Így működik

A dolgozó víz

Földünkön a víz a felszín és a légkör között szüntelenül kering. A Nap sugarai felmelegítik a felszíni vizeket, amelyek egy része a légkörbe párolog. E pára csapadék formáját ölti és visszahullik a felszínre. Akár azt is mondhatjuk a vízenergia a napenergia egyik következménye.

Ennek az energiának mindössze töredékét áll módunkban megcsapolni: a felszíni víz helyzeti energiáját, amely a tenger szintjéhez viszonyított. A vízenergia lehet közvetlen mozgási (kinetikus) energia, például folyóvíz esetén, vagy potenciális mozgási energia (víztározó esetén).

Magyarországon évek óta 50 MW vízerőmű-kapacitás üzemel, amely mintegy 0,2 TWh villamos energiát termel évente, a hazai fogyasztás 0,25%-át. A hazai vízerő potenciál 1400 MW, 7480 GWh/a (5%-a a Kárpát medence vízerő potenciáljának) ebből mintegy 1060 MW lenne műszakilag hasznosítható; 4500 GWh éves termeléssel. A potenciál 66%-a a Dunára, 10%-a a Tiszára jut. A fent említett 50 MW-ot 38 hidroenergetikai létesítmény 53 generátorral képviseli. A vízerő potenciál teljes kihasználása indokolatlanul magas költségekkel és természet átalakítással járna.

A vízerőművek építése rendkívül költséges, hosszú ideig tart (10-15 év), ezért a vízenergiával előállított villamos energia költsége is hosszú időszakra számítva lehet csak relatívan olcsó. A vízlépcsőket nagyon ritkán építik kizárólag villamosenergia-termelési céllal. Itt felsoroljuk a legfontosabb építési szándékokat, amelyek közük nem mindig valósul meg mindegyik a kitűzött céloknak megfelelően:

Vízgazdálkodás, öntözés – megemelt vízszint lehetővé teszi olyan csatornák kialakítását és táplálását, amelyek eddig a folyó által nem elöntött területekre vezetnek vizet
Hajózás – a megemelt vízszint állandó mélységet biztosít a hajózás számára
Árvízvédelem – a nagy gátak, tározók segítenek a vízszintek szabályozásában, egyes területek elöntésének megakadályozásában és az árhullám levonulásának szabályozásában.
Energia – a duzzasztott víz leengedésével villamos energia termelhető
Halászat – a kialakuló tározó tavak alkalmasak lehetnek halgazdálkodásra is
Sport, szabadidő – a tározótavak új tevékenységekre nyitnak lehetőséget

Folyó	Vízhozam Q50% (m3/s)	Vízhozam Q95% (m3/s)
Duna	2260	1100
Rába	27	10
Mura	190	92
Dráva	460	240
Tisza	550	170
Bodrog	66	14
Hernád	24	6
Körös	47	10

A magyarországi folyók vízhozama

Az ország viszonylag gazdag vízmennyiség tekintetében, domborzati adottságok miatt azonban a lehetséges duzzasztási szintek igen korlátozottak.

A vízerőműveket csoportosíthatjuk a hasznosítható esés alapján (kis esésű – 15 m-ig, közepes esésű – 50 m-ig és nagy esésű 50 m felett), vagy teljesítőképesség szerint is (törpe 100 kW alatt, kis teljesítményű 10 MW-ig, közepes teljesítményű 100 MW-ig, illetve nagy teljesítményű e felett). Az erőműveket telepíthetik tóra, tengerre, folyóra, patakra, édes- és sós vízre egyaránt.

Az erőmű üzemmódja lehet:

Folyamatos (kvázi zsinór termelés átfolyó rendszer esetén, tipikusan minimum 50% és 100% között, mert a nagyobb folyót nem szokták elzárni)
Csúcserőmű – szakaszos termelés (0%, de néha 100%)
Szivattyús tározós erőmű (teljesítménye a -100% és +100% között változik, de a hatásfok csak 70% és a töltési ill. ürítési teljesítmény nem feltétlen egyezik meg)
Üzemszünet alacsony víz esetén (0%)
Üzemszünet árvíz esetén (0%)

A vízerőművek tipikusan nagyméretű, a környezetet jelentősen átalakító létesítmények. Főbb egységei a következők lehetnek:

Gát, ami lehet földből, kőből épített súlygát, vagy betonfal, akár több száz m magas is
Árapasztó kapuk / túlfolyó – nagytömegű víznek a leeresztését az erőmű kikerülésével lehetővé tévő berendezés
Duzzasztott tó (vagy tároló tó), amelynek kiterjedése elérheti a több ezer négyzetkilométert
Üzemvízcsatorna, szélessége az eredeti folyóéhoz hasonló, hossza több tíz km, míg a gátmagassága egyenletesen növekszik, és végül elérheti a teljes vízerőmű által kihasznált esésmagasságot
Alvízcsatorna, az üzemvízcsatornához hasonló, de nincsen magas gátak közé szorítva
Vízerőtelep, ahol a turbinák, generátorok helyezkednek el. A villamos alállomás a kapcsolókészülékekkel és transzformátorokkal a közelben szokott lenni
Hajózózsilip – a folyami erőműveken
Nyomócső – nagy esésű, hegyi erőműveknél esetenként több méter átmérőjű meredek csővezetékek

A nagyméretű, nagykiterjedésű létesítmények a jelenlegi tájhasználatot drasztikusan átalakítják, ami esetenként civil ellenállást válthat ki.

A fentiekből is következik, hogy jelenleg ma Magyarországon nincs realitása sok, nagyméretű, jelentős természetátalakítással járó vízenergetikai létesítmény megvalósításának és támogatásának.

Hazánkban működnek kis folyami erőművek, amelyekben a meglévő kapacitás bővítése lehetséges, illetve vannak törpeerőművek, amelyek a teljes rekonstrukciója indokolt lehet.