Společnost Freudenberg Sealing Technologies umožňuje díky svým těsněním a materiálům specifickým pro dané aplikace dosahovat vysokých a udržitelných výnosů při výrobě energie ve vodních elektrárnách.
Bezpečný, stabilní a efektivní provoz vodních elektráren je základním kamenem budoucího mixu čistých nulových zdrojů energie. V závislosti na regionálních a klimatických podmínkách může vodní energie vyrobená z průtoků představovat více než 80 % elektrické energie vyrobené v dané zemi. V této oblasti v současnosti vede Norsko s 89 %, následuje Kanada s 62 %, Brazílie s 60 % a Švýcarsko s 55 %. Společnost Freudenberg Sealing Technologies chápe výzvy spojené s provozem energetických systémů, které musí poskytovat spolehlivý nepřetržitý výkon. Vyhnout se odstávkám je kriticky důležité a jedna věc je jistá: turbíny ani ventily nemohou fungovat bez přesně namontovaných těsnění. Těsnicí materiály od společnosti Freudenberg Sealing Technologies vytvářejí bezproblémová spojení mezi mechanickými součástmi systémů. Odolají mrazivé vodě a kolísajícímu tlaku i slané vodě a zároveň si zachovávají svůj tvar.
Typy vodních elektráren: přehled
Lidé využívají obrovskou energii proudící vody již tisíce let – například k zavlažování polí a pohonu mlýnských kamenů. V minulosti sloužilo nabobtnalé dřevo nebo kožené řemeny jako provizorní těsnění. Dnes jsou k dispozici mnohem účinnější těsnicí materiály pro přeměnu síly vody na využitelnou energii. Každý typ vodní elektrárny má specifické požadavky, které je třeba zohlednit při výběru vhodného materiálu. Na pevnině rozlišujeme elektrárny na tekoucí vodu a přečerpávací elektrárny, které se instalují na potocích a řekách. Naproti tomu přečerpávací a kavernové elektrárny slouží především jako zásobníky energie. A k využití nekonečné energie oceánů slouží přílivové elektrárny podél pobřeží, které již dosáhly tržní zralosti. Abychom si udělali představu o extrémním prostředí, ve kterém musí těsnicí materiály fungovat se špičkovou účinností, je nezbytné se blíže podívat na turbíny, které jsou poháněny vodními masami.
Turbíny: Srdce využití vodní energie
Pod jakým úhlem a z jaké výšky spádu bude voda dopadat na turbínu? Při jakém objemu a průměrném průtokovém tlaku? To jsou klíčové proměnné při určování, která turbína bude pro vodní elektrárny zajišťovat nejvyšší účinnost. Základní rozlišení je mezi rovnotlakými a přetlakovými turbínami. Rovnotlaké turbíny jsou navrženy tak, aby tlak proudu před a za turbínou zůstal konstantní. Jsou ideální pro vysoké výšky spádu a malé objemy vody. Příkladem je Peltonova turbína. Naproti tomu přetlakové turbíny využívají k výrobě energie rozdíly tlaku před a po průchodu turbínou. Pracují efektivně v širokém rozsahu výšky spádu a objemu vody. V této oblasti se osvědčily Kaplanovy, Francisovy a vrtulové turbíny. Tyto čtyři typy turbín tvoří dohromady až 80 % světového trhu. Všechny modely turbín mají jedno společné: drsným podmínkám prostředí odolávají pouze tehdy, jsou-li vybaveny dokonale vybranými těsnicími materiály.
Kontrola faktů: Zaměřte se na těsnění
Při výběru správných těsnicích materiálů je třeba mít značné odborné znalosti, protože je třeba zohlednit různé úhly a rychlosti proudění, očekávané rozložení tlaku a vlastnosti vody. Právě takové know-how v oblasti materiálů společnost Freudenberg Sealing Technologies vyvíjí a zdokonaluje již desítky let. Octavia Ohr, vedoucí výzkumu a vývoje, Freudenberg Xpress® Customized Solutions, vysvětluje: „Je fascinující vidět, jak tato relativně malá těsnění hrají tak zásadní roli při maximalizaci energetického výkonu vodních elektráren. Každé těsnění má specifický tvar a ne každý materiál funguje v každé aplikaci. Vítám však každý nový požadavek. Když zkombinujeme naše odborné znalosti materiálů s produktovou řadou Freudenberg Xpress®, můžeme přizpůsobit správnou směs každému prostředí a vyrobit profily specifické pro zákazníka.“
Těsnicí vlastnosti: Vysoce výkonné materiály pro turbulentní prostředí
Každá vodní elektrárna má svůj vlastní soubor podmínek prostředí, které kladou vysoké nároky na všechny komponenty – je tedy třeba brát v úvahu mnohé. V dynamických těsnicích místech vystavených působení sladké vody musí materiály nabízet vysokou přizpůsobivost a poskytovat vyváženou kombinaci snášenlivosti s vodou, odolnosti proti opotřebení a těsnicích vlastností. Mezi běžně používané materiály patří polytetrafluorethylen (PTFE), polyuretan (PU) a nitrilová pryž (NBR). Tyto skupiny materiálů obstály i při vysokých rychlostech proudění. V extrémně turbulentním prostředí se však priority požadovaných vlastností materiálu přesouvají na vysokou mechanickou pevnost a odolnost proti vibracím. Pro tyto podmínky jsou ideální vysoce výkonné termoplasty, jako je polyetheretherketon (PEEK). V ledovém prostředí musí materiály především vykazovat vynikající odolnost proti chladu a odolávat zvýšenému působení ozonu. Zde je vhodným materiálem ethylen-propylen-dien-monomer (EPDM) – tato těsnění zůstávají pružná i po dlouhé době v mrazivých podmínkách. Vlnové nebo přílivové elektrárny představují jinou výzvu: slaná voda je vysoce korozivní, a proto jsou chemicky inertní a korozivzdorné materiály naprosto nezbytné. V takových případech lze použít například EPDM. Tato skupina materiálů dokáže dlouhodobě odolávat slané vodě a nechráněnému působení slunečního záření. Sečteno a podtrženo: Pouze dokonale vybrané materiály a na míru navržená těsnění mohou snížit opotřebení hydroenergetických systémů a umožnit nenáročnou údržbu a dlouhotrvající provoz.
Údržba: Globální modernizace vodních elektráren
Vývoj nových vodních elektráren se v současné době soustřeďuje na Asii, Afriku a Jižní Ameriku. Mezi nimi vyniká Brazílie. Její stávající vodní elektrárny se po desetiletí spoléhaly při výrobě energie na obzvláště velké turbíny. To znamená, že v rámci údržbových cyklů jsou vyžadována také velkoformátová a vysoce výkonná těsnění. Zde záleží na zkušenostech s materiálem a výrobou, což je přesně to, co poskytuje společnost Freudenberg Sealing Technologies. Díky své mezinárodní výrobní a logistické síti dokáže rychle vyrobit a dodat těsnění na míru.
Pokud se podíváme na vodní energii v Evropě, zjistíme, že většina potenciálu elektráren již byla využita. Důvodem jsou přísné předpisy v oblasti životního prostředí a rozsáhlá stávající infrastruktura, která již byla podél evropských řek a potoků vybudována. V důsledku toho se Evropané v současné době zaměřují na modernizaci stávajících systémů, z nichž některé jsou v provozu již více než 100 let. Totéž platí pro Severní Ameriku. V Kanadě i USA v současné době rozsáhlé modernizační programy vytvářejí novou vlnu rozvoje vodní energetiky. I při absenci politické jistoty v oblasti plánování je uznávána potřeba uvést vodní elektrárny na nejmodernější úroveň, což vede k rostoucímu počtu zakázek na údržbu.
Energetické strategie: Diverzifikace skladby zdrojů energie
V příštích letech se v celosvětovém odvětví vodní energie očekává prudký nárůst instalací elektráren využívajících vlny a příliv, jakož i rozvoj a rozšíření přečerpávacích elektráren jako systémů skladování energie. Dne 25. června 2025 zveřejnila Mezinárodní asociace pro vodní energii (IHA) v Londýně svůj každoroční „Výhled světové hydroenergetiky na rok 2025“. V tiskové zprávě se uvádí: „Přečerpávací vodní elektrárny (PVE), světově nejosvědčenější technologie pro skladování elektřiny ve velkém měřítku, přitahují v době nestability trhu a napětí v soustavě zvýšenou pozornost politiků a investorů. Vzhledem k významným politickým reformám a více než 60 GW připravovaných projektů PSH má Evropa jasnou příležitost využít tento impuls k realizaci.“ Scott Sharpless, Global Key Account Manager, Power/Energy ve společnosti Freudenberg Sealing Technologies, poznamenává: „Vodní energie je jednou z nejstarších a nejudržitelnějších forem obnovitelné energie. Neprodukuje přímé emise a pomáhá snižovat naši ekologickou stopu a zároveň zajišťuje naše dodávky energie. Díky našim kompetentním odborným znalostem v oblasti materiálů můžeme tvarovat dokonalý materiál do těsnění na míru pro každý ekologický požadavek, což nás posouvá o krok blíže k uhlíkové neutralitě.“
Zdroj: Tisková zpráva Freudenberg Sealing Technologies
