Obří vodní kola jsou používána už od starověku.

VODA

Voda představuje i dnes jeden z nejlevnějších a hlavně ekologicky nejčistších zdrojů energie.

Vodní proud byl užíván již v době kamenné zprvu ovšem jen k dopravě. Pokácený a osekaný kmen stromu se na místo určení po vodě dopravil mnohem snadněji a dřív než po souši. Několik spojených kmenů už představovalo první vor, který se zároveň hodil k přepravě dalších nákladů například velkých kamenů na monumentální stavby (o tom, že ty nebyly jen výsadou Egypta svědčí například proslulý Stonehenge v Anglii). Ale teprve od 3. tisíciletí př. Kr., s rozvojem prvních civilizací v údolí Nilu či Mezopotámie, máme doklady užití vodního kola.

Vodní kolo

Vodní kolo  se uplatnilo také v dolech.

Tento první stroj využívající energii vody byl (na rozdíl od pozdějšího užití zaměřen výhradně na čerpání vody pro zavlažování polí. Vodní kolo v té či oné podobě znaly zřejmě všechny civilizace Starého světa, nikoliv však Amerika. Energie vody k pohonu mlýna (rovněž prostřednictvím vodního kola) je však spolehlivě doložena až v 1. Století př. Kr. u Římanů. Nejprve to bylo ovšem kolo horizontální, které mělo sice menší výkonnost, ale umožňovalo využít otáčení osy k mletí přímo, bez dalších převodů.

Vodní kolo bylo ještě dlouho poté hlavním motorem evropské civilizace. Vystřídal je až na sklonku 18. století parní stroj. Už od středověku (zřejmě pod vlivem Číny) bylo užíváno nejen k pohonu mlýnů, ale i bucharů, pil, dmychadel atd.
Podle charakteru toků se užívalo vodní kolo bud na svrchní, anebo spodní pohon, méně i na střední náhon.
Nešlo však jen o samotné využití energie. Stavbou jezů k zadržování vody, náhonů, nutnou regulací břehů i potřebou poměrně přesných součástek přispívalo využívání energie k rozvoji civilizace na straně jedné, ale i k ekologické kultivaci krajiny na straně druhé. Totéž se týká i procesu splavňování řek a jejich propojování kanály (významné zejména v západní Evropě) pro dopravu. U nás se ovšem můžeme také pochlubit výjimečnými vodními díly jako byla 45 km dlouhá Zlatá stoka vybudovaná Štěpánkem z Netolic na počátku 16. století či později Schwarzenbergský kanál spojující Vltavu s Dunajem. (Když jsme se dostali do jižních Čech, připomeňme i monumentální rybník Rožmberk. Už on totiž dokládá, že ta největší stavba nemusí být nejvýhodnější. Jeho užitkovost je menší než u řady méně rozlehlých rybníků.)

Vodní kola na svrchní, střední a spodní vodu.

Své využití našlo vodní kolo i v Evropě při čerpání vody ne ovšem k zavlažování, ale k odvodňování dolů. Pokud byl poblíž vodní zdroj, nahradilo kolo napojené na soustavu korečkového čerpadla, sacích ventilů či Archimedova šroubu úmornou, a hlavně nesmírně monotónní dřinu lidských či zvířecích svalů. Totéž se týkalo i vyvážení suroviny (uhlí, rudy) či hlušiny z hlubokých dolů.

VODNÍ TURBÍNY

Jen zdánlivě se vývoj vodního kola zastavil až do 19. století, kdy se objevují přehrady a s nimi i dokonalejší a účinnější vodní motory - turbíny. Princip turbíny byl totiž znám mnohem dříve a aplikován, především k čerpání vody, nejpozději v 16. století. Rozmach však nastal až na přelomu 19. a 20. století spolu s využitím tří základních typů turbín - Peltonovy, Francisovy a Kaplanovy. Ta poslední se zrodila za Kaplanova působení na technice v Brně, a její autor dlouho bojoval o uznání svých patentů.

Touha po stále větších výkonech vedla ke stavbě stále větších přehrad a i tady připravila svou past. Místo ekologicky čistého zdroje energie došlo v nejednom případě díky gigantománii ke skutečné katastrofě. Příkladem za všechny je Asuánská přehrada v Egyptě. Zatímco původní, postavená Brity, respektovala úlohu Nilu, nová sovětská přinesla a dodnes přináší zkázu.
Nejde jen o zničení nenahraditelných památek (zachráněn jich byl přes bombastickou reklamu i snahu mnoha odborníků jen zlomek). Přehrada však postavila především neprostupnou hráz zúrodňujícímu nilskému bahnu. Úrodnost půdy pod přehradou, kde ležela většina polí, rychle klesá. Dochází i k zanášení přehrady. Ekologická nerovnováha se projevila i v deltě řeky, kde chybí každoroční náplava a dochází k zasolování půdy. Vyhynuly tu mnohé formy fauny, a to nejen vzácné, ale i ty, které sloužily jako potrava prostých Egypťanů.
To je tedy rub ekologicky čistého zdroje energie. Jde se mu do značné míry vyhnout, pokud nebudeme, řečeno slovy Jirotkova Saturnina, "projektovat jednu elektrárnu na druhé, takže by nakonec voda v Labi už vůbec netekla, musela by být dávána do sudů a posílána do Hamburku vlakem". Zkrátka nic se nesmí přehánět.

Základní typy turbín (zleva: Francisova, Kaplanova, Peltonova).

S rozvojem využití fosilních paliv (uhlí, zemního plynu i ropy) pro výrobu elektřiny ustoupila vodní energie alespoň u nás do pozadí. Ale například v Norsku či ve Švýcarsku a dalších zemích, kde jsou k tomu přírodní podmínky, kryje dodnes více než polovinu spotřeby elektřiny. I tak si zachovala řadu předností. Vedle ekologické nezávadnosti je to především samoobnovitelnost. Na druhé straně jsou vodní elektrárny závislé na dostatku vody, což se stává často problémem.

Ovšem náklady na jejich výstavbu tvoří sotva pětinu nákladů na stavbu tepelných elektráren. Hydroelektrárnám zůstala také dodnes důležitá úloha při vykrývání spotřeby energie ve špičkách. A jestliže tepelné elektrárny fakticky musí běžet pořád, vodní lze nejen zastavit, ale pomocí přečerpávacích elektráren (spouštěných v době přebytku proudu) i "nabít", aby mohly podávat maximální výkon, právě když je to třeba.

 

MOŘE

Ačkoliv nejsme přímořský stát, i nás musí zajímat snaha o využití energie mořské vody. Jedná se o dva základní principy: jeden se snaží využít energie mořských vln, druhý pravidelného střídání přílivu a odlivu. Přes velkolepé projekty a množství důmyslných technických řešení však zatím energie vln své zastánce zklamala. Investice nejsou ani zdaleka návratné. Naděje však umírá až poslední. Nejznámější je přílivová elektrárna ve Francii. I tady se teprve vyhodnocují náklady a přínos, výhody a nevýhody.

Schéma využití energie mořských vln

My spíš můžeme doufat, že u nás dojde k rozvoji malých a ekologicky skutečně nezávadných vodních elektráren na menších říčkách i potocích, které sice nejsou schopny zásobit průmyslové giganty či velká města, ale dříve v podstatě zcela postačily dodávat energii místním sítím. Utíká nám tu s proudící vodou totiž energie zcela zbytečně...