Tato keš je věnována vodní energii a její využití člověkem.
Energie vody může být využitá k pohonu různých strojů a zařízení. V minulosti byla jedním z prvních zdrojů jiné, než svalové energie. Její hlavní přednost je v tom, že na rozdíl od jiných zdrojů se jedná o energii obnovitelnou. Dnes se používá převážně jako zdroj pro výrobu elektřiny. Historicky patrně nejstarší zařízení na využití vodní energie bylo vodní kolo na spodní nebo svrchní vodu. Vodní kolo se užívalo k pohonu mlýnů, pil, hamrů, případně i čerpadel. Kolo na spodní vodu je jednodušší a využívá jen pohybovou energii tekoucí vody, kdežto kolo na svrchní vodu využívá i polohovou energii. Potřebuje tedy rozdíl hladin mezi vstupem a výstupem vody.
Nový kvalitativní skok ve využití vodní síly v 19. století přinesly až turbíny, které vznikly na základě vědeckého bádání a přesných výpočtů v oboru hydromechaniky. Její zákony první popsal a matematicky stanovil francouzský fyzik Daniel Bernoulli. Z jeho teoretických prací pak vyšel profesor Göttingenské univerzity Jan A. Segner a sestavil pravzor turbíny - Segnerovo kolo. Své "kolo" sestrojil za působení na univerzitě v Göttingenu, kupodivu však nedokázal vědecky zdůvodnit, proč se vlastně otáčí. To učinil až další slavný matematik L. Euler.
Jako první v praxi použitelnou turbínu o vysoké účinnosti (cca 80%) sestrojil v roce 1827 francouzský inženýr Fourneyron. Ve věku 25 let tak věnoval světu nový, vysoce účinný, ekologicky neškodný a prakticky zdarma fungující motor. Fourneyron první prototyp nového typu vodního kola nazval „turbína“. Termín turbína je odvozen z řeckého slova „τύρβη“ pro „víření“ nebo „vír“.
Brzy se objevily dokonalejší turbíny, které ve svém názvu nesou jména svých vynálezců: Francis, Pelton, Kaplan… Porovnávat kvalitu jednotlivých turbín je ošidné. Nedá se jednoznačně říci, která je lepší a která horší. Vždy totiž záleží na typu vodního toku, který má turbínu pohánět. Právě konkrétním podmínkám je třeba konstrukci turbíny přizpůsobit.
Kaplanova turbína a její tvůrce Ing. Viktor Kaplan.
Dnes vodní elektrárny vyrábějí přibližně 16% světové spotřeby elektřiny. Největší podíl vodní energie na výrobu elektřiny má Norsko, které jí pokrývá celou vlastní spotřebu. V České republice vyrábějí vodní elektrárny asi 3% elektrické energie.
Vodní mlýn poháněný vodním kolem se spodním náhonem.
Nyní se dostáváme k otázce, kolik energie můžeme z vody získat. Teoreticky maximální výkon P kterékoliv stroje poháněného tekoucí vodou je dán součinem průtoku Q, převýšení H a účinnosti μ. Z tohoto vyplývá, že čím vyšší je průtok, čím vyšší je rozdíl výšky hladiny mezi turbínou a hladinou v nádrži, čím účinnější je turbína, tím vyšší bude využitelný výkon. Pomocí vzorce na výpočet potenciální energie z osmé třídy základní školy lze jednoduše odvodit následující vzoreček na výpočet využitelné energie:
Kde:
P - výkon ve wattech
Q – je průtok vody v litrech za sekundu (lze jednoduše zjistit pomocí nádoby o známém objemu a stopek, kdy odměříme dobu nutnou na naplnění nádoby a tímto číslem vydělíme objem)
H - je rozdíl mezi výškou hladiny v nádrži a turbínou
1,02 - je konstanta vycházející z gravitačního zrychlení
μ – je koeficient účinnosti (součin koeficientu účinnosti turbíny a generátoru) vyjádřený v procentech
Pro hloubavé keškaře zde máme tematickou slovní úlohu: Urči, jaký výkon má vodní kolo, které pohání ručičky panáčka na blízkém potoce. Jako vstupní údaje uvažuj: průtok 0,5l/s, rozdíl výšek 0,4m, koeficient účinnosti 10 % (účinnost primitivního mlýnku není nic moc). Výsledkem bude výkon ve wattech.
Bylo by teoreticky možné, aby mlýnek rozsvítil LED žárovku o výkonu 0,5W, která se běžně používá v příručních baterkách?
Když první tři čísla z výsledku zadáš za jméno zdejší paní mlynářky, získáš její mailovou adresu. Pošli jí zprávu, abys ji potěšil. Paní mlynářka se jmenuje Růženka Panáčková a má email na googlu. Názorný příklad: pro výsledek 3,14159 by mail na paní mlynářku byl: ruzenkapanackova314@ gmail.com
K samotné keši:
K nalezení keše není potřeba nic přemisťovat či do něčeho vrtat. Jelikož se keš nachází v lese, nemusí být signál GPS přesný. Doporučujeme se orientovat spíše podle mapy, než kompasu. Starším a už ne tak pohyblivým keškařům doporučujeme vzít s sebou na lov hbité a nebojácné pomocníky. Vrchní figurky prosím nepřemisťujte, slouží jako dekorace.
2. 10. 2022 byla keš kvůli riziku destrukce přemístěna. Souřadnice byly aktualizovány. Terén je o něco těžší než původně.