Větrníky a elektromobilita ve Welsu

Opomenuty nezůstaly ani jiné obory. Zaujaly netradiční typy větrných elektráren, stejně jako různé dopravní prostředky s elektropohonem, od jízdních kol, přes skútry a motocykly až po elektroauta. A obě technologie - využívání větrné energie i elektropohony dopravních prostředků - našly v jednom z exponátů i své logické propojení.

Větrné elektrárny dosahují stále vyšších výkonů, v současnosti jde o stroje s instalovanými výkony v řádu jednotek MW, připojované k elektrickým sítím. V jejich stínu jakoby zůstala opomenuta menší zařízení s výkony o několik řádů nižšími, konstrukčně jednodušší a levnější, určená především pro tzv."ostrovní provoz", to je k využívání vyprodukované elektrické energie bez jejího přenosu sítí v bezprostřední blízkosti větrného zdroje.

Klasika, Daerrius i Savonius

Kategorie větrných elektráren dnes již klasické koncepce s třílistým rotorem zastupoval ve Welsu jeden z řady strojů Austrowind, které výrobce nabízí ve výkonové řadě 5, 10 a 20 kW. Jde tedy o středně velké elektrárny, použitelné jak pro dodávku elektrické energie do sítě, ale i pro zmíněný "ostrovní provoz", například na odlehlých usedlostech, horských chatách, farmách nebo dočasných stavbách. Výrobce pro tento způsob využití nabízí schémata propojení výkonu elektrárny do energeticky soběstačného systému samostatného obydlí s elektrickým ohřevem vody pro přímé využití nebo k topení, k nabíjení akumulátorů elektromobilu nebo přes měniče k oboustrannému propojení se sítí.

Listy rotoru větrných elektráren Austrowind mají pevné uložení v náboji. Větrné elektrárny nemají převodovku, prstencový generátor je k rotoru připojen přímo a pracuje v režimu proměnlivých otáček. Připojení sloupu větrné elektrárny k pevné přírubě ukotvené v základech prostřednictvím "pantu" umožňuje vztyčování kompletně smontované a elektricky připojené elektrárny pomocí speciálního hydraulického zvedáku, pak následuje definitivní připevnění příruby sloupu elektrárny s přírubou základů šrouby. Parametry, jimiž se jednotlivé typy elektráren vzájemně liší, jsou uvedeny v tabulce.

Tabulka 1 - Parametry větrných elektráren Austrowind

Na veletrhu se objevily i větrné elektrárny se svislými osami rotoru. Jsou konstrukčně i stavebně jednodušší, nepotřebují směrové natáčení, jsou také při porovnatelném výkonu zpravidla levnější, než větrné elektrárny s klasickým rotorem s horizontální osou. Výrobce uvádí, že jejich chod je i méně hlučný. Jsou určeny pro nižší výkony, zpravidla v rozmezí od stovek wattů po několik desítek kW. Opět tedy jde o stroje především pro ostrovní provoz, nejvýkonnější mohou však kooperovat i se sítí.

Konstrukční typ Darrieus má svislou osu rotoru, ke které jsou upevněny listy, jejichž profil vyvolává aerodynamický vztlak a působí tak otáčení osy. Listy mohou být upevněny svisle na vodorovných paprscích. Tento typ a řešení větrných elektráren byl ve Welsu zastoupen výkonovou řadou WINDTURBINE.cc. Vystavený exponát vypadal jako model instalace větrné elektrárny vedle zmenšeniny rodinného domku, jako příklad možného použití. Domek samozřejmě modelem byl, zatímco větrnou elektrárnu bylo sice možné považovat za zmenšeninu, ale ve skutečnosti to byla opravdová zcela funkční minielektrárnička s průměrem a výškou rotoru 30 cm, dosahující při proudění vzduchu 10 m/s výkonu 10 W při stejnosměrném napětí 12 V. Může sloužit například k nabíjení baterií malých mobilních zařízení. V prospektech byly představeny další větrné elektrárny tohoto typu s výkonem od 200 W do 50 kW. Základní parametry všech elektráren jsou uvedeny v tabulce 2.

Tabulka 2 - Parametry větrných elektráren Darrieus - WINDTURBINE cc

Poznámky:

DC - stejnosměrný proud, AC - střídavý proud, ostrov - při tzv. ostrovním provozu, síť - pro připojení k síti (přes transformátor, příp. měnič)

Svislou osu rotoru mají i elektrárny typu Savonius. Rotor je tvořen dvěma nebo více vydutými plochami, uchycenými symetricky ke svislé ose. Pohyb rotoru je vyvoláván rozdílnými tlakovými poměry působícími na vydutou a vypuklou stranu funkčních ploch zařízení. Jednoduchost však s sebou nese nízkou účinnost zařízení. Přesto se i taková konstrukce ve Welsu objevila - a to ve velmi zajímavém designu i perspektivní souvislosti.

Větrná elektrárna byla v tomto případě integrována se stanicí pro dobíjení trakčních akumulátorů elektricky poháněných dopravních prostředků společnosti e-moove GmbH. Zařízení poutalo zájem svým celkovým designem. Ve 4 m vysokém zařízení je rotor typu Savonius s výškou 1,6 m umístěn na 2,3 m vysokém fundamentu. Rotor má několik vydutých ploch a je na obvodu konstrukce lemován systémem pohyblivých lopatek, usměrňujících a regulujících k rotoru přicházející větrné proudění; je patrná jistá inspirace z regulace vodních Peltonových turbin.

Fundament obsahuje transformátor, měniče, akumulátory, systémy regulace, ale také elektroniku prodeje nabíjecího proudu pomocí dotykového zákaznického displeje s terminálem na platební kartu. Tato větrná elektrárna propojená s nabíjecí stanicí byla ve Welsu zajímavým propojením s další skupinou exponátů, elektricky poháněnými dopravními prostředky: jízdními koly, mopedy, motocykly i automobily. Zaujal například elektromobil Smart - Elektro, postavený na bázi známého městského miniauta. Byly uvedeny i základní parametry: výkon elektrického pohonu 17 kW (špičkový při rozjezdu až 34 kW), kapacita baterií 13 kWh, maximální rychlost 100 km/h, akumulátory typu LiFe-PO4, dojezd 100 km, doba nabíjení při běžném režimu 6 - 8 hodin. I veletrh ve Welsu potvrdil vzrůstající zájem konstruktérů, ale i dodavatelů elektrické energie pro uvedené elektricky poháněné dopravní prostředky a jejich potenciálních výrobců. Právě systémy nabíjení elektromobilů mohou být v blízké budoucnosti spolu s využíváním obnovitelných zdrojů energie významnou součástí "chytrých sítí", využitelných i pro efektivní regulaci elektrizačních soustav, a to nejen na straně spotřeby elektrické energie v době přetlaku výkonu v síti, ale i pro pokrývání špičkových nebo havarijních potřeb.

Větrná elektrárna Austrowind WT 5.000

Na nejmenší větrné elektrárně s výkonem 10 W byl dobře patrný princip rotoru typu Darrieus, použitý i u výkonnějších typů s výkony od stovek wattů pro desítky kW.

Nabíjecí stanice pro elektromobily, designově i funkčně propojená s větrnou elektrárnou s rotorem typu Savonius.

Dva exponáty z oboru elektromobility - elektrická verze miniauta Smart a elektrický moped

Autor a foto: Břetislav Koč

Zdroj: Časopis Alternativní energie - www.alen.cz