Velké větrné elektrárny
Obsah kapitoly
4.1 Charakteristika
Pro výrobu elektřiny z větru je nejdůležitějším parametrem jeho rychlost. Ta je ale bržděna tzv. drsností povrchu země, ve které se promítají reliéf, porost, stavby, vodní hladina, sníh atd. Platí tedy, že ve větších výškách, kde těchto překážek ubývá, je rychlost větru větší. Rychlost větru roste logaritmicky s výškou nad terénem. Z tohoto důvodu se staví stále vyšší elektrárny. Dnes již existují stroje, jejichž stojan převyšuje 100 metrů a listy jejich rotoru dosahují podobných rozměrů. Při práci tedy zaberou prostor, jaký se nachází např. nad fotbalovým hřištěm a každou sekundu zachytí až 50 tun vzduchu. Dosažený výkon přesahuje 5 MW, ale existují i projekty na elektrárny s výkonem až 10 MW. Důvodem pro výstavbu stále mohutnějších elektráren je snaha o maximální využití větrné lokality a nižší náklady na výrobu elektřiny.
Větrné elektrárny vyrábějí elektřinu 70–85 % dní v roce a v tyto dny ještě jejich výkon kolísá v závislosti na rychlosti větru. Z celoročního 100% výkonu se těmito skutečnostmi dostávají asi na 30 %. Tato hodnota, která udává skutečně vyrobenou elektřinu, se nazývá kapacitní faktor. Tento údaj platí pro elektrárny s horizontální osou otáčení. Existují i zařízení s vertikálně orientovanou osou, která mají kapacitní faktor vyšší. Je to dáno tím, že jejich lopatky zabírají stejně bez ohledu na to, odkud fouká vítr. Vyšší výkon ale snižuje jejich životnost a ve světě se příliš neuplatnily.
Větrníky, jak se větrným elektrárnám s horizontální osou často říká, začínají pracovat již při rychlosti větru 4 m/s a odstavují se z bezpečnostních důvodů při rychlosti 25–30 m/s (vichřice – viz Beaufort. stupnice rychlosti větru). Maximálního výkonu dosahují při rychlosti 10–15 m/s. Životnost větrníků se pohybuje kolem 20–25 let a častá údržba nebývá nutná. Dokáží pracovat nepřetržitě až 5 000 dní, tzn. téměř 14 let. V průměrné lokalitě vyrobí elektrárna s výkonem 2 MW okolo 4 500 000 kW elektřiny, což pokryje spotřebu asi 3 000 obyvatel.
Zpět na začátek4.2 Větrné elektrárny ve světě
V průběhu minulého desetiletí se prudce navýšil trh s větrnou energií a od roku 2000 činil průměrný roční přírůstek nově zbudovaných elektráren 28 %. Moderní větrné elektrárny se nacházejí na celém světě, v lokalitách s různými klimatickými podmínkami. Jsou umístěny na pouštích, horách, v polárních oblastech i na mořích. Instalace mořských větrníků je ale asi o 40 % dražší. Největšími celosvětovými producenty větrné energie jsou USA, Austrálie, Čína, v Evropě – Dánsko (20 % elektřiny z větru), Španělsko,(9 %), Německo (7 %). Celkově se na světě z větru vyrobí asi 1 % elektřiny, v Evropě 4 %. Celoroční kapacita větru na Zemi je ale taková, že při maximálním využití by několikanásobně pokryla elektrickou spotřebu veškerého lidstva. Proto existují předpoklady tuto energii více využívat a do roku 2020 z ní vyrábět 6 % z celkového množství elektřiny.
Zpět na začátek4.3 Větrné elektrárny v ČR
Česká republika zaujímá v evropském měřítku asi 18. místo ve výrobě elektřiny z větru. V současné době u nás větrná elektřina činí asi 0,4 % z celkové výroby. Je to dáno tím, že naše území není přímořským státem a není ani bohaté na otevřené pláně, které jsou pro stavbu větrníku vhodné. Naopak reliéf je poměrně členitý a k využití větrné energie je vhodných pouze asi 900 km 2 (tedy něco málo přes 1 % území). Výstavba větrných elektráren navíc podléhá přísným legislativním předpisům (nesmí být instalovány v CHKO, NP, ani v lokalitách s ohroženými nebo vzácnými druhy ptáků). Pro efektivní využití se vybírají lokality s reliéfem nad 500 m nad mořem a z dlouhodobého meteorologického pozorování průměrnou rychlostí větru 5–6 m/s. Z těchto faktů vyplývá, že ČR nikdy nebude „větrníkovou velmocí", jako např. Dánsko nebo Německo. Přesto se dá předpokládat, že výstavba větrníku bude i u nás na vzestupu. Hlavním důvodem pro tuto domněnku je skutečnost, že Česká republika se zapojila do programů zemí EU o posílení výroby energie z obnovitelných zdrojů a do roku 2020 si dala za cíl vyrábět z těchto zdrojů 13 % elektřiny (z toho 3 % z větru). V souladu s tímto usnesením vláda učinila kroky, aby podpořila podnikání v oblasti obnovitelných zdrojů, přijetím zákona z roku 2005, kterým garantuje výrobcům "čisté energie" výhodné výkupní ceny po dobu 15 let (návratnost investice). Následkem toho jsme svědky mohutné expanze v obchodu s energií z obnovitelných zdrojů, především foto-voltaiky, ale i u větrné energie.
Graf 4.1: Výkon instalovaných větrných elektráren v ČR
| Lokalita | Oblast | Výkon (v kW) | Rok stavby |
|---|---|---|---|
| Mravenečník | Jeseníky | 220 | 1993 |
| Ostružná | Jeseníky | 6 x 500 | 1994 |
| Nový Hrádek | Orlické hory | 4 x 400 | 1995 |
| Boží Dar | Krušné hory | 315 | 2001 |
| Protivanov I | Drahanská vrchovina | 100 | 2002 |
| Nová Ves | Krušné hory | 2 x 1 500 | 2003, 2004 |
| Loučná | Krušné hory | 3 x 600 | 2004 |
| Albrechtice | Jizerské hory | 5 x 500 | 2004 |
| Petrovice | Krušné hory | 1 x 2 000 | 2005 |
| Protivanov II | Drahanská vrchovina | 2 x 1 500 | 2005 |
| Pavlov | Vysočina | 2 x 2 000 | 2006 |
| Rusová | Podmilevská výšina | 3 x 2 500 | 2006 |
| Drahany | Drahanská vrchovina | 1 x 2 000 | 2006 |
Obr. 4.2: Větrný atlas ČR
Zpět na začátek