Vodní elektrárna Orlík má za sebou 60 let provozu a před sebou přeměnu, pro kterou se ve světě hledá obdoba jen těžko: dvě ze čtyř Kaplanových soustrojí nahradí Francisovy turbíny a další dvě budou fungovat dokonce jako reverzní stroje, díky nimž se z klíčového uzlu Vltavské kaskády stane plnohodnotná přečerpávací elektrárna se spodní nádrží Kamýk. Než se ale v hrázi začne bourat, musel projekt projít zkouškou v hydraulické laboratoři firmy Litostroj Engineering v Blansku — na modelech 13× zmenšených, s přesností dvou desetin mm a v uzavřeném okruhu, kde vodu žene čerpadlová stanice zakopaná dvě patra pod podlahou haly. Zkoušky skončily. A dopadly tak, že dostal zelenou i pětimetrový originál.
Orlík není obyčejnou vodní elektrárnou. Jde o regulační srdce Vltavské kaskády — místo, přes které se přelévá voda i výkon. A v posledních suchých měsících je žel i bodem, podle kterého se řídí průtoky celé kaskády. Čtyři Kaplanova soustrojí tu běží šest desítek let, přičemž samotná oběžná kola prošla za tu dobu několika generacemi: z původních desetilopatkových se přešlo na osmilopatková řešení, protože spád na Orlíku je na Kaplanovu koncepci v podstatě příliš velký. Lopatky byly od začátku silově namáhané nad obvyklou míru, a koncepce se proto musela měnit a obnovovat častěji, než je u vodních strojů zvykem. Celých 60 let nevydrželo ani jedno z nich.
Teď se ale bude měnit nejen „kolo“, ale rovnou celý princip. ČEZ podepsal s firmou Litostroj Engineering smlouvu na modernizaci, která ze dvou soustrojí udělá klasické Francisovy turbíny a ze zbývajících dvou reverzní stroje schopné pracovat nejen v turbínovém, ale i v čerpadlovém režimu. Rozdělení je promyšlené: v každém ze dvou bloků bude jedna klasická Francisova a jedna reverzní turbína. Důvod je provozní — když se bude pracovat na jednom bloku, druhý musí zůstat plně funkční a převádět vodu, kterou žádá manipulační řád a dohoda s Povodím. O „zastavení“ Orlíku na několik let nelze vůbec uvažovat.
„Elektrárna má za sebou přes 60 let provozu a po desítkách let jsme měli příležitost se takhle detailně podívat na jednotlivé komponenty,“ poznamenal na úvod setkání v Blansku Róbert Heczko z firmy ČEZ, který elektrárnu na Orlíku provozuje. „Máme teď před sebou sedm let práce na projektu, který je unikátní nejen v rámci České republiky, ale i v rámci Evropy, a možná dokonce světa.“
Proč zrovna přečerpávání
ČEZ provozuje a vlastní všechny tuzemské přečerpávací elektrárny s instalovaným výkonem přes 1 000 MW a jejich hodnota v posledních letech prudce roste. Nejde jen o výkon, ale také o dynamiku: náběh v řádu desítek sekund je vlastnost, kterou většina jiných zdrojů nenabídne. Pro stabilizaci soustavy jde však v době nástupu obnovitelných zdrojů a decentralizace o schopnost téměř k nezaplacení.
Nejvýmluvnější částí prezentace, kterou nám v rámci návštěvy v Litostroji naši hostitelé nabídli, byl graf s 20letou historií startů přečerpávacích elektráren. Na ní bylo jasně vidět, nakolik se křivka z roku 2025 tvarem od těch starších liší. Turbínový provoz se v poslední době stáhl do dvou výrazných špiček: ranní, kolem šesté, a večerní, zatímco čerpadlový režim se přesunul do hodin poledních. Tedy přesně do doby, kdy fotovoltaika tlačí do sítě přebytky a cena energie padá. Čím víc panelů na střechách přibývá, tím ostřejší tento rytmus je a tím intenzivněji se přečerpávací kapacity využívají.
Orlík má pro převedení do této role skvělé předpoklady. Není totiž nutné stavět nové nádrže. Spodní nádrží bude stávající vodní dílo Kamýk, které leží bezprostředně pod Orlíkem. Při přebytcích v síti se tedy voda přečerpá nahoru (zpět do Orlíku), při nedostatku se Francisovými turbínami vrátí dolů. Akumulační kapacita, kterou tím ČEZ do svého portfolia přidá, se blíží 6 000 MWh.
Vedle toho ovšem hraje roli i to, o čem se v posledních letech mluví u každé rekonstrukce vodního díla: klimatické změny, sucho a snaha vytěžit z dostupného průtoku maximum účinnosti. Generální oprava starého stroje by tyto nároky nepokryla — proto se v posledních letech u většiny elektráren volí rovnou modernizace.
Peter Šály, generální ředitel Litostroj Engineering, to přirovnal k výměně pohonu v autě: „Představte si, že máte standardní dieselové vozidlo, které jenom spotřebovává energii. A my ho teď v podstatě vyměníme za moderní hybrid, který umožní, že si baterku dobijete a energii znovu využijete.“
(Kompletní článek naleznete v aktuálním vydání Technického týdeníku.)