10. Větrné elektrárny v Krušných horách

INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH
ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ
A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ
CZ.1.07/1.1.00/08.0010
VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY
V KRUŠNÝCH HORÁCH
ING. JANA ČERNÁ
TENTO DOKUMENT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY
Větrné elektrárny v Krušných horách
-1-
Obsah
1.HISTORIE VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY…………………………………………………-32.VĚTRNÁ ENERGIE……………………………………………………………………..-63.PRINCIP A FUNGOVÁNÍ VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY……………………………….-74.TEORIE VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY……………………………………………………-8Teoreticky dosažitelný výkon………………………………....…….…………….-8Účinnost…………………………………………………………….………………-85.DRUHY A ROZDĚLENÍ VtE……………………………………………………………-9Mikro a malé elektrárny…………………………………………………………-10Střední a velké elektrárny……………………………………………. …………-10Rozdělení podle aerodynamického principu……………………………………-116.POPIS VtE ………………………………………………………………………….….-13Regulace výkonu………………………………………………………………… -177.VÝHODY A NEVÝHODY VtE...……………………………………….………...……-19Často diskutované otázky…………………………………………………………-198.VÝROBCI VĚTRNÝCH ELEKTRÁREN………………………………………….…-21Encorn E-82……………………………………………………………………….-229.VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY V ČECHÁCH…………………………………………….-23Možnosti a perspektivy…………………………………..………………………-23Investice skupiny ČEZ…………………………………………………………...-2310.VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY V KRUŠNÝCH HORÁCH…………………………….-24Kryštofovy Hamry…………………………………………………….………….-25Klíny…………………………………………………………………….…………-26Boží dar- Neklid…………………………………………………….…………….-27Petrovice……………………………………………………………………….….-28Čížebná – Nový Kostel…………………………………………….……………..-29Podmíleská výšina………………………………………………….…………….-30Loučná…………………………………………………………….………………-31Nová ves III……………………………………………………….………………-32Nová ves II……………………………………………………………..……...…..-33Nové Město………………………………………………..………………………-34Mníšek……………………………………………………..……………………...-35Hora Svatého Šebestiána…………………………………..………………….....-3611.VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY VE SVĚTĚ……………………………………….…… -3712.MENŠÍ REVOLUCE VE VĚTRNÉ ENERGETICE……………………….………-3813.ZÁVĚR………………………………………………………………………………...-39-
-2-
1. Historie větrné energie
Otáčivý pohyb naší planety a vliv slunečního záření způsobují pravidelné proudění vzduchu
nad mořem i pevninou. Technicky využitelný potenciál energie větru se odhaduje na 26 000
TWh za rok.
Možnost využití energie větru si lidé uvědomili velmi brzy, vítr byl zřejmě první živel, který
se člověku podařilo ovládnout. Lze doložit, že Egypťané používali sílu větru k pohonu lodí již
5000 let př. n. l.
Prvními prakticky využitelnými stroji se však staly větrné mlýny. V Číně a Persii se používaly
již v 7. století. V 10. století se prostřednictvím Arabů objevují ve Španělsku a do ostatních
evropských zemí postupně pronikaly ve 12. a 13. století. Význam větrné energie vrcholil v 16.
století. V 17. století dosáhl jejich počet 60 000. V Čechách, na Moravě a ve Slezsku se větrná
energie využívala v 18. a 19. století. Svědčí o tom asi 260 zcela nebo částečně zmapovaných
lokalit, kde dříve stávaly větrné mlýny. Pro Holandsko se staly stejně typické jako tulipány.
Jenom v oblasti řeky Zaan (severozápadně od Amsterodamu) jich bylo více než 700. Na
rozdíl od Anglie a Německa, kde hlavním zdrojem energie bylo uhlí, v Holandsku v té době
byly hlavním energetickým zdrojem právě větrné stroje.V roce 1850 mohl být výkon všech
větrných mlýnů kolem 1 000 MW.
Jak sám název napovídá, tyto stroje se používaly k mletí obilí. Stejný princip se však používal
i ke zpracování cukrové třtiny, k čerpání vody atd. Prvním mužem, který se vážně zabýval
myšlenkou vyrábět "pomocí vzduchu" elektřinu a který zřejmě také jako první na světě
zhotovil větrný motor vyrábějící elektrický proud byl Poul la Cour (1846 - 1908). Bylo to v
roce 1891 a vyrobený proud používal pro elektrolýzu ve své škole.
Všechny tyto větrné motory pracovaly na odporovém principu: vítr se opírá do lopatky (např.
ve tvaru rovinné desky), která mu klade odpor a tím se vyvíjí síla otáčející rotorem. Účinnost
takovéhoto motoru je velmi nízká a zdaleka nedosahuje ani 20 %. To ve třicátých letech vedlo
ke konstrukci větrných strojů pracujících na vztlakovém principu, kdy vítr obtéká lopatku, jež
má profil podobný letecké vrtuli (křídlu).
-3-
Účinnost větrného motoru této konstrukce může převýšit i 50 %. Aby mohla být energie větru
takto využita, musí rychlost lopatek mnohonásobně převyšovat rychlost větru. Přitom platí
pravidlo, že čím menší je počet lopatek (křídel), tím vyšší je tzv. koeficient rychloběžnosti
(poměr obvodové rychlosti konce křídel k rychlosti větru), tím rychleji se rotor otáčí. Proto
mívají tyto větrné stanice pouze jedno, dvě nebo tři křídla.
Takovéto konstrukce se začaly objevovat v době II. světové války a jejich výstavba vrcholila
v 50. letech, kdy se objevily v mnoha zemích světa. Další kus historie větrných motorů se
odehrával v 80. letech v Kalifornii, kde v průsmyku San Gorgonio byla vybudována jedna z
prvních větrných “farem” s 3 500 turbinami (pracuje dodnes). Později byly budovány další
“farmy”. Jejich výkon se velmi různí, od několik stovek kilowattů u těch malých až po ty
velmi velké, jako je např. v průsmyku Tehachapi. Tento průsmyk patří mezi největrnější místa
na zeměkouli a tak elektrárna dává ročně 1,3 TWh (1 300 000 000 kWh)! některé z těch
menších se “vešly” i do Evropy (Velká Británie).
-4-
Aby mohl rotor co nejvíce převzít energii větru, je hlava větrné elektrárny, tzv. gondola,
umístěna na stožáru otáčivě. K nařízení osy rotoru směrem k větru slouží postranní větrné
kolo nebo elektromotor. Tuto nevýhodu odstraňují konstrukce větrných motorů se svislou
osou otáčení. Rozhodující popud pro zařízení tohoto druhu dal už v roce 1930 Francouz
George J. Darreius, ale tehdy mu nikdo nepřikládal valný význam. Teprve energetická krize
počátku 70. let oprášila i systém Darius. Samozřejmě, že v podobě, jaká odpovídala
tehdejšímu stavu techniky. Svislý rotor má zpravidla dva nebo tři listy, v příčném řezu
tvarované opět jako letecký profil. K dalším výhodám tohoto systému patří to, že odpadá
nákladná konstrukce otočné gondoly a generátor je umístěn na zemi, takže se snadno udržuje.
Ke spuštění se musí použít pomocný elektromotor
Množství větrných elektráren poměrně uspokojivě stoupá. Ve Spojených Státech je celkový
instalovaný výkon těchto elektráren 1 700 MW, v Dánsku 520 MW, v Německu 330 MW. Za
posledních 10 let jich bylo vybudováno více než 20 000. A to i přesto, že stupeň využití těchto
elektráren je poměrně nízký (výše uvedená účinnost přes 50 % je účinnost vlastního zařízení,
když však vezmeme v úvahu, že činnost a výkon elektrárny jsou závislé na existenci a vhodné
intenzitě větru, je využití elektrárny 12 – 16 %), což vede k nepříznivému poměru
pořizovacích a provozních nákladů na straně jedné a vyrobených kilowathodinách na straně
druhé.
Naše republika nemá tak výhodné podmínky pro využití větrné energie jako Kalifornie nebo
nebo přímořské státy. Přesto každá investice, která umožní výrobu elektrické energie a ušetří
tuny oxidu siřičitého, oxidu dusíku, oxidu uhličitého nebo popílku je dobrou investicí.
-5-
2. Větrná energie
Vítr vzniká v atmosféře na základě rozdílu atmosférických tlaků jako důsledku
nerovnoměrného ohřívání zemského povrchu. Teplý vzduch stoupá vzhůru, na jeho místo se
tlačí vzduch studený. Zemská rotace způsobuje stáčení větrných proudů, jejich další ovlivnění
způsobují morfologie krajiny, rostlinný pokryv, vodní plochy
Vítr patří k nevyčerpatelným (obnovitelným) zdrojům energie.Energie větru patří k
historicky nejstarším využívaným zdrojům energie. V České republice jsou možnosti využití
energie větru, vzhledem k přírodním podmínkám (vnitrozemské klima s nepravidelným
prouděním vzduchu), dosti omezené. Vhodné lokality pro využití větrné energie jsou většinou
ve vyšších nadmořských výškách, kde vítr dosahuje vyšších rychlostí (nad 5m/s). Při využití
všech lokalit s rychlostí větru vyšší než 4,8m/s by bylo možné v České republice vyrobit až 5
TWh elektrické energie, tj. 8,5% současné spotřeby el. energie.
Charakteristiky a základní termíny
Vítr je určen dvěma veličinami, a to rychlostí a směrem.
Směr větru
udává, ze které světové strany vítr vane. Sledováním směru větru a grafickým zaznamenáním
výsledků získáme tzv. větrnou růžici, v níž je příslušnému směru přiřazena také rychlost a
procentuální četnost větru vanoucího určitým směrem.
Rychlost větru
se sleduje pomocí anemometru. Rozložení rychlosti větru se vyjadřuje sloupovým grafem,
kde je každé rychlosti větru přiřazeno číslo, vyjadřující její procentuální podíl na celkové
době, po kterou byl vítr sledován. Odhadem je možné rychlost větru stanovit vizuálně a
výsledky srovnat s Beaufortovou stupnicí síly větru.
-6-
Beaufortova stupnice síly větru
Větrná energie je označení pro oblast technologie zabývající se využitím větru jako zdroje
energie.
Větrná energie je propagována jako čistý obnovitelný zdroj energie a subvencemi je
podporováno její využití. Téma je velmi kontroverzní a vede se o něm živá debata. V roce
2004 větrné elektrárny vyrobily pouze 0,01% procenta celkové energie v ČR.
Nejobvyklejším využitím jsou dnes větrné elektrárny, které využívají síly větru k roztočení
vrtule (větrná turbína). K ní je pak připojen elektrický generátor. Získaná energie je přímo
úměrná třetí mocnině rychlosti proudící vzdušné masy, proto větrné elektrárny po většinu
doby nedosahují nominálních hodnot generovaného výkonu. V historii se místo převodu na
elektřinu přímo konala nějaká mechanická práce. Větrný mlýn například mlel obilí, větrnými
stroji se čerpala voda, lisoval olej, stloukala plsť nebo poháněly katry. Vítr se také používá k
pohonu dopravních prostředků, nejvíce u lodí (plachetnice).
3. Princip fungování větrné elektrárny
Působením aerodynamických sil na listy rotoru převádí větrná turbína umístěná na stožáru
energii větru na rotační energii mechanickou. Ta je poté prostřednictvím generátoru zdrojem
elektrické energie. 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. Životnost nové větrné elektrárny
se udává 20 let od uvedení do provozu.
Výroba elektrické energie [kWh,MWh,GWh]
– zpravidla se vztahuje k období 1 roku (=> MWh/rok ap.)
Závisí na:
1) větrných poměrech v prostoru rotoru
2) vlastnostech větrné elektrárny – dány výkonovou křivkou
3) technických a dalších okolnostech (poruchy)
-7-
4. Teorie větrné elektrárny
Teoreticky dosažitelný výkon
Proudící vzduch předává lopatkám větrné elektrárny část své kinetické energie. Albert Betz v
roce 1919 odvodil teoreticky maximální dosažitelnou účinnost větrného stroje na 59%
(Betzovo pravidlo). Kinetická energie větru se v turbíně mění na energii otáčivého pohybu a
následně v generátoru na energii elektrickou. Teoreticky dosažitelný výkon činí v případě
jednotkové plochy
kde Kb je Betzův koeficient 0,59
Pro reálné turbíny s průměrem rotoru D (tedy délkou lopatky D/2) se používá vzorec
kde Cp je součinitel výkonnosti, v ideálním případě
rovný 0,59
Ps= 0,5 Cp*S*ρ*v3 ρ – hustota vzduchu, v – rychlost větru,S-plocha opsaná vrtulí
Účinnost
Součinitel výkonnosti je sám o sobě funkcí rychlosti větru a je dán konstrukčním řešením
turbíny, konkrétně převodní křivkou úhlu natočení lopatek turbíny v závislosti na rychlosti
větru. To, v kombinaci s kubickou závislostí na rychlosti větru způsobuje pronikavou
závislost skutečného výkonu na rychlosti větru (při poloviční rychlosti je výkon osminový
atd.).
Další podstatnou hodnotou, definující účinnost větrného zdroje je koeficient ročního využití k,
definovaný jako poměr skutečně odvedeného výkonu k teoreticky možnému výkonu zdroje za
rok. V českých podmínkách se k pohybuje v mezích 0,1-0,2, pro velmi větrné lokality
dosahuje teoreticky až 0,28. Statisticky podle dat za rok 2007 však dosahuje koeficient
ročního využití větrných elektráren v ČR pouze 12,71 % (za rok 2005 to bylo pouze 11 %)
Hodnota ovšem značně závisí na zvolené lokalitě
-8-
5. Druhy a rozdělení VtE
Mikroelektrárny
Pro napájení jednotlivých zařízení nedodávají energii do sítě, výkon
do cca 1 kW
Malé elektrárny
Pro napájení velkých zařízení nebo stavení, obvykle nedodávají
energii do sítě, výkon do cca 15 kW
Velké elektrárny
Pro napájení vesnic a měst, vždy dodávají energii do sítě, výkon
stovky kW až jednotky MW
Zatímco mikroelektrárny na svém výstupu dávají napětí 12V nebo 24 V a výkon v rozsahu
1W až cca 1kW a malé elektrárny napětí 230 V (příp. 400 V), s výkonem do cca 15 kW,
střední a velké elektrárny již poskytují vyšší napětí, někdy v až řádu kV a výkony až 3 MW na
jednu větrnou elektrárnu.
Větrné elektrárny malých výkonů do 5 kW se používají převážně pro dobíjení akumulátorů.
Elektrárny o výkonech pět až 20 kW lze použít pro přímé zásobování domácností elektrickou
energií (ohřev TUV), nebo pro dodávky energie do veřejné sítě. Elektrárny vyšších výkonů
než 20 kW se používají pro dodávky do veřejné sítě, jejich výkon je již poměrně vysoký pro
přímé využití v domácnosti a veřejná síť je zároveň největším akumulátorem.
-9-
Mikroelektrárna
Tyto typy větrných elektráren jsou pro osobní použití nebo malé firmy velmi vhodné. Jsou
takovou alternativou k slunečním článkům v místech, kde je dost větrno a naopak méně svítí
slunce. Mikroelektrárny s malými výkony (cca 100 W) tak mohou například napájet osvětlení
reklamních panelů podél dálnic, aktivní inteligentní dopravní značky, měřiče teploty a hodiny
apod. Jejich skládací verze mohou sloužit v přírodě jako mobilní nabíječe akumulátoru,
napájení světlení, vařiče, malého topení, vysílačky, počítače nebo televizoru.
Malé elektrárny
Malé větrné elektrárny již poskytují výkony i mnoho jednotek kW, což již na spotřebu velké
chaty nebo běžného rodinného, dobře zatepleného domku stačí. Například výkon od 1 kW již
plně postačuje na čerpání vody ze studně a její rozvod do kohoutků v objektu. Tyto elektrárny
často vyrábí elektřinu pomocí synchronních generátorů buzených permanentními magnety s
výstupním napětím 24 V nebo klasických 230 V, příp. 400V.
Pro správnou volbu je nutné správně spočítat spotřebu a zvolit výkon elektrárny, resp. jejího
generátoru/turbíny. Takový typický domek má roční spotřebu cca 9400 kWh za rok, čemuž
odpovídá cca 780 kW za měsíc. V závislosti na průměrné rychlosti větru je vhodné volit
výkon elektrárny 5 až 10 kW. Výkon 1.5 kW v místě s průměrnou rychlostí větru cca 6 m/s
pak za měsíc vygeneruje cca 300 kWh.
Z pohledu konstrukce mohou vypadat různě. Zatímco malé elektrárny s výkonem okolo 1 až 5
kW mohou ještě vypadat jako "větší" mikroelektrárny - viz. obrázek 6., konstrukce pro
výkony na 10 kW již někdy vypadají jako zmenšeniny těch středních a velkých, tzn. mají již
gondolu vybavenou převodovkou (Gear-Box), brzdou (Brake) a generátorem (Generator)
připojené přes hřídel (Main Shaft) na rotor vrtule s listy (Blades). Vše je pak připevněno na
sloupu (Tower), kterým vedou výkonové a signálové kabely -
Střední a velké elektrárny
Elektrárny velkých výkonů (300 až 3000 kW) jsou určeny k dodávce energie do veřejné
rozvodné sítě. Mají asynchronní nebo synchronní generátor, který dodává střídavý proud o
napětí 660 V a vyšších, a tudíž nemohou pracovat jako autonomní zdroje energie. Existují i
elektrárny se speciálním mnohapólovým generátorem, který nevyžaduje převodovou skříň.
Většina elektráren má konstantní otáčky regulované natáčením listů a proměnným
převodovým poměrem převodovky. Některé typy mají i dvě rychlosti otáčení. Některé střední
elektrárny mohou však mít i proměnné otáčky podle okamžité rychlostí větru. V praxi se
používají většinou větrné elektrárny s horizontální osou rotace a u velké elektrárny mají
průměr rotoru až 80 m a věž o výšce více než 80 metrů. Trendem poslední doby je zvětšování
výkonu větrných elektráren a zvyšování stožárů. Nejnovější zařízení instalovaná ve světě
pracují s generátorem o výkonu až 3 MW, který je na tubusu dosahujícím výšky kolem 100
metrů. Důvodem jsou nižší měrné náklady na výrobu energie a optimální využití lokalit,
kterých je omezený počet. K zefektivnění provozu a snížení nákladů na projektování a
výstavbu se velké elektrárny sdružují do skupin (obvykle 5 až 30 elektráren) tzv. větrných
farem.
- 10 -
Rozdělení podle aerodynamického principu
Podle koncepce lze větrné motory rozdělit na motory s horizontální a vertikální osou rotace.
Větrné elektrárny s horizontální osou rotace jsou v současné době nejrozšířenější. Dle řešení
je můžeme dále rozdělit na větrné elektrárny s vrtulí a lopatkovými koly. Větrné motory s
horizontální osou rotace jsou zobrazeny na obr.1,větrné motory s vertikální osou rotace obr. 2.
Obr. 1. Větrné motory s vodorovnou osou rotace
.
Obr. 2. Větrné motory se svislou osou rotace
- 11 -


Vztlakové s vodorovnou osou otáčení - vítr obtéká lopatky s profilem podobným
letecké vrtuli. Na podobném principu pracovaly již historické větrné mlýny, nebo tak
pracují větrná kola vodních čerpadel (tzv. americký větrný motor). Při stejném
průměru rotoru v zásadě platí nepřímá závislost počtu listů a frekvence otáčení.
Moderní elektrárny mají obvykle tři listy, byly však vyvinuty i typy s jediným nebo se
dvěma listy.
Odporové - pracují na vztlakovém principu, kdy existují také elektrárny se svislou
osou otáčení, některé pracují na odporovém principu (typ Savonius, jako misky
anemometru) nebo na vztlakovém principu (typ Darrieus). Výhodou elektráren se
svislou osou pracujících na vztlakovém principu je, že mohou dosahovat vyšší
rychlosti otáčení a tím i vyšší účinnosti, není je třeba natáčet do směru převládajícího
větru. Elektrárny se svislou osou otáčení se v praxi příliš neuplatnily, neboť u nich
dochází k mnohem vyššímu dynamickému namáhání, které značně snižuje jejich
životnost. Nevýhodou je malá výška rotoru nad terénem, tj. i menši rychlost větru.
V praxi se téměř nepoužívají.
- 12 -
6. Popis VtE
Struktura střední a velké větrné elektrárny
je velmi podobná a skládá se z níže
uvedených částí. Rozdíl je často jen ve
velikosti a dimenzování mechanických
částí a pak v provedení gondoly/strojovny
a samotné věže. Velké elektrárny mají
dutý tubus věže se schody či výtahem a
velkou strojovnu - viz obrázek 9.
Popis částí velké větrné elektrárny:
1 - rotor s rotorovou hlavicí a listy
2 - brzda rotoru
3 - planetová převodovka
4 - spojka
5 - generátor
6 - servo-pohon natáčení strojovny
7 - brzda točny strojovny
8 - ložisko točny strojovny
9 - čidla rychlosti a směru větru
10 - několikadílná věž elektrárny
11 - betonový armovaný základ elektrárny
12 - elektrorozvaděče silnoproudého a
řídícího obvodu
13 - elektrická přípojka
Struktura velké větrné elektrárny
- 13 -
Rotor
Vrtule je větrný motor s nejvyšší dosažitelnou účinností, která může dosahovat až 59%. Jde o
rychloběžný typ větrného motoru, rychloběžnost může dosahovat hodnot až deseti.
Maximální účinnost se ale obecně dosahuje při rychloběžnosti šest. Počet listů rychloběžné
vrtule bývá jeden až čtyři, přičemž nejrozšířenější jsou dvoj a trojlisté vrtule. Maximální,
jmenovitý výkon, který lze získat při daném průměru vrtule D a dané rychlosti větru v lze
orientačně vypočítat dosazením do vztahu:
kde
P
v
D
maximální jmenovitý výkon ve W,
rychlost větru v m/s,
průměr vrtule v m.
Rychloběžný větrný motor má malý počet listů a tím je jeho cena relativně nízká ve srovnání
s mnohalopatkovým rotorem. Namáhání listu rychloběžných motorů poryvy větru je méně
významné, protože listy rotoru těchto konstrukcí jsou dimenzovány pro výrazně vyšší
odstředivé síly. Je - li větrný motor v klidu, je axiální tlak na disk rotoru rychloběžných
konstrukcí menší, než kdyby se otáčel, takže ohybové namáhání listu rotoru není tak
významné. Nevýhodou rychloběžných větrných motorů je malý počáteční točivý moment a
proto je nutné vybavit tyto stroje buď nuceným elektrickým rozběhem, nebo u menších typů
dvojstupňovou regulací, kde jeden stupeň nastaví rotor do rozběhové polohy která je
charakteristická velkým úhlem nastavení a tím i vyšší hodnotou rozběhového momentu.
Teprve po rozběhu se rotor přestaví do pracovní polohy. U menších typů je přestavení
realizováno mechanicky, u větších obvykle hydraulicky.
Vrtule pro rychloběžný typ větrné elektrárny má nejvyšší možnou dosažitelnou účinnost ze
všech ostatních typů, max. 45%. Listy vrtule ("křídla" elektrárny), kterých zpravidla bývá 1 až
4, jsou vyrobená ze sklolaminátu podle přesně propočítaných profilů. Jejich délka se pohybuje
od 30 do 40 metrů, průměr rotoru je tedy 60 až 80 metrů, v poslední době i větší. Při 25
otáčkách/min tak dosahují za provozu konce křídel rychlosti přes 300 km/h! Jejich natáčení
kolem vlastní podélné osy je jedním z prvků regulace chodu elektrárny. Fouká-li příliš silný
vítr nebo je-li nutné elektrárnu odstavit z jiného důvodu, listy křídel se natočí kolem své osy
tak, že vítr rotorem neotočí. Rotor je pak zajištěn brzdou.
Převodovka
U větrných elektráren slouží k převodu velkých jmenovitých otáček rotoru na poměrně nízké
jmenovité otáčky generátoru. Používají se několikastupňové převodovky na jejichž těleso je
obvykle přímo připojena brzda.
Ovšem v dnešní době existují i bezpřevodovkové systémy:
Bezpřevodovkové řešení je založeno na využití nízkorychlostních multipólových generátorů,
které však mají velké rozměry, což může způsobit jisté problémy v transportu, zejména v
megawattové třídě. Na druhé straně se významně sníží počet strojních částí. Není potřebná
rozměrově velká převodovková skříň, odpadají spojovací prvky, je zmenšený počet rotujících
prvků, zjednodušila se gondola a konec konců je jednodušší údržba
- 14 -
Generátor



Stejnosměrné – jsou vhodné pouze pro mikroelektrárny, které produkují stejnosměrné
napětí 12 nebo 24 V.
Asynchronní – produkují střídavý proud a napětí => jsou připojitelné k síti.
Nevyžadují složitý připojovací systém - pouze se sledují, otáčky což rozhoduje o
okamžiku připojení k síti.
Synchronní – jsou vhodné pro malé, střední i velké větrné elektrárny - mají velkou
účinnost. Mnohapólové generátory jsou schopny pracovat s velkým rozsahem
rychlostí větru i bez převodovky.
Generátor mění mechanickou energii hřídele na energii elektrickou. V moderních elektrárnách
se můžeme setkat s 2 typy generátorů. Pokud elektrárna obsahuje převodovku pak se využívá
asynchronní generátor s vinutým rotorem(kroužkový). U bezpřevodovkových technologií pak
generátor synchroní.
Generátory používané ve větrných elektrárnách lze rozdělit tedy do dvou skupin:


synchronní generátory (alternátory)
asynchronní generátory
Pro malé elektrárny se obvykle používají stejnosměrné generátory, které umožňují přímé
dobíjení akumulátorů, popř. střídavé generátory běžněji na bázi permanentních magnetů s
vhodným typem usměrňovače, které jsou v dnešní době levné.
Ve větších větrných elektrárnách se používají synchronní a asynchronní generátory . Výhodou
synchronních generátorů je poměrně velká účinnost a poměrně nízké pracovní otáčky. Jsou
však schopny vyrábět proud a napětí požadovaných parametrů i při vysokých otáčkách, proto
jsou použitelné pro široký rozsah rychlostí větru. V porovnání s asynchronními generátory
jsou však mnohem dražší a vyžadují komplikovaný řídící systém, který je schopen snímat
otáčky, napětí, fázový posun, okamžik připojení a odpojení k síti. Asynchronní generátory
jsou levnější konstrukce, nemají žádné rotující kontakty, jsou velmi snadno přifázovatelné k
síti, při připojení k síti se neprojevují oscilační jevy. Asynchronní generátor lze připojit k síti i
když se jeho otáčky liší od synchronních o pět procent. Připojovací systém je velmi
jednoduchý a sestává pouze ze zařízení sledujícího otáčky generátoru.
- 15 -
Transformátor
Z generátoru odchází elektrický proud o napětí 400 – 690 V.Jelikož se elektrárna připojuje do
sítě a napětím 22 nebo 35 kV,je důležitou součástí zařízení i transformátor který zajišťuje
právě změnu napětí
Systém natáčení do směru větru



Ocasní plocha - hlavně u mikroelektráren, příp. malých elektráren - jednoduché
mechanické řešení
Boční pomocné rotory - malé a střední elektrárny
Natáčení pomocnými motory - střední a velké elektrárny
Ocasní plocha je nejjednodušší způsob natáčení rotoru do směru větru. Využívá se zejména u
malých elektráren o výkonu do pěti kW. Podstata spočívá v tom, že strojovna větrné
elektrárny je opatřena plochou podobnou ocasní ploše větrné korouhve, která je pevně spojena
s rámem strojovny. Při změně směru větru tak vznikne točivý moment, který pootočí celou
strojovnu do požadovaného směru. Zařízení je velmi jednoduché, spolehlivé a levné.
Nevýhodou j e vznik značných gyroskopických momentů při otáčení strojovny, které
způsobují namáhání hlavního hřídele větrné elektrárny na ohyb.
Boční pomocné rotory jsou tvořeny dvojicí lopatkových kol nasazených na pastorek zabírající
do ozubeného kola věnce pevně spojeného se strojovnou elektrárny. Při poryvu bočního větru
se pomocné rotory roztočí a pozvolna natočí strojovnu do požadovaného směru. Výhodou je
pomalé natáčení a tím velmi malé namáhání gyroskopickými momenty. Nevýhodou je
složitější konstrukce.
Natáčení pomocnými elektromotory se používá u větrných elektráren velkých výkonů
připojených na síť. Skládá se ze snímacího členu v podobě větrné korouhve a anemometru,
vyhodnocovací elektroniky a akčního členu, jenž představuje elektromotorem poháněný
pastorek zapadající do ozubeného kola věnce. Věnec je opět pevně spojen se strojovnou tak
jako v předešlém případě. Pokud čidla zaznamenají změnu směru větru, vyhodnocovací
elektronika uvede v činnost pomocný elektromotor a tím dojde k pomalému natočení celé
strojovny do požadovaného směru. Výhodou je přesné a pozvolné natočení do směru větru,
nevýhodou je vyšší cena daná větší složitostí zařízení. Pro elektrárny větších výkonů je však
toto zařízení nezbytné.
- 16 -
Hydraulické brzdné systémy větrné elektrárny
Mechanické brzdění rotačních pohybů větrné elektrárny se používá v případě řízeného
odstavení turbíny a jako parkovací brzda natočení azimutu strojovny pro údržbu a opravy. Pro
funkci změny geometrie listů rotoru se většinou nepoužívá mechanický brzdný systém. Pro
menší větrné elektrárny je většinou brzděn hřídel rotoru turbíny. Pro výkony nad 600 kW se
z důvodu vysokého kroutícího momentu používá brzdný systém hřídele mezi výstupem
převodové skříně a generátorem. Pro zákaznická řešení brzdných hydraulických agregátů se
používá modulární kompaktní provedení s centrálním blokem s vestavnými ventily, dalšími
bloky pro brzdu generátoru, brzdu natáčení azimutu strojovny a bezpečnostním blokemzámku
rotoru opatřeným akumulátorem.
Stožár a rám strojovny
Stožár malých větrných elektráren o výkonu do pěti kW obvykle tvoří trubkový stožár
kotvený lany v jedné nebo několika výškách. U elektráren středních výkonů se používají
příhradové stožáry. Z transportních důvodů jsou dělené na několik částí a spojují se až na
místě instalace. Elektrárny velkých výkonů mohou mít stožár příhradový nebo tubusový.
Výroba tubusů je sice technologicky náročnější, ale výhodou je možnost využití tubusu pro
umístění kontrolních a řídících prvků. Základním problémem, který je nutno řešit při návrhu
jakéhokoliv stožáru, jsou vlastní frekvence celého systému. Tyto frekvence musí být vhodnou
konstrukcí a kotvením vyloučeny, jinak by mohlo dojít k havárii stožáru.
Konstrukce rámu je tvořena u všech velikostí elektráren ocelovým svařencem s tenkostěnných
uzavřených profilů. Některé konstrukce využívají samonosné těleso převodové skříně, na
které jsou připevněny všechny ostatní součásti strojovny
- 17 -
Regulace výkonů
Aby zvyšování rychlosti větru, které vede ke zvyšování výkonu, nezpůsobilo poškození
generátoru, musí být vhodným způsobem snížen výkon dodávaný vrtulí. K tomuto účelu se
používají různé způsoby regulace výkonu vrtule, charakteristické pro jednotlivé typy VTE.
• Regulace Stall (pasivni): Rotor elektrarny ma pevne listy a pro regulaci
využiva odtrženi proudnice vzduchu od listu rotoru při určite rychlosti větru.
Po odtrženi dojde ke sniženi vykonu. Vyhody jsou o něco vyšši vyroba
elektricke energie při vyššich rychlostech větru s větrnymi narazy a nižši
pořizovaci naklady. V současne době se použiva i aktivni varianta regulace
typu Stall, ktera spočiva v mirnem pomalem aktivnim natačeni listů v zavislosti
na okamžitych klimatickych podminkach, např. hustotě vzduchu.
- využívá aerodynamického „stall“ efektu na profilu listů vrtule, který při vyšších
rychlostech větru omezuje její výkon (tento efekt je mj. „nepřítelem“ při
konstrukci letadel a helikoptér)
- listy vrtule se nemusejí naklápět
- rychlost otáček vrtule bývá konstantní
- rozšířen spíše v minulosti (do 90. let); dnes někdy koncepce tzv. „active stall
• Regulace Pitch (aktivni): Využiva natačeni celeho listu rotoru podle okamžite
rychlosti větru tak, aby byl celkovy naběh větrneho proudu v danem
okamžiku optimalni (dosaženi nejvyšši vyroby). Vyhodou je vyšši vyroba
elektricke energie zejmena při nižšich rychlostech větru, kdy se optimalizace
- využívá naklápění listů vrtule
- umožňuje měnit rychlost otáček
=> jemnější regulace výroby
=> kvalitnější dodávka proudu do sítě
=> nepatrně vyšší výroba
- je možné „zaparkovat“ elektrárnu vhodným natočením listů
- v dnešní době převládá
- 18 -
7. Výhody a nevýhody VtE
Výhody:







napájení ve špatně dostupných místech - hory
relativně velký výkon na rozměry
při zálohování energie je nutná jen omezená doba větru
jen málo zatěžuje životní prostředí
větrná energie je obnovitelným nevyčerpatelným zdrojem energie
při vlastní spotřebě elektrické energie se vyhneme přenosovým ztrátám
při výrobě nejsou produkovány žádné škodlivé emise (SO2, CO2, NOx, popel)
 přebytky vyrobené elektrické energie může výrobce prodávat do veřejné rozvodné sítě na
základě smluvního vztahu s distribuční společností (majitelem rozvodné sítě elektřiny) a
tím může výrazně ovlivnit návratnost vložených finančních prostředků
Nevýhody:








složitá instalace elektrárny
použití je jen na místech s optimálními větrnými podmínkami
velké elektrárny svým vzhledem narušují krajinu
vysoké investiční náklady
nestabilní zdroj
poměrně časově a finančně náročná předrealizační fáze
při stavbě větrné elektrárny o vyšších výkonech je nutné vynaložit poměrně vysoké
investiční náklady
návratnost vložených finančních prostředků je závislá na využití vyrobené elektrické
energie
Často diskutované otázky
Ohrožení ptáků a plašení zvěře
Dle výzkumu britské Královské společnosti pro ochranu ptáků na základě měření ve Walesu
připadá na každých deset tisíc ptáků pouze jedna smrtelná kolize. Neskonale větší problém
pro ptactvo představuje automobilový provoz nebo vedení vysokého napětí.
Dle výzkumu, který prováděl Ústav pro výzkum divoce žijících zvířat na veterinární
univerzitě v Hannoveru, se provádělo srovnání území s větrnými elektrárnami a bez větrných
elektráren. Výzkum nepotvrdil obavy, že by větrné elektrárny zapříčinily stěhování divoce
žijící zvěře (zajíci, srnčí, lišky a další zvěř).
Vliv na příjem televize a rádia
Tento problém by se mohl vyskytnout tehdy, kdyby byly stožáry větrných elektráren umístěné
v bezprostřední blízkosti antény vysílače. Běžný provoz příjmu rozhlasu, televize a sítě
mobilních operátoru sítě GSM neruší.
- 19 -
Vliv stínu rotující vrtule (tzv. diskoefekt)
Tento jev se projeví pouze za slunečného počasí, je-li slunce nízko nad obzorem ráno nebo
večer. Při umísťování větrných elektráren se již ve fázi projektu dbá na to, aby rušivý vliv
jejich stínů zasahoval lidská obydlí co nejméně.
Hlučnost větrných elektráren
větrné elektrárny jsou zdrojem nežádoucího hluku[6]. Jeho hlavními původci (zde a dále jsou
uvažovány zdroje, pracující s vrtulí na nabíhající vzdušný proud) jsou aerodynamické hluky
obtékání listů vrtule, gondoly a dříku stavby, turbulence, vznikající obtékáním náběžné hrany
listu, víry v okolí konců vrtulových listů, turbulence nad odtokovou hranou listu a hluk
laminárního proudění. Dále je hluk produkován mechanickými částmi konstrukce
(servomotory a jejich převody, čerpadla, chladicí ventilátory měničů a mechanismů) a
generátorem. Mimo slyšitelnou oblast jsou větrné elektrárny významným zdrojem hluků v
oblasti 2-31,5 Hz (infrazvuk).
Hlučnost [Db]
Vzdálenost [m]
Infrazvuky
Zdrojem infrazvuků jsou zejména mechanické části konstrukce větrných turbín. Pro stanovení
jejich intenzity nelze používat hlukoměry s filtrem křivky A (ekvivalent citlivosti ucha), který
infrazvuky potlačuje. Hluk větrných elektráren, emitovaný v infrazvukové oblasti vykazuje
vysoké špičky, dosahující až 70 dB (Vestas V-52,70 dB na frekvenci 16 Hz, Vestas V-80 72
dB ve frekvenčním rozsahu 4-26 Hz). Infrazvukové vlnění se kromě vzdušné cesty šíří i
konstrukcí dříku a základovou deskou do okolí.
Hluky, typické pro větrný zdroj
- 20 -
8.Výrobci větrných elektráren
DeWind (Německo)
Enercon (Německo) Vyrábí VE bezpřevodovkového typu. Patří mezi 4 největší výrobce na
světě, dominantní na německém trhu. Viz též Resec, s.r.o.
Gamesa (Španělsko) Patří mezi 4 největšími výrobce na světě, dominantní na španělském
trhu.
GE Energy (USA) Patří mezi 4 největší výrobce na světě, dominantní na US trhu. Bývalý
Enron.
Fuhrländer (Německo)
Nordex (Německo)
Repower (Německo) Zastoupení v ČR viz EWCZ s.r.o.
Siemens (Dánsko) Bývalý Bonus.
Suzlon (Indie) Dominantní na indickém trhu.
Vensys (Německo/ČR) Vyrábí VE bezpřevodovkového typu. Výrobu provádí v České
republice ČKD NOVÉ ENERGO a.s. na základě licence.
Vestas (Dánsko) Dlouhodobě největší výrobce na světě. Jeho součástí je bývalý Micon.
Zastoupení v ČR
Wikov (Česká republika) Nový český výrobce velkých větrných elektráren.
WinWinD (Finsko/ČR) Na výrobě a dodávce elektráren spolupracuje ČKD Blansko.
- 21 -
ENERCON E-82 2000 kW
Nejpoužívanější
1.
Nosič strojovny
5.
2.
Motor pro natáčení gondoly 6.
3.
Generátor
4.
Adaptér pro natáčení listu
Základní údaje:
Jmenovitý výkon: 2000 kW
Průměr rotoru: 82 m
Výška stožáru: 70 – 108 m, různé typy
Prototyp: podzim 2005
Začátek sériové výroby: 3. kvartál 2006
Hlava rotoru
List rotoru
Koncepce:
bezpřevodovková, proměnlivé otáčky rotoru,
proměnlivý sklon listů rotoru
Rotor a listy:
Typ: otočná gondola s aktivním řízením sklonu listů
Otáčení vrtule: ve směru hodinových ručiček
Počet listů: 3
Plocha záběru vrtule: 5.281 m2
Materiál listu vrtule: GFK – epoxidová pryskyřice, integrovaná ochrana proti blesku
Počet otáček: proměnlivý, 6 – 19,5 ot./min
Obvodová rychlost: 25 – 80 m/s
Systém řízení sklonu listů: „ENERCON blade pitch system“ s nouzovým napájením
nezávisle pro každý list rotoru
Hnací ústrojí a generátor:
Náboj: pevný
Hlavní ložiska: dvouřadá kuželíková/jednořadá válečková ložiska
Generátor: přímo poháněný prstencový generátor ENERCON, synchronní, variabilní
frekvence, napětí 440 V
Brzdící systémy:
- tři soběstačné systémy nastavování listů s nouzovým zdrojem
- brzda rotoru
- aretace rotoru
Řízení polohy gondoly:
aktivní s adaptivními převody, tlumení závislé na výkonu
Startovací rychlost větru:
2,5 m/s
Jmenovitá rychlost větru:
12 m/s
Odpojovací rychlost větru:
22 – 28 m/s
- 22 -
9. Větrné elektrárny v Čechách
Začátek výroby novodobých větrných elektráren se datuje na konec 80. let minulého století. V
současné době větrné elektrárny pracují v desítkách lokalit v ČR, jejich nominální výkon se
pohybuje od malých výkonů (300 kW) pro soukromé využití až po 2 MW. V srpnu 2008 bylo
v ČR podle údajů Energetického regulačního úřadu instalováno celkově více než 133 MW.
Česká společnost pro větrnou energii letos očekává zdvojnásobení výroby elektřiny z větru
oproti loňsku na hranici 250 GWh. Mezi výrobce patří několik českých firem, u velkých
výkonů to jsou především dodavatelé z Německa..
Možnosti a perspektivy větrných elektráren v ČR
Větrné elektrárny jsou čistý zdroj energie. Pomáhají snížit český příspěvek ke globálním
změnám klimatu i závislost na cizích zdrojích. Vytvářejí nová pracovní místa a mohou
představovat významný zdroj příjmů pro obce.
Podle větrného atlasu ČR, vytvořeného Ústavem fyziky atmosféry Akademie věd ČR na
základě podkladů Českého hydrometeorologického ústavu, je celoroční průměrná rychlost
větru přes 4 m/s (ve výšce 10 m) a přes 5,3 m/s (ve výšce 30 m). Roční průměrná rychlost
větru v lokalitě výstavby větrné elektrárny ve výšce osy rotoru navrhované elektrárny se
předpokládá 6 a více m/s
Česká republika ve využívání větrné energie zaostává. Díky garantovaným výkupním cenám
obnovitelné elektřiny se však i u nás stavba větrných elektráren na mnoha místech začíná
připravovat.
Většina investorů plánuje ve zhruba celkem 40 lokalitách instalaci vesměs ověřené
technologie s jednotkovým výkonem 2 až 3 MW a s využitím 100 metrového tubusu.
Investoři předpokládají průměrné využití instalovaného výkonu více než 2100 hodin ročně
(maximální přes 2 600 hodin). To je zhruba dvojnásobek ve srovnání se staršími větrnými
elektrárnami provozovanými na území České republiky, často na nevyhovujících lokalitách.
Nové záměry proto buď využívají ty nejlepší větrné lokality a jsou
ideálně navrženy, nebo očekávanou výrobu mírně přeceňují. Předpoklady o
očekávaném proudění v dané lokalitě dokládají investoři stále častěji měřením, i když ani to
zdaleka ještě není pravidlem. Často však nevycházejí z měření ve vlastní lokalitě, kde se má
stavět větrná elektrárna, ale z nejbližšího dostupného měření (meteorologická stanice, vysílač
mobilního operátora). Rozdílná věrohodnost takto pořízených dat je nabíledni. Plánované
měrné investiční náklady se pohybují mezi krajními hodnotami 25
až 50 mil. Kč na instalovaný MW.
Dlouhodobě mají větrné elektrárny určitou šanci stát se jedním ze zdrojů, který bude
nahrazovat kapacitu z uhelných elektráren. Samy však nemohou nikdy velké zdroje úplně
nahradit. Podle studie společnosti Euroenergy by v roce 2012 mohl instalovaný výkon ve
větrných elektrárnách dosáhnout maximálně 1044 MW. Při 20% využití výkonu by výroba v
těchto zdrojích mohla v nízkém scénáři dosáhnout v roce 2012 hranice 1828 GWh.
Investice do větru Skupiny ČEZ
Skupina ČEZ, coby největší domácí výrobce elektřiny, plánuje v následujících 15 letech
investovat na výstavbu větrných elektráren zhruba 20 miliard korun. Cílem Skupiny ČEZ
vyrábět v roce 2012 celkem 8 % energie z obnovitelných zdrojů.
- 23 -
10. Větrné elektrárny v Krušných horách
V České republice je nedostatek vhodných lokalit pro výstavbu větrných elektráren. Avšak
Krušné hory jsou jednou z nejvhodnějších lokalit.Obsazení hor VE je jak z naší tak německé
starny.Ročně zde fouká vítr o průměru 8 m/s což je v České republice ojedinělé.Proto zde má
v budoucnu vyrůst několik dalších VtE.Podle předběžných odhadů by bylo možné v Krušných
horách postavit 320 až 340 větrných elektráren o jednotkovém výkonu 300 až 500 kW, tj.
celkem až 170 MW (výkon 1 bloku starší uhelné elektrárny).Ovšem už nyní se můžou pyšnit
svoji největší větrnou farmu v ČR a dalšími větrnými velikány:











Kryštofovy Hamry
Klíny
Boží Dar – Neklid
Petrovice
Čižebná - Nový Kostel
Podmíleská výšina
Loučná
Nová Ves
Bouřňák
Mníšek
Hora Svatého Šebestiána
- 24 -
Kryštofovy Hamry
Největší větrná farma v České republice. V jejím prostoru se nachází též menší větrná farma
Podmileská výšina.
poloha: střední část Krušných hor, v blízkosti vodní nádrže Přísečnice
nadmořská výška: 800 - 880 m
počet elektráren: 21
typ elektráren: Enercon E-82
průměr rotoru: 82 m
výška osy rotoru: 85 m
instalovaný výkon jedné elektrárny: 2000 kW
celkový instalovaný výkon větrné farmy: 42 MW
uvedení do provozu: konec 2007
provozovatel: Ecoenerg Windkraft GmbH & Co. KG
Výroba elektřiny netto:9,8 GWh
Vyvedení výkonu:do sítí 110 kV regionu sever společnosti ČEZ Distribuce
- 25 -
Klíny
poloha: střední část Krušných hor, západně od obce Klíny, 5 km severozápadně od Litvínova
nadmořská výška: 830m
počet elektráren: 2
typ elektráren: Enercon E-70
průměr rotoru: 71m
výška osy rotoru: 85m
instalovaný výkon: 2×2000 kW
uvedení do provozu: 2007
provozovatel: Jiří Herzig
poznámky: elektrárny jsou cca 800 m od sebe, jedna z nich je v lese
Vyvedení výkonu:do sítí 110 kV společnosti SČE a.s
- 26 -
Boží Dar - Neklid
Historie i současnost větrných elektráren v okolí obce Boží Dar je poměrně bohatá. Vedle již
neexistující větrné elektrárny v lokalitě u hřbitova byly na vrchu Neklid na opačné straně obce
postaveny nejprve přenesená elektrárna EWT-315 a poté dvě elektrárny Enercon E-33
V příštím roce přibude ještě E-48 o jmenovitém výkonu 800 kWa tudíž celkový instalovaný
výkon dosáhne hranice 1,5 MW
poloha: cca 1 km východně od obce Boží Dar, u silnice směrem na Klínovec, v těsném
sousedství státní hranice s Německem.
nadmořská výška: 1160m
počet elektráren: 2
typ elektrárny: Enercon E-33
průměr rotoru: 33m
výška osy rotoru: 50m
instalovaný výkon jedné elektrárny: 330 kW
celkový instalovaný výkon větrné farmy: 660 kW
uvedení do provozu: 2006
provozovatel: BENOCO, s.r.o.
Vyvedení výkonu:do sítí VN 22 kV
- 27 -
Petrovice
poloha: východní konec Krušných hor, jihovýchodně od obce Petrovice
nadmořská výška: 610m
typ elektrárny: Enercon E-70
průměr rotoru: 71m
výška osy rotoru: 85m
instalovaný výkon: 2000 kW
uvedení do provozu: 2005
provozovatel: SVEP, a.s.
poznámky: V době zprovoznění nejvýkonnější větrná elektrárna v ČR. V lokalitě jsou
nachystány základy pro 2 další větrné elektrárny a navíc stavební plošiny pro další 2
elektrárny (stav konec 2006).
- 28 -
Čižebná - Nový Kostel –větrná farma
poloha: západní okraj Krušných hor, severovýchodně od obce Nový Kostel
nadmořská výška: 610m
Vítkovice VE 315-II
typ elektrárny: Vítkovice VE 315-II
průměr rotoru: 30m
výška osy rotoru: 33m
instalovaný výkon: 315kW
uvedení do provozu: 2004
Tacke TW 500 - 3x
typ elektráren: Tacke TW 500
průměr rotoru: 40m
výška osy rotoru: 40m
instalovaný výkon jedné elektrárny: 500 kW
uvedení do provozu: 2005
celkový instalovaný výkon větrné farmy: 1,815 MW
- 29 -
Podmileská výšina
poloha: střední část Krušných hor, v blízkosti vodní nádrže Přísečnice
nadmořská výška: 850m
počet elektráren: 3
typ elektráren: Nordex N80
průměr rotoru: 80m
výška osy rotoru: 80m
instalovaný výkon jedné elektrárny: 2500 kW
celkový instalovaný výkon větrné farmy: 7,5 MW
uvedení do provozu: 2006
provozovatel: Green Lines Rusová, s.r.o.
- 30 -
Loučná
poloha: Krušné hory, na sever od Klínovce, mezi obcemi Loučná a Háj
nadmořská výška: 935m
počet elektráren: 3
typ elektráren: DeWind D4
průměr rotoru: 46m
výška osy rotoru: 60m
instalovaný výkon jedné elektrárny: 600 kW
celkový instalovaný výkon větrné farmy: 1,8 MW
uvedení do provozu: 2004
provozovatel: Green Lines Rusová, s.r.o.
- 31 -
Nová Ves v Horách III
poloha: centrální část Krušných hor, severovýchodně od obce Nová Ves v Horách, cca 5 km
východně od Litvínova
nadmořská výška: 730 m
počet elektráren: 4
typ elektrárny: Repower MM92
průměr rotoru: 92 m
výška osy rotoru: 80 m
instalovaný výkon jedné elektrárny: 2000 kW
instalovaný výkon větrné farmy: 8000 kW
uvedení do provozu: 2008
provozovatel: Větrné elektrárny Strážný Vrch, a.s.
- 32 -
Nová Ves v Horách II
poloha: střední část Krušných hor, nedaleko Litvínova, východně od obce Nová Ves v Horách
nadmořská výška: 760m
počet elektráren: 2 (stav 2006)
typ elektráren: Repower MD70
průměr rotoru: 70m
výška osy rotoru: 65m
instalovaný výkon jedné elektrárny: 1500 kW
celkový instalovaný výkon větrné farmy: 3 MW
uvedení do provozu: 2003(jedna elektrárna), 2004
poznámky: Jedná se o první větrné elektrárny této velikostní kategorie v ČR. Až do konce
roku 2005 největší větrné elektrárny v naší republice. Větrná farma bude dále rozšiřována,
jednu větrnou elektrárnu plánuje postavit i samotná obec Nová Ves v Horách. V sousedství
zůstává torzo první mnohem starší a mnohem menší elektrárny West Medit 320(2 lopatly)
Společnost zde v 03/2002 uvedla po rekonstrukci do zkušebního provozu větrnou elektrárnu
MEDIT 320 s nominálním výkonem 320 kWe.V červenci 2003 společnost v této lokalitě
realizovala a zprovoznila větrnou elektrárnu o výkonu 1,5 MW typu MD-70, výrobce stroje
REpower Systems, AG. Jednotka je ve zkušebním provozu a prokazuje dobré technické i
ekonomické parametry.Specifickým cílem tohoto projektu je výstavba a provozování větrné
elektrárny o výkonu 1,5 MW v lokalitě Strážný vrch v katastru obce Nová Ves v Horách na
hřebenu Krušných Hor.
- 33 -
Nové Město - Vrch Tří pánů
poloha: východní část Krušných hor, asi 1 km na západ od lyžařského střediska Bouřňák
nadmořská výška: 860m
počet elektráren: 3
typ elektráren: Enercon E-70
průměr rotoru: 71m
výška osy rotoru: 85m
instalovaný výkon jedné elektrárny: 2000 kW
celkový instalovaný výkon větrné farmy: 6 MW
uvedení do provozu: 2006
provozovatel: WINDTEX s.r.o.
poznámka: elektrárny na hraně Krušných hor, velmi dobře viditelné z Teplic a okolí
- 34 -
Mníšek
poloha: střední část Krušných hor, východně od obce Mníšek, 6 km severozápadně od
Litvínova
nadmořská výška: 783m
počet elektráren: 1
typ elektráren: Enercon E-70
průměr rotoru: 71m
výška osy rotoru: 85m
instalovaný výkon: 2000 kW
uvedení do provozu: 2007
provozovatel: Jiří Herzig
- 35 -
Hora Svatého Šebestiána
poloha: centrální část Krušných hor, jižně od obce Hora Svatého Šebestiána, 10 km
severozápadně od Chomutova
nadmořská výška: 840 m
počet elektráren: 3
typ elektrárny: Nordex S 70
průměr rotoru: 70 m
výška osy rotoru: 65 m
instalovaný výkon jedné elektrárny: 1500 kW
instalovaný výkon větrné farmy: 4500 kW
uvedení do provozu: 2008
provozovatel: Drobil - energo s.r.o.
- 36 -
11. Větrné elektrárny ve světě
Stále přibývá nové kapacity energie z větru. Údaje zveřejnila Světová rada pro větrnou
energii (GWEC). Přibližně 20 gigawattů nově instalovaného výkonu větrníků odpovídá asi 20
temelínským blokům.
Kapacita se v absolutních číslech zvýšila nejvíce ve Spojených státech, kde bylo instalováno
5,2 gigawattů nových větrníků. Jde zhruba o pětačtyřicetiprocentní meziroční nárůst.
Následuje Španělsko s 3,5 GW a Čína s 3,4 GW nově vybudované kapacity.
V Česku se instalovaný výkon větrníků zvýšil během roku 2007 podle České společnosti pro
větrnou energii na 116 megawattů z předchozích 44 MW; i přes rychlý nárůst tvoří stále ale
jen nepatrný zlomek domácích zdrojů elektřiny.
V Evropě roste kapacita větrných elektráren více než nový výkon jiných energetických
zdrojů. Zatímco kapacita větrníků stoupla o 8,5 GW (na nynějších 56,5 GW), nové plynové
elektrárny přidaly 8,2 GW. Kapacita uhelných a jaderných elektráren v Evropě poklesla.
Světovým větrným rekordmanem je Německo, které se na celosvětovém instalovaném
výkonu podílí téměř čtvrtinou. Výstavba nových větrníků tam ale stagnuje a podle EWEA se
na špici vyšplhají USA. Jako "houby po dešti" rostly větrníky ve Španělsku, kde se z větru
nyní vyrobí desetina veškeré elektřiny.
Celosvětová kapacita větrných elektráren zachrání Zemi každým rokem přibližně od 122
milionů tun oxidu uhličitého vypuštěného do ovzduší, což odpovídá produkci zhruba 20
velkých uhelných elektráren, tvrdí EWEA. Energie z větru podle asociace zajišťuje 3,7
procenta spotřeby elektřiny EU, zatímco v roce 2000 to bylo 0,9 procenta.
Větrná farma na moři-Dánsko
- 37 -
12. Menší revoluce ve větrné energetice
Šedesátiletého vynálezce Ed Mazur už přestala bavit tradiční větrná energetika a vymyslel
zcela nový typ větrníku.
Energie získávaná z rozdílu teplot není nic jiného než energie získaná z větru. Větrné
elektrárny v posledním desetiletí zažívají boom. Ten však může skončit nedostatkem
správných lokalit, životností turbín a nedostatkem informované veřejnosti a hlavně místa.
Otáčející větrníky už známe všichni. Měli jsme s nimi možnost seznámit se ať už
profesionálně, amatérsky nebo jako diváci. Novinka ve větrné energetice je větrná věž,
vypadající jako výšková budova.
Ohromnou větrnou elektrárnu s vertikální osou tzv. Maglev Turbine s
maximální výkonností až 1 GW, chce sériově vyrábět společnost
Maglev Wind Turbine Technologies (MWTT) z Arizony. Samostatně
jedna turbína bude do sítě dodávat až 8,75 TWh elektrické energie
ročně. Jedna jediná turbína vystačí na zásobování energií 750 tisíc
rodinných domů a zabírá plochu 40 hektarů. Pro představu 1 tisíc
tradičních větrníků zabere 26 tisíc hektarů a napájí energií 500 tisíc
rodinných domků.
Jen pro zajímavost-velikost větrné elektrárny
- 38 -
13. Závěr
Cílem této práce bylo obecně přiblížit oblast výroby el. energie prostřednictvím větrných
elektráren a zaměřit se na naší největší lokalitu výroby větrné energie. Myslím si, že pro
potřeby ekologicky nezávislé výroby elektřiny, je použití větrných elektráren na místě. V
současné době sice jde o finančně náročný zdroj, ale patrně v budoucnosti by mohlo jít o více
rozšířený způsob výroby elektřiny.
V oblasti výstavby velkých větrných elektráren se často vedou diskuse o vlivu na přírodu, kde
mohou kvůli vysokému stožáru a velkému průměru rotoru negativně narušit optický reliéf
krajiny a hlukem plašit zvěř. U nových typů je však již konstrukce podřízena velmi přísným
požadavkům omezení hlučnosti, a to jak mechanické (převodová skříň, generátor) tak
aerodynamické (rotor). Téma větrných elektráren tak bude jistě velmi aktivní i v budoucnu.
Autor: Černá Jana, Ing.
- 39 -