsobem. Pozůstává z přehrady, která vzdouvá vodu Váhu a vytváří tak jezero s celkovým obsahem 36 miliónů m3. Elektrárna u přehrady je přičleněna k patě hráze při levém břehu. Má instalovaný výkon přes 60 MW a roční výrobu elektřiny kolem 170 GWh. Tato elektrárna příznivě přispívá svým špičkovým výkonem ke krytí špiček elektrárenského systému na Slovensku a ulehčuje špičkový provoz níže ležících stupňů. Elektrárna začala dodávat energii již začátkem roku 1957. Je dosud nejvýkonnější vodní elektrárnou na Slovensku.
Bezprostředně pod elektrárnou Nosice jsou umístěny dvě skupiny kanálových elektráren. Horní skupina má čtyři elektrárny, které odebírají vodu z Váhu od společného jezu z Kočkovců. Jsou to elektrárny Ladce, Ilava, Dubnica a Skalka. Jejich celkový instalovaný výkon činí 66 MW a roční průměrná výroba elektřiny dosahuje asi 350 GWh. Toto je nejstarší kanálová skupina elektráren na Váhu, neboť první elektrárna – Ladce – byla vybudována již v roce 1936, druhá elektrárna Ilvava během druhé světové války a třetí – Dubnica – koncem dvouletky. Poslední elektrárna Skalka byla však budována teprve nedávno a uvedena do provozu v roce 1956. Odpad od Skalky vyúsťuje do Váhu u Trenčína.
Pod Trenčínem je vybudován další pohyblivý jez s malou nádrží na Váhu u Trenčanských Biskupic, od kterého na pravém břehu odbočuje kanál na druhou skupinu se třemi elektrárnami Kostolná, Nové Město, Horná Streda. Jejich instalovaný výkon činí 75 MW a roční průměrná výroba elektřiny asi 390 GWh. Odpad od Horné Stredy vyúsťuje do Váhu nad Piešťany. Tato skupina elektráren byla uvedena do provozu v letech 1952 až 1954.
Pod Piešťany je rozestavěná kanálová elektrárna Madunice s instalovaným výkonem 44 MW a průměrnou roční výrobou elektřiny 145 GWh. Elektrárna bude uvedena do provozu v roce 1959.
Pod Madunicemi se připravuje výstavba dalších stupňů v úseku Hlohovec – Šala nad Váhom, které budou posledními stupni před ústím do Dunaje a budou vybaveny velkými nádržními prostory.
O velikosti a rozsahu dnes již vybudované a rozestavěné části Vážské kaskády svědčí i tyto údaje: v 16 elektrárnách (počítáno včetně Oravy) bude v nejbližších letech instalovaného celkem čtyřicet hydroenergetických soustrojí o jednotkovém výkonu od 7 MW do 27 MW. Tato soustrojí jsou vybavena vesměs Kaplanovými trubinami se svislým hřídelem.
Vážská kaskáda tak dosáhne nejpozději do roku 1963 roční výroby elektřiny přes 1 ¾ miliardy kWh při instalovaném výkonu přes 530 MW.
Vážská kaskáda představuje již dnes spolehlivou oporu elektrárenského systému Slovenska. Šetří uhlí na výrobu elektřiny, což je velmi důležité při slabé palivové základně Slovenska. Svou špičkovou prací zhospodárňuje provoz spolupracujících tepelných elektráren a snižuje jejich specifickou potřebu paliv na výrobu elektřiny. Přímá úspora uhlí obnáší již dnes nejméně 1 milión tun elektrárenského uhlí ročně, nepřímá úspora uhlí, plynoucí ze zhospodárnění provozu parních elektráren, tuto úsporu ještě značně zvyšuje. Přitom vodní elektrárny Vážské kaskády potřebují málo pracovních sil ve srovnání s opatřováním paliva a výrobou elektřiny v tepelných elektrárnách.
Bez Vážské kaskády by bylo spolehlivé zásobování elektřinou na Slovensku téměř nemyslitelné.
Plný účinek Vážské kaskády se ovšem projeví po jejím úplném dobudování, kdy bude dávat ročně 2,5 až 3 miliardy kWh při účelně koncipovaném výkonu.
Kromě energetických účinků dává výstavba Vážské kaskády i vodohospodářské užitky a rovněž zjednává podmínky pro splavnění Váhu a Žiliny.
Závěr
Výstavba hydroenergetických děl je důležitou podmínkou pro plánovitý rozvoj našeho hospodářství. Z omezených přírodních zdrojů vytváříme jak v českých krajích, tak na Slovensku mohutné opěrné páteře našeho elektrárenství a vodního hospodářství. Je to zejména Vltava a dolní Labe v českých krajích a Váh na Slovensku, které svou dodávkou kvalitní špičkové energie umožňují hospodárný provoz spolupracujících parních elektráren, které musí v našich přírodních podmínkách dodávat převážnou část výroby elektřiny.
Přitom výstavba vodních energetických děl je zároveň víceúčelová, neboť řeší v uvedených oblastech i palčivou otázku úhrady rostoucí spotřeby vody a umožňuje hospodářský vzestup přilehlých oblastí.
Výstavba našich vodních energetických děl byla a je vítanou příležitostí i pro naše stavebnictví a strojírenskou výrobu. Právem můžeme být hrdi i na průkopnické výkony světového formátu, zejména v konstrukci Kaplanových turbin, kterých jsme při stavbě Slap a Orlíka dosáhli.
Je ovšem třeba, abychom kvalitní, hospodárnou a rychlou výstavbou našich hydroenergetických děl mohli tyto pokroky co nejdříve a v co největším rozsahu uplatnit k prospěchu stálého rozvoje našeho hospodářství.
Inž. Karel Kosek, Inž. Jaroslav Michalec, XX století, Orbis 1959
Pozn. Řadu dalších textů z historie naleznete na partnerském webu www.casopisczechindustry.cz
