Kde brát energii v budoucnosti? (II. - Vítr)

Tak se opět vracím k pokračování článku o energiích budoucnosti. Tentokrát se již konečně dostanu i k opravdovým zdrojům energie. Pro zjednodušení bych je rozdělil na dvě hlavní skupiny - pomocné a hlavní. Pomocné nikoliv z důvodu jejich nedůležitosti, ale protože se pravděpodobně nikdy nestanou páteří energetické sítě. U některých zdrojů to bude z důvodů nižších výkonů (např. tepelná čerpadla), u jiných kvůli nespolehlivosti dodávek, které závisí na rozmarech počasí (sluneční, větrné...).

Pomocné
Pomocné zdroje slouží již dnes na řadě míst. Svým výkonem jsou ale většinou předurčeny pro vylepšení energetické bilance jednotlivých budov, maximálně obcí. I když existují i velké projekty. Mezi pomocné zdroje energie počítám:

  • Větrnou energii
  • Sluneční energii
  • Tepelná čerpadla
  • Biomasu
  • Energii příboje
  • Energii přílivu

Větrná energie
Energii větru využívají lidé již od pradávna. Ať již pro pohon lodí, nebo třeba mlýnů či vodních čerpadel. S příchodem průmyslové revoluce se však na vítr poněkud zapomělo. V současné době ale nastává její návrat za využití moderních technologií. Nejčastěji instalované větrné elektrárny mají vodorovnou osu otáčení a využívají vztlaku, podobně jako letecké vrtule. Nejvíce se využívá konstrukce se třemi listy, ale existují i konstrukce s jedním či dvěma listy. Kromě konstrukce s vodorovnou osou otáčení existují i typy se svislou osou, pracující na principu odporu (typ Savonius) nebo vztlaku (typ Darrieus). Výhodou svislých řešení je, že mohou dosahovat vyšší rychlosti otáčení a tudíž i větší účinnosti, a že je není potřeba natáčet do směru větru. V praxi se ale příliš neuplatnily, neboť jsou výrazně více namáhány, což snižuje jejich životnost. Přesto nacházejí své uplatnění, například jako alternativní pohon u velkých tankerů jako novodobé plachty.

Savonius
Darrieus
Moderní netypická turbína typu Savonius s výkonem 3 kW (zdroj) Kanadská 4MW turbína typu Darrieus s výškou 96 m (zdroj)

Přestože vítr fouká prakticky všude, zdaleka ne všude jsou vhodné podmínky pro jeho využití. Největší energetický potenciál má vítr na moři či na plochém pobřeží. Jakákoliv nerovnost způsobuje turbulence, které výrazně snižují možnost využití. Nejvhodnějšími lokalitami jsou proto přímořské státy či velké planiny. Česká krajina spadá převážně do nejhorší kategorie s nejnižším potenciálem. Výkonová charakteristika větrné elektrárny vypovídá, že nejvyší využití energie dochází při rychlostech kolem 12 m/s. Při vyšších rychlostech musí být výkon elektrárny omezován, při rychlostech nad 25 m/s je potřeba jí i odstavit, aby se zabránilo jejímu poškození. Při rychlostech pod 3 m/s je výkon větru tak malý, že je energeticky nevyužitelný.

Konstrukce elektrárny se odvíjí od jejího využití. V našich podmínkách jsou elektrárny určené pro připojení do sítě vysoké cca 50 m s rotorem o průměru 40-60 m. V současnosti se ekonomicky nejefektivnější považují stroje s výkonem 600 až 800 kW. k zefektivnění provozu a snížení nákladů při projektování a výstavbě se elektrárny staví v tzv. farmách. Jedná se o seskupení obvykle 5 až 30 elektráren v jedné lokalitě. Ve vhodnějších podmínkách se ale staví výrazně větší projekty. Například největší větrná elektrárna světa stavěná u německého pobřeží má měřit 183 m, bude mít tři lopatky 63 m dlouhé a výkon 5 MW. Pro domácí využití jsou vhodné elektrárny s výkonem do 5 kW, které jsou konstrukčně jednodušší a tudíž i levnější. Jsou vhodné především pro samoty bez přívodu elektrické energie, případně jako náhradní zdroje sloužící k úsporám za odběr ze sítě. Jako záložní zdroj se obvykle používá sada akumulátorů.

Farma turbin
Farma typických horizontálních turbín (zdroj)

V současné době se v Evropě vyrábí přibližně 35 GW elektrické energie pomocí větru. To odpovídá cca 35ti velkým uhelným elektrárnám. Bohužel větrné elektrárny nejsou pro řadu míst nevhodné a proto je to budoucnost především přímořských států. Další nevýhodou je nestálost větru, který může zapříčinit i řadu dní bez výroby energie. Je proto nutné přebytky energie uchovávat (viz můj předchozí článek) a zároveň mít k dispozici záložní zdroje. Vítr tedy není samospasitelný, ale může výrazně uspořit jiné zdroje - například Dánsko větrem vyrábí 3 GW, což pokrývá přibližně 20 % celkových potřeb státu. Pro představu - celé USA přes svou velikost vyrábějí pouhých 7 GW!!! V České republice byl v roce 2001 instalovaný výkon 7 MW.

Zdroje dalších informací:
i-EKIS - Energie větru
EkoWATT - Energie větru
Agroplast VE Olesnice - Malé větrné elektrárny
Slovenské elektrárny - Interaktivní schéma větrné elektrárny (Flash prezentace)

 

    Komentáře

  • Na tohle byla reklama na Centrum: http://www.zelenaenergie.cz/ Nejaky komentar?
    :-)
     
  • Ono těch stránek zabývajících se alternativními zdroji energie je celá řada. Viz můj seznam. Ale je jich samozřejmě mnohem víc. Díky za odkaz.
    Lukas Kalista
     
 

Jméno
Text