Přidat EnviWeb k oblíbeným odkazům
RSS kanályMobilní verze EnviWeb.cz

Větrné elektrárny

15.11.2009  |  5699× přečteno      vytisknout článek

Energie větru byla nejprve využívána k pohonu plachetnic, později k pohonu větrných mlýnů a dnes k pohonu větrných turbín.

První zmínky o větrných mlýnech v Evropě pocházejí z období kolem roku 833. První historicky doložený mlýn na našem území se nacházel ve Strahovském klášteře. V Čechách bylo zdokumentováno na 198 větrných mlýnů a na Moravě a ve Slezsku je toto číslo ještě vyšší. Zde se podařilo zdokumentovat na 681 větrných mlýnů. Největší počet jich fungoval v 19. století. První elektrický generátor poháněný větrem byl zkonstruován v roce 1890 v Dánsku. Ve čtyřicátých letech pracoval v USA ve Vermontu agregát s dvoulistou vrtulí o výkonu 1,25MW. V roce 1960 už na světě pracoval jeden milion zařízení na přeměnu větrné energie v elektrickou. Zásadní rozmach výstavby těchto zařízení započal v 70. Letech hlavně ve spojitosti s ropnou krizí, kdy rapidně stoupala cena fosilních paliv. Například v Německu bylo v roce 2004 v provozu 16543 větrných elektráren o celkovém maximálním výkonu 16629MW což představuje 5,9% celkové německé spotřeby energie. Je třeba si ale uvědomit, že zde operujeme s výkony maximálními, které se od skutečných zásadně liší. Například v České Republice je při ideálních podmínká využitelnost nižší než 20%. Je to dáno tím, že rentabilní lokality se v ČR vyskytují ve velice omezené míře a z velké části v chráněných lokalitách pohraničních hor. Proto je také třeba se střízlivým okem podívat na snahy některých firem o budování co nejvíce větrných elektráren, na které jsou vydávány státní dotace. Mnohdy jsou tato zařízení budována jen za jediným účelem, kterým je okamžitý zisk pozdější využitelnost je mizivá. Je sice samozřejmě dobré podporovat ekologicky šetrné projekty na výrobu elektřiny, ale proč si nechat každý druhý kopec "zkrášlit" otáčejícím se monstrem, které zásadně naruší krajinný ráz. Globálně se využitelný výkon větrné energie odhaduje na 3TW. Do roku 2000 byly na světě instalovány větrné turbíny s celkovým maximálním výkonem 6000MW (FOJTÍKOVÁ, 2008, str.28). Započítáme-li koeficienty využití můžeme se dostat někam k číslu 1200MW trvalého výkonu. Za využitelné se považují větry o rychlostech v rozmezí 3-26 m/s.

U větrných elektráren lze rozlišit dva základní typy, podle toho jak jsou konstruovány. Buď jde o konstrukce s horizontální osou, které jsou rozšířenější a mají vyšší účinnost až kolem 48% nebo jde o konstrukce s osou vertikální, které mají maximální účinnost jen kolem 38%.

Princip fungování větrných elektráren spočívá v tom, že podél rotorových listů vznikají aerodynamické síly; listy proto musejí mít speciálně tvarovaný profil, velmi podobný profilu křídel letadla. Se vzrůstající rychlostí vzdušného proudu rostou vztlakové síly s druhou mocninou rychlosti větru a energie vyprodukovaná generátorem s třetí mocninou. Je proto třeba zajistit efektivní a rychle pracující regulaci výkonu rotoru tak, aby se zabránilo mechanickému a elektrickému přetížení věrné elektrárny. Obsluha větrné elektrárny je automatická.

clip_image002

Větrné elektrárny s horizontální osou: tento typ větrných elektráren je rozšířenější a má větší účinnost. Zařízení se obvykle skládá z nosného stožáru gondoly, kde je umístěna strojovna a rotoru, který poháněn větrem roztáčí soustrojí elektrárny.

clip_image005

U tohoto typu lze rozlišit ještě dva pod typy. Jedná se buď to o elektrárny poháněné vrtulí nebo lopatkovým kolem. V případě vrtule se jedná o rychloběžný typ větrného rotoru s horizontální osou rotace. Zde jde o princip přeměny tahu na rotační pohyb. Vrtule jsou u větrných elektráren tvořeny většinou dvěma nebo třemi listy. V případě lopatkového kola je konstrukce taková, že se jedná o pomaloběžný typ větrného motoru s horizontální osou rotace. Nevýhodou lopatkového kola je poměrně těžká nosná konstrukce rotoru. Jeho činnost se pohybuje až kolem 43%. Tento typ se používá k výrobě elektrické energie především pro vlastní spotřebu v podobě malých zařízení.

Větrné elektrárny s vertikální osou: Tento typ větrných elektráren je rozšířen méně. Jejich účinnost se pohybuje až kolem 38%. Nevýhodou těchto zařízení je jejich nižší schopnost rozběhu. I u tohoto typu větrných elektráren lze rozlišit dva podtypy. Jedná se o Darrierův motor a Savoiniův motor. Darrierův motor byl patentován v roce 1931 a jedná se o rychloběžný typ rotoru. Skládá se z minimálně dvou křídel, která jsou na koncích upevněna a mohou rotovat kolem horizontální osy. Savoiniův motor byl patentován o dva roky dříve než Darrierův motor. U tohoto zařízení se jedná o pomaloběžný větrný motor s vertikální osou rotace. Je tvořen dvěma půlválcovými v zájemně přesazenými plochami. Díky tomuto uspořádání lze využít rozdílu tlaků působících na vypuklou a dutou plochu rotoru. Maximální účinnost tohoto typu větrného motoru je jen asi 23%. Oproti Darrierovu motoru má dobrou rozbíhavost.clip_image007clip_image009

U typů větrných elektráren s vertikální osou rotace odpadá nutnost natáčení zařízení po směru větru. U typů s horizontální osou je natáčení po směru větru zajištěno budˇto směrovým kormidlem nebo umístěním rotoru za gondolu, kdy gondola funguje jako směrové kormidlo.

Nejběžnějším typem větrných elektráren dnes využívaných k výrobě elektrické energie je ale níže na obrázku zobrazený typ větrné elektrárny s horizontální osou a vrtulí se třemi listy. Toto zařízení obvykle sestává z nosného stožáru na kterém je umístěná otočná gondola, která slouží také jako kormidlo k natáčení do směru větru. Za gondolou je umístěna vrtule. V gondole se nachází převodovka, brzda a samotný generátor elektrické energie. Brzda musí být schopná zastavit i elektrárnu roztočenou na maximální otáčky. Převodovka slouží k přizpůsobení otáček rotoru potřebám generátoru. Výška stožáru u dnešních velkých větrných elektráren bývá 100 až 120 metrů. Vrtule pak mívá průměr až kolem 150 metrů podle výšky stožáru.

Výhody a nevýhody větrných elektráren: z hlediska ekologie lze říci, že podstatnou výhodou větrných elektráren, je využívání nevyčerpatelné síly větru k pohonu zařízení na výrobu elektrického proudu. Větrná elektrárna také nevypouští žádné škodliviny. Neprodukuje žádný CO2 a odpadem je pouze samotná konstrukce větrné elektrárny po konci své životnosti. Z tohoto pohledu by se mohli větrné elektrárny jevit jako téměř bezchybné zařízení pro výrobu elektrické energie. Podívejme se ale také na úskalí, která sebou provozování a výstavby těchto zařízení nese. Jako první problém můžeme zmínit nutnost zálohovat výkon větrných elektráren jiným zdrojem pro případ, že vítr fouká málo a elektrárny elektrickou energii nedodávají nebo v případě, že fouká příliš a elektrárny musí být odstaveny, aby nedošlo k jejich poškození. Představa, že větrné elektrárny jsou schopny nahradit například elektrárny uhelné je tedy scestná.

Dalším problémem při provozu větrných elektráren je jejich hlučnost. Při provozu větrníku vznikají dva druhy hluku. Jedním je mechanický, jehož zdrojem je strojovna zařízení, druhým je hluk aerodynamický, který vzniká při obtékání vzduchu kolem listů rotoru a při procházení listů kolem stožáru. Problém tohoto zvuku je jeho periodičnost, která může neblaze působit na psychiku obyvatel v okolí. Druhým problémem je potom široký rozsah frekvencí těchto zvuků. Zastánci větrných elektráren poukazují na fakt, že pro kolaudaci takového zařízení je nutné měření hluku, jehož úroveň musí splňovat hygienické podmínky. Problémem jsou však infrazvuky, lidskému uchu neslyšitelné, avšak mající také vliv na lidskou psychiku. Tyto zvuky ale nepůsobí jen na lidi žijící v okolí, ale samozřejmě také na zvířata. Ty můžou rušit také periodicky se opakující světelné efekty vytvářené rotory elektráren v podobě odlesků nebo stínů způsobovaných listy rotorů.

Stavba větrná elektrárny je také značným zásahem do krajinného rázu. Nejde jen o narušení horizontu čnícím stožárem, ale je třeba si uvědomit, že stožár musí být nějak kotven, což se děje kotvením do mohutné betonové desky, která musí být na místě stavby vybudována. Větrné elektrárny také svými rotory zahubí mnoho ptáků a netopýrů, kteří hynou po srážkách s listy rotorů.

Dalším problémem je, co s větrnou elektrárnou po skončení její životnosti. Například jaderné elektrárny musí ze zákona spořit peníze na účet, ze kterého je po skončení jejich životnosti financována jejich likvidace a "starost" o vyhořelé palivo. (O vyhořelém palivu se čím dál tím více mluví jako o cenné surovině, "vyhořelé palivo" obsahuje stále přes 95% nevyhořelého uranu). U větrných elektráren (většinou vlastněných společnostmi s ručením omezeným) tato povinnost neexistuje. Proto zde hrozí reálné nebezpečí, že zůstanou stát na svém místě "navěky". Železné části nejpravděpodobněji skončí ve sběru, co ale s betonovým základem a kilometry kabelů v zemi? Také listy vrtule jsou vyrobeny z polyester/epoxidových pryskyřic, vyztužených skelnými vlákny. Tudíž dalších několik tun nebezpečného odpadu.

Větrné elektrárny také kladou značné nároky na regulaci přenosové soustavy. V době kdy fouká a větrné elektrárny ve větším množství dodávají elektrickou energii je třeba toto směrovat tak aby nedošlo k přetížení rozvodné sítě, což by paradoxně mělo za následek zhroucení této sítě a nedostatek energie. Například Německo, kde je výrazný podíl elektřiny vyráběn větrnými elektrárnami často využívá k transportu českou přenosovou soustavu, protože jejich síť není schopna tyto výkony uregulovat.

clip_image011
Větrné elektrárny jsou jistě, i přes výše zmíněné, zajímavým alternativním řešením výroby elektrické energie bez škodlivých emisí, problémům s produkcí CO2 nebo nedostatkem paliva. Je ale třeba dobře zvažovat, kde takové elektrárny stavět, aby nepřinášeli více problémů než užitku.

Zdroj: nadrevo.blogspot.com


Související články


Poslední diskuse k článku - 0 příspěvků celkem

přidej nový příspěvek

Zatím žádný příspěvek
můžete na tento článek reagovat jako první...


EnviWeb s.r.o. neručí a nenese zodpovědnost za obsah diskusních příspěvků, diskuse nemoderuje ani nerediguje. Diskusní příspěvky vyjadřují názor jejich autorů. EnviWeb s.r.o. si vyhrazuje právo odstraňovat diskusní příspěvky, a to zejména takové, které odporují dobrým mravům, porušují platné zákony ČR, poškozují dobré jméno serveru nebo obsahují neplacenou reklamu. Diskuse NEJSOU určeny pro dotazy na autory článků nebo redaktory EnviWebu.



Search
Partneři
Ekologický oskar
ZmapujTo.cz
Fandíme EnviWebu
Výrobky a služby pro životní prostředí
Výrobky a služby pro životní prostředí
Partnerské časopisy
<< Předchozí Následující >>



Doporučujeme: Ekologove.cz - ekologie v každodenní praxi, EnviMarket.cz - nabídka výrobků a služeb, ZmapujTo.cz - hlášení podnětů od občanů, Nazeleno.cz - úspory energie, Inspirace v bydlení, Cena elektřiny, Dřevěné brikety, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo, Palivové dřevo


Enviweb s.r.o. využívá zpravodajství ČTK, jehož obsah je chráněn autorským zákonem.
Přepis, šíření či další zpřístupňování tohoto obsahu či jeho části veřejnosti,a to jakýmkoliv způsobem, je bez předchozího souhlasu ČTK výslovně zakázáno.
Copyright (2008) The Associated Press (AP) - všechna práva vyhrazena. Materiály agentury AP nesmí být dále publikovány, vysílány, přepisovány nebo redistribuovány.
Toplist