Fot. 2. Pamiątkowy kamień Fot. 1. Śluzy
z podstawowych kryteriów decydujących o lo-kalizacji elektrowni. W miejscu powstania elek-trowni rzeka Wda tworzyła 6-kilometrową pętlę.
Jej przecięcie 1240-metrowym kanałem dało już naturalny 6-metrowy spad, a kolejnych 12 me-trów uzyskano poprzez budowę zapory. Duże znaczenie dla lokalizacji elektrowni miała także bliskość węzła kolejowego w Laskowicach, któ-ra ułatwiła tktó-ransport materiałów budowlanych i urządzeń.
Budowę rozpoczęto na kilka dni przed wybu-chem I wojny światowej. Planowano zrealizować inwestycję w przeciągu 3 lat, jednak wybuch woj-ny i trudna sytuacja Niemiec spowolniła tempo prac. W 1920 r., kiedy Pomorze wróciło do Pol-ski, budowę przejął inż. Alfons Hoffmann, który w 1911 r. ukończył studia na Königliche Techni-sche Hochschule zu Danzig – Abteilung Maschi-nenbau und Elektrotechnik i był pierwszym ab-solwentem Polakiem Wydziału Budowy Maszyn i Elektrotechniki. W roku 1921 budowę elektrow-ni wizytował ówczesny Mielektrow-nister Robót Publicz-nych, późniejszy pierwszy prezydent RP, hydro-technik prof. Gabriel Narutowicz. Później, bo 24 kwietnia 1923 r., prezydent RP prof. Stanisław Wojciechowski uroczyście uruchomił elektrow-nię. Przez wiele lat była ona największą hydro-elektrownią w Polsce osiągającą moc 4 MW. Za-opatrywała w energię Gdynię, a obecnie uchodzi za jedno z ważniejszych dzieł okresu międzywo-jennego Polski.
W 1927 r. z inicjatywy Ministra Przemysłu i Handlu Eugeniusza Kwiatkowskiego podjęto prace nad budową linii 60 kV z Gródka do Gdyni, by dostarczać energię potrzebną do rozbudowy portu i samego miasta. To wymusiło budowę ko-lejnej elektrowni na Wdzie, w miejscowości Żur, oddalonej od Gródka o 10 km. Powstała w ten
sposób kaskada elektrowni na Wdzie. Elektrow-nia Żur w kaskadzie jest elektrownią regulacyjną, więc ma dużo większy zbiornik wodny niż elek-trownia Gródek, a to umożliwia regulację prze-pływu wody przez całą kaskadę. W kaskadzie tej tzw. dolną wodą elektrowni Żur jest zbiornik elektrowni Gródek. Już te fakty świadczą o tym, że wymienione elektrownie muszą pracować w pętli sprzężenia zwrotnego.
Elektrownia Gródek pracuje na bazie zbiorni-ka wodnego o powierzchni ok. 90 ha. W najwięk-szym i najbardziej spektakularnym pomieszcze-niu, tzw. hali maszyn, znajdują się obecnie trzy turbiny typu Francisa (wcześniej dwie), umiesz-czone w pionowych sztolniach o średnicy 4 m.
Są niebieskie, duże i głośne. Zainstalowanie trzeciego turbozespołu spowodowało wzrost mocy całkowitej elektrowni do 3,5 MW. Turbina Francisa to turbina o monolitycznym wirniku z łopatkami o stałym kącie nachylenia dostoso-wanymi wielkością i kształtem do spadu i pręd-kości obrotowej. Regulacja przepływu wody odbywa się przez aparat wlotowy z ruchomymi łopatkami. W strudze wody przepływającej przez turbinę powstaje zjawisko kawitacji powodujące niszczenie elementów części przepływowej tur-biny. W budynku elektrowni zbudowane są trzy generatory synchroniczne z poziomymi układa-mi wałów napędowych sprzężone bezpośrednio z turbinami. Generatory o mocy 2 razy 1,72 MVA i raz 1,85 MVA pracują z napięciem 3 kV, a elek-trownia współpracuje z siecią 15 kV. W związku z tym generatory przy swojej nominalnej pręd-kości obrotowej muszą wytwarzać prąd o czę-stotliwości 50 Hz. Sterowanie tymi wszystkimi urządzeniami w różnych konfiguracjach umoż-liwia mieszcząca się w budynku elektrowni na-stawnia, z której ma się bezpośredni wgląd na
STUDENCI
pracujące turbiny. Nastawnia jest mózgiem całej elektrowni i tu znajduje się centralny punkt stero-wania i kontroli pracy elektrowni wodnej. W pętli sprzężenia zwrotnego pracują elektrownie Żur i Gródek, elektrownie kaskady Wdy. Sterowanie, regulacja dotyczy także pracy poszczególnych turbozespołów. W tym przypadku obiektem regulowanym jest turbozespół, a prędkość ob-rotowa wirnika stanowi wielkość regulowaną.
Sterowanie dotyczy każdego turbozespołu oraz układu pracujących jednocześnie trzech, dwóch turbozespołów itp.
Z budynku elektrowni udaliśmy się w kie-runku kolejnych obiektów hydrotechnicznych:
zapory i zbiornika wodnego elektrowni (Zalewu Gródeckiego).
Budowle hydrotechniczne muszą być bez-pieczne, zatem w obliczeniach wytrzymałości, dopuszczalnej odkształcalności oraz ogólnej stabilności budowli wykorzystuje się metodę stanów granicznych bazującą na trzech stanach.
Wielkość sił i naprężeń powstałych w konstrukcji lub jej podłożu nie powinna przekraczać nośno-ści konstrukcji, zaś wielkonośno-ści deformacji i prze-mieszczeń nie mogą przekraczać wartości, które uniemożliwiają normalną eksploatację budowli;
to samo dotyczy wielkości rys czy pęknięć, co ma szczególne znaczenie w przypadku budowli hydrotechnicznych, ponieważ może prowadzić do tzw. przebicia hydraulicznego. Dokładność obliczeń konieczna przy projektowaniu i monito-rowaniu obiektów hydrotechnicznych wymaga
stosowania takich metod kalkulacji i analizy da-nych, które pozwolą uzyskać akceptowalnie pre-cyzyjne wyniki, mimo złożoności analizowanego problemu. Na przykład stany naprężenia mogą być określone przez funkcje harmoniczne lub biharmoniczne. Obliczane obiekty hydrotech-niczne są złożone, a na ich złożoność wpływają nietypowe kształty, różnorodność materiału, z którego wykonana jest budowla, oraz niejed-norodność materiału, z którego zbudowane jest podłoże. Na to wszystko nakładają się zmienne obciążenia, takie jak parcie wód, filtracja, parcie pokrywy lodowej, wiatr. Modelowanie takiego układu jest skomplikowane. Tutaj duże moż-liwości daje metoda elementów skończonych z wykorzystaniem np. praw konstytutywnych dla gruntów.
Na rzece Wdzie są organizowane spływy ka-jakowe. To piękny teren na wycieczkę, ponieważ jest tu bardzo dużo roślinności i można wypo-cząć w ciszy, w otoczeniu piękna natury. W lipcu 1956 r. tym pięknym szlakiem wodnym na wy-prawę kajakową wybrał się ówczesny ks. Karol Wojtyła. Wydarzenie to upamiętnia znajdujący się na lądzie kilka metrów od zalewu duży ka-mień z tablicą. Stąd dalej studenci PG przeszli na zaporę, wyposażoną w zamknięcia główne i remontowe, które muszą charakteryzować się zdolnością do utrzymania żądanego poziomu piętrzenia wody. W pobliżu zapory na terenie należącym do elektrowni pasły się krowy i dzięki temu nie trzeba tam kosić trawy. Warto wspo-mnieć, że była to pierwsza zapora zbudowana i oddana do użytku w II Rzeczypospolitej.
Po kilku godzinach zwiedzania studenci za-chwyceni elektrownią, jej zabytkami i przepięk-nym otoczeniem wsiedli do autokarów, uświada-miając sobie fakt, że ta elektrownia, którą bliżej poznali, od chwili uruchomienia do końca 2012 r.
wyprodukowała łącznie 1 228,902 mln kWh ener-gii elektrycznej. Czyste powietrze, duża dawka wiedzy i sielankowy nastrój sprawiły, że w dro-dze powrotnej większość osób zasnęła.
Pozostały miłe wspomnienia, nowe doświad-czenia, bezpośrednie zetknięcie się z połącze-niem teorii z praktyką. Przekonaliśmy się, że w praktyce inżynierskiej przenikają się proble-my techniczne, technologiczne, teoretyczne – w tym fizyczne i matematyczne. Bez poprawne-go rozwiązania każdepoprawne-go z nich nie można myśleć o bezpiecznej i niezawodnej pracy całego syste-mu, w tym przepadku – systemu hydroenerge-tycznego.
Fot. 5. Zapora wodna
Fot. Ewa Jach
W dniach 28–30 maja 2014 r. odbyła się już siódma edycja tego ogólnopolskiego konkursu pod honorowym patronatem rektora Politech-niki Gdańskiej, dziekana WILiŚ, prezydenta Miasta Gdańska oraz Akademii Młodych Uczo-nych PAN.
W tegorocznym konkursie wzięło udział 26 zespołów: 6 drużyn z Politechniki Łódzkiej, 4 drużyny z Politechniki Gdańskiej, 3 druży-ny z Politechniki Warszawskiej, po 2 drużydruży-ny z Politechniki Rzeszowskiej i Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, po jednej drużynie z Politechniki Białostockiej, Politechniki Śląskiej, Akademii Górniczo-Hut-niczej w Krakowie, Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Krośnie oraz 4 drużyny ze szkół średnich: Powiatowego Zespołu Szkół nr 2 w Kościerzynie, Zespołu Szkół Technicznych w Kartuzach oraz Zespołu Szkół Zawodowych w Barlewiczkach.
Celem postawionego przed uczestnikami zadania było wykonanie jak najbardziej wytrzy-małego, a zarazem jak najlżejszego przęsła mo-stowego. Pierwszego dnia konkursu trzyosobo-we drużyny miały za zadanie w czasie 6 godzin skonstruować model przęsła mostowego o roz-piętości 80 cm pracującego w schemacie belki wolnopodpartej. Do dyspozycji uczestników było 6 arkuszy brystolu o wymiarach 700 × 1000 mm i gramaturze 250 g/m2 oraz 1000 ml kleju polimerowego.
W drugim dniu konkursu odbyło się semina-rium, podczas którego referaty plenarne wy-głosili: projektant mostów mgr inż. Krzysztof Wąchalski („Łukowy most w Toruniu”) oraz pra-cownicy WILiŚ: dr inż. Ryszard Wojdak („Kon-strukcja stadionu PGE Arena”) i dr inż. Łukasz Pyrzowski („Innowacyjna kompozytowa kładka dla pieszych wykonana w technologii infuzji”).