Lokalizacja
i charakterystykaNa podstawie decyzji L.dz. RLS.gw-II-842/12/76 z dnia 14.08.1976 r. wydanej przez Urząd Wojewódzki w Gdańsku rozpoczęto prace przy budowie następujących węzłów technologicznych elektrowni szczytowo-pompowej: zbiornika górnego, ujęcia wody, czterech nitek rurociągów stalowych, czterech hydrogeneratorów, kanału odpływowego oraz zbiornika dolnego. W dalszej kolejności na podstawie decyzji OŚ-I-72110/85/79/82 z dnia 22.12.1982 r. wydanej przez Urząd Wojewódzki w Gdańsku podjęto prace przy budowie: jazu regulacyjnego na odpływie rzeki Piaśnicy, obwałowań brzegu J. Żarnowieckiego oraz urządzeń wodno- melioracyjnych.
Począwszy od roku 1982 zgodnie z protokołami zaczęto oddawanie do eksploatacji kolejnych etapów inwestycji. Finalnie protokołem końcowym z dnia 08.07.1983 r. przekazano do eksploatacji przedsięwzięcie: Elektrownia Wodna Żarnowiec.
Elektrownia Wodna Żarnowiec jako obiekt produkcyjny jest w 100% własnością Elektrowni Szczytowo Pompowych SA z siedzibą w Warszawie. Jej eksploatację prowadzi na zlecenie ESP SA - Elektrownia Wodna Żarnowiec SA, której dominującym akcjonariuszem jest właściciel elektrowni.
Elektrownia Wodna Żarnowiec jest położona w północno-środkowym regionie Polski na malowniczym pobrzeżu kaszubskim około 15 kilometrów w linii prostej od morza Bałtyckiego i około 46 km od Trójmiasta ( pobierz mapkę).
Elektrownia Wodna Żarnowiec jest elektrownią szczytowo-pompową, wyposażoną w cztery odwracalne, usytuowane diagonalnie hydrozespoły (turbiny typu Francis, generatory synchroniczne) o nominalnej mocy 179 MW przy cos =0,85 ind. w systemie pracy generatorowej i 210 MW przy cos = 0,94 poj. w systemie pracy pompowej. Poszczególne zespoły pracują w układzie blokowym (poza nielicznymi wyjątkami w zakresie układów pomocniczych) stanowiąc cztery niezależne ciągi technologiczne i wyprowadzenia mocy z niezależnym sterowaniem dla poszczególnych zespołów. Indywidualna praca tych zespołów ustala globalny charakter pracy elektrowni decydując o jej znaczących dla systemu elektroenergetycznego funkcjach:
- łagodzenie krzywej dobowego obciążenia systemu,
- pokrywanie nagłych ubytków i występujących przyrostów mocy w systemie,
- optymalizowanie pracy krajowego systemu elektroenergetycznego przez prowadzenie szybkiej i stałej regulacji dostarczanej do systemu mocy czynnej,
- regulowanie rozpływów mocy biernej w systemie (regulacja napięcia szczególnie w węźle północnym), a przede wszystkim utrzymywanie wysokiego współczynnika dyspozycyjności ogólnej elektrowni.
Elektrowni Wodnej Żarnowiec - wobec regulacyjno-interwencyjnego charakteru jej pracy - postawione zostały specjalne wymagania, w tym przede wszystkim:
- dostosowanie poszczególnych urządzeń i obiektów do pracy we wszystkich żądanych reżimach (pompowy, turbinowy, kompensatorowy i rezerwowy wirującej),
- maksymalne zapewnienie automatyzacji wszystkich procesów technolo-gicznych,
- uzyskanie możliwie najniższych czasów operacyjnych rozruchu elektrowni do wszystkich systemów pracy i przy przejściach systemowych z zapewnieniem zdalnego sterowania bezpośrednio z Krajowej Dyspozycji Mocy,
- zapewnienie wysokiej niezawodności pracy urządzeń głównych i pomocniczych elektrowni w warunkach dużej ilości uruchomień i zmiany stanów pracy.
Zbiornik górny
Zbiornik Górny jest tworem całkowicie sztucznym. Przy powierzchni całkowitej 122 ha i pojemności użytkowej 13 600 000 m3 wody, zbiornik stanowi "akumulator" energii elektrycznej w ilości 3 600 000 kWh. Ta ilość wody pozwala na zasilanie przez około 5.5 godziny systemu elektroenergetycznego mocą 716 MW. Szczytowe zapotrzebowanie mocy w województwie pomorskim osiąga wielkość 600 MW (zimowy szczyt wieczorny). Porównanie tych dwóch wielkości daje wyobrażenie, jak dużym źródłem mocy jest Elektrownia Wodna Żarnowiec. Powtórne uzupełnienie wody w zbiorniku górnym wymaga około 6.5 godziny pracy czterech hydrozespołów w ruchu pompowym. Czas trwania cykli pracy elektrowni, wynikający z pojemności użytecznej zbiornika w średnich statystycznych warunkach pracy systemu elektroenergetycznego, zapewnia pokrycie najdłużej trwających szczytów rannych i wieczornych. Dobowe wahania poziomu wody w zbiorniku górnym, wynikające z cyklicznej pracy elektrowni, wynoszą 16 m. Dno opróżnionego zbiornika pomieściłoby 130 boisk piłkarskich. Na budowę obwałowań, których długość wynosi 3777 m, użyto materiału wybranego z niecki. Ilość przemieszczonej ziemi wyniosła 4 800 000 m3.
Cztery stalowe rurociągi derywacyjne doprowadzające wodę do pompo-turbin mają długość 1100 m każdy i są podzielone na osiem odcinków. Średnica ich zmienia się od 7100 mm przy komorze wlotowej do 5400 mm w siłowni. Grubość blach stalowych użytych na ich budowę zmienia się odpowiednio od 15 do 32 mm. Trasa rurociągu podzielona jest na osiem odcinków, które wsparto na stałych i ruchomych podporach. Na budowę rurociągów zużyto 18500 ton wysokogatunkowej stali o podwyższonej wytrzymałości. Maksymalny przepływ wody czterema rurociągami wynosi 700 m3/s, czyli tyle, ile wynosi średni roczny przepływ Wisły w okolicach Warszawy.
Siłownia elektrowni to budynek o wysokości ponad 60 m, z tego 2/3 znajduje się pod ziemią. Tam też, na poziomie 17 metrów poniżej poziomu morza, znajdują się cztery turbiny Francis'a o średnicy wirników 6 m, obracanych siłą mas wodnych, napędzają hydrogenerator, którego wirnik waży ponad 420 ton. Aby posadowić wirnik turbiny należało wykonać wykop, którego dno osiągnęło poziom 33 m poniżej poziomu morza. Była to w czasie budowy największa depresja w Polsce. Na Żuławach Wiślanych najgłębsza depresja osiąga 1.8 m poniżej poziomu morza. Dzisiaj podczas normalnego ruchu elektrowni można suchą stopą osiągnąć poziom 26 m poniżej poziomu morza.
Praca elektrowni jest całkowicie zautomatyzowana, a uruchamianie i wyłączanie poszczególnych hydrozespołów realizowane jest zdalnie z Krajowej Dyspozycji Mocy w Warszawie. Dodatkowo również zdalnie Dyspozytor Krajowej Dyspozycji Mocy reguluje wielkość mocy elektrowni oddawanej przez hydrozespoły pracujące w systemie turbinowym. Hydrozespoły elektrowni umożliwiają płynną regulację w tzw. automatycznej regulacji mocy i częstotliwości: ARCM w granicach 120 MW do 190 MW. Przeprowadzona w roku 2000 modernizacja układu przepływowego hydrozespołu nr 2 pozwoliła na rozszerzenie jego zakresu regulacji w granicach od 60 MW do 190 MW. W rezultacie pozwala to na pokrycie 90% zakresu regulacyjnego całej elektrowni w granicach od 60 do 716 MW - to znakomita poprawa parametrów techniczno - ruchowych elektrowni. Łącznie rocznie hydrozespoły pracują około 18 000 godzin, a w ciągu doby każdy z hydrozespołów uruchamia się średnio dwukrotnie, co w skali rocznej daje łączną ilość rozruchów około 3000 razy.
Kanał wylotowy jest tworem sztucznym i łączy elektrownię z Jeziorem Żarnowieckim. Woda po przejściu przez turbinę wypływa poprzez luki zastawek remontowych i krat do kanału odpływowego. Kanał ma długość 835 m. Największa jego głębokość wynosi 13 m - przy siłowni elektrowni, a szerokość dna 250 m przy wlocie do Jeziora Żarnowieckiego. Przy pracy czterech turbin prędkość wody w kanale nie przekracza 1 m/s.
Naturalnym zbiornikiem dolnym elektrowni jest rynnowe Jezioro Żarnowieckie. Rozległa rynna lodowcowa umiejscowiona jest między dwoma wzgórzami plejstoceńskiej wysoczyzny morenowej. Kępą Żarnowiecką od strony wschodniej i Kępą Gniewińską od strony zachodniej. Całkowita powierzchnia jeziora wynosi 1470 ha, a jego pojemność -121 mln m3. Przez całą 7,5 km długość jeziora, z południa na północ, przepływa rzeka Piaśnica. Wpływa ona u jego południowego brzegu jako Piaśnica Górna, aby przez regulowany jaz na północnym krańcu wypłynąć jako Piaśnica Dolna. Od strony zachodniej wpływa do jeziora Struga Bychowska. W sumie, średniorocznie obie te rzeki zasilają jezioro w ilości ok. 2,4 m3/s wody. Największa głębokość jeziora wynosi 19,4 m. W czasie jesienno-zimowych sztormów wysokość fal gnanych północnym wiatrem wzdłuż jeziora dochodzi do 1,5 m. Poziom zwierciadła wody w jeziorze zmienia się w rytm zmian cyklu pracy elektrowni, a różnica między poziomem najwyższym (godziny przedpołudniowe i późne godziny wieczorne po pracy generacyjnej turbinowej), a poziomem najniższym (godziny poranne i popołudniowe po pracy silnikowej - pompowej) wynosi około 1 metr.
Zbiornik
górny 
Rurociągi
derywacyjne 
Siłownia
elektrowni 
Kanał
odpływowy 
Zbiornik
dolny