Větrná energie - Naučíme Vás, jak být efektivnější

NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Výukové materiály projektu
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
VĚTRNÁ
ENERGIE
Výukové materiály vznikly za finanční pomoci Revolvingového fondu Ministerstva životního prostředí. Za jejich
obsah zodpovídá výhradně SŠ-COPTH, Praha 9, Poděbradská 1/179 a nelze jejich obsah v žádném případě
považovat za názor Ministerstva životního prostředí.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
VĚTRNÁ ENERGIE
Větrná energie patří mezi tzv. obnovitelné zdroje energie. Znamená to, že je můžeme použít
opakovaně a že používáním nezanikají. Větrná energie je jedna z nejstarších energií aktivně
využívaných člověkem. V dnešní době pozorujeme velký rozvoj větrných elektráren. To je
dostatečný důvod něco se o větrné energii dozvědět.
Lidstvo má s využitím větrné energie zkušenost několik tisíc let. Jedno z prvních cílených
použití bylo v lodní dopravě. S výjimkou síly lidských svalů byla jedinou silou, která při lodní
dopravě pomáhala.
První zmínky o větrných motorech pocházejí již ze staré Číny. Šlo o větrné motory se svislou
osou rotace. Rotor byl tvořen systémem plachet napnutých na dřevěném rámu. Na
následujícím videu se můžeme podívat, jak jednoduchý motor se svislou osou vypadá.
Pravda, dokonalosti motoru starých Číňanů sice nedosahuje, ale názornou představu nám
poskytne.
Větrnou energii využívali i obyvatelé Mezopotámie k zavodňování úrodné roviny. O prvních
větrných mlýnech se dozvídáme ze záznamů starých Peršanů z doby přibližně před 2 200
lety. A o motorech s vodorovnou osou rotace máme zprávy ze 3. století př. n. l. ze starého
Egypta.
K masivnějšímu rozšíření větrných motorů dochází ve středověku – v 11. století na Středním
východě a ve 13. století i v Evropě. V Čechách je doložen větrný mlýn v roce 1277 na zahradě
Strahovského kláštera v Praze.
V Evropě byly větrné mlýny až do 19. století velmi rozšířeny. Kolem r. 1850 bylo v Evropě v
činnosti asi 200 000 větrných mlýnů, z toho jen v Německu asi 20 000. V 19. století bylo v
Čechách zdokumentováno 198 větrných mlýnů, na Moravě a 681 ve Slezsku 681.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Ve druhé polovině 19. století vzniklo v Americe několik nových typů větrných motorů.
Vyznačovaly se lehkou konstrukcí a dokonalejší samočinnou regulací. Charakteristickým
znakem těchto motorů byla kola s větším počtem úzkých lopatek. Nejčastěji byla tato větrná
kola užívána k pohonu studničních čerpadel.
Prvním, kdo se vážně zabýval myšlenkou vyrábět pomocí větru elektřinu a kdo kolem r. 1891
sestavil větrný motor vyrábějící elektrický proud pro elektřinu ve své škole, byl fyzik Poul la
Cour v Dánsku.
Prudký vzestup cen paliv v sedmdesátých letech, zvýšená péče o životní prostředí a vědomí
omezenosti zdrojů fosilních paliv změnily názor na využívání větrných motorů.
Průkopníkem v instalaci větrných elektráren bylo Dánsko. V r. 1991 zde bylo 3200 větrných
elektráren o celkovém výkonu 410 MW, a to činilo 2,4 % spotřeby Dánska. Poté se větrné
elektrárny hodně instalovaly i v Německu. V r. 2004 tam bylo 16 543 větrných elektráren o
celkovém maximálním výkonu 16 629 MW, a to činilo 5,9 % spotřeby energie v Německu.
Vznik větru
Vítr je masa pohybujícího se vzduchu, která v důsledku nerovnoměrného ohřívání atmosféry
Sluncem proudí z jednoho místa na druhé.
Lehký a teplý vzduch působí na zemský povrch menší tlakem než studený, který tak začíná
pronikat do utvořené oblasti tlakové níže. Obdobný případ nastává, když studený vzduch
klesá, tím se vytvoří oblast vysokého tlaku, kam naopak může proudit teplý vzduch. Čím vyšší
je rozdíl atmosférických tlaků mezi dvěma oblastmi, tím silnější bude vítr. Zjednodušeně
řečeno, teplý vzduch je lehčí než studený, a tak vzduch ohřívaný slunečním zářením stoupá
vzhůru a na jeho místo se tlačí vzduch studený. Tím se tvoří vzdušné proudění a vzniká vítr.
Při zjednodušeném pohledu na zeměkouli by mělo dopadat nad rovníkem na zem více
slunečních paprsků než jinde. Vzduch se od nich zahřívá a stoupá do výšky. Zde vzniká zóna,
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
které říkáme bezvětrné pásmo. Když vzduch vystoupí velmi vysoko, ochladí se a v pásmech
30 ° severně a jižně od rovníku klesá zpět na zem a proudí směrem k rovníku a na druhou
stranu směrem k pólům. Při přemisťování do míst s vyšší obvodovou rychlostí zemského
povrchu rotující vzduchový prstenec předbíhá pevný povrch a vítr se stáčí na východ. Směr
větru v tropických oblastech vane převážně východním směrem k rovníku a v pásmech mezi
40 ° a 60 ° severní a jižní šířky převážně západním směrem k pólům.
Na obou polokoulích se tak vytvářejí tři samostatné, příčně rotující prstence vzduchu. Jeden
je nad tropickým pásmem, druhý nad mírným pásmem a třetí nad polární oblastí.
Ve skutečnosti je situace složitější. Ke zmíněným mechanismům se přidávají další vlivy –
místní tlakové níže a výše dané například občasným pohybem obrovských hmot studeného
vzduchu od pólu k rovníku, nerovnoměrným ohříváním pevnin a oceánů během roku atd.
Větry v blízkosti povrchu, ve výšce 30 až 60 m, jsou ovlivněny hlavně topografií oblasti,
kvalitou zemského povrchu a jinými vlivy, které mohou působit na proudění vzduchu.
Znázornění hlavních směrů větrů
Směr a rychlost větru
Mezi základní charakteristiky větru patří jeho směr a rychlost, četnost výskytu rychlosti
větru, stálost a nárazovitost. Tyto veličiny jsou významné při volbě vhodných lokalit pro
větrné elektrárny.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Měření směru a rychlosti větru se spolu s jinými klimatickými faktory provádí v ČR sítí asi 200
meteorologických stanic Českého hydrometeorologického ústavu (ČHMÚ), včetně stanic
synoptických a klimatologických. Pro měření směru a rychlosti větru existují mezinárodní
standardy, např. pro zjištění těchto údajů je to výška 10 m nad zemským povrchem.
Směr větru je dán světovou stranou, ze které vítr vane. Udává se v desítkách stupňů azimutu,
případně v meteorologii závaznými anglickými zkratkami. Rozlišujeme 36 směrů větru: 01,
02, 03, … 35, 36. Například severní vítr (N – north) se značí 36, jižní vítr (S – south) se značí
18, východní vítr (E – east) 09, západní vítr (W – west) 27. Údaj 00 označuje bezvětří. Někdy
se údaje o směru větru převádějí na číselnou stupnici podle níže uvedené tabulky.
SSV SV VSV V
VJV JV
JJV J
JJZ
NNE NE ENE E
ESE SE
SSE S
SSW SW WSW W
WNW NW NNW N
Calm
02
11
16
20
29
00
04 07
09
13
18
JZ
ZJZ
22 25
Z
27
ZSZ
SZ
31
SSZ
34
S
36
Bezvětří
Převod anglického značení směru větru na číselnou stupnici.
Směr větru lze sledovat pomocí tzv. větrného pytle (větrného rukávu). Postavení větrného
pytle se mění v závislosti na směru větru. Porovnáváním jeho polohy s kompasem je možné
určit směr větru.
Výsledky získané zaznamenáváním těchto údajů lze přehledně vyjádřit pomocí větrné růžice,
v níž je k příslušnému směru přiřazena rychlost a procentuální četnost.
Větrná růžice
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Měření směru větru se však obvykle provádí větrnou směrovkou, která bývá součástí
anemometru. Jedná se o svislou desku otáčející se kolem svislé osy.
Rychlost větru se sleduje nejčastěji dvojím způsobem. První způsob je vizuální a výsledky
pozorování se srovnávají s tzv. Beaufortovou stupnicí rychlosti větru. Stupnici vytvořil roku
1805 kontraadmirál Britského královského námořnictva sir Francis Beaufort (7. 5. 1774 – 17.
12 .1857), původně pro námořní účely. Za dobu svého používání stupnice prodělala množství
změn, které reagovaly na aktuální potřeby měření síly větru. Počet stupňů se z původních 12
stupňů rozšířil na 17. Výhodou stupnice je její praktičnost, představitelnost a použitelnost
bez jakýchkoliv přístrojů. V tabulce jsou v souvislosti s klasifikací síly větru a jeho rychlostí
pro srovnání uvedeny rovněž údaje o pozorování přírody.
Stupeň
Vítr
Rychlost
Projevy větru na souši
m*s-1
km*h-1
0
bezvětří
< 0,5
<1
kouř stoupá kolmo vzhůru
1
vánek
~ 1,25
1-5
směr větru je poznatelný podle pohybu
kouře
2
větřík
~3
6 - 11
listy stromů šelestí
3
slabý vítr
~5
12- 19
listy stromů a větvičky jsou v trvalém
pohybu
4
mírní vítr
~7
20 - 28
zdvihá prach a útržky papíru
5
čerstvý vítr ~ 9,5
29 - 39
listnaté keře se začínají hýbat
6
silný vítr
40 - 49
ltelegrafní dráty sviští, používání deštníků
je nesnadné
7
mírný vichr ~ 14,5
50 - 61
chůze proti větru je nesnadná, celé stromy
se pohybují
8
čerstvý
vichr
~ 17,5
62 - 74
ulamují se větve, chůze proti větru je
téměř nemožná
9
silný vichr
~ 21
75 - 88
vítr strhává komíny, tašky a břidlice ze
střech
10
plný vichr
~ 24,5
89 - 102
vyvrací stromy, působí škody na obydlích
11
vichřice
~ 29
103 - 114
působí rozsáhlá pustošení
12 - 17
orkán
> 30
> 117
ničivé účinky (odnáší střechy, hýbe těžkými
hmotami)
~ 12
Beaufortova stupnice rychlosti větru
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Druhý způsob sledování je pomocí zařízení zvaného anemometr (z řeckého anemos = vítr),
větroměr. Je to přístroj pro měření nejen rychlosti, ale i směru větru. Existuje celá řada typů
anemometrů, pracujících na různých principech (například aerodynamické anemometry,
zchlazovací anemometry, značkovací anemometry, akustické anemometry, …). Nejznámější
jsou mechanické anemometry. Jejich funkční část se skládá z rotoru, který se otáčí na svislé
hřídeli a je tvořen třemi či čtyřmi rameny, z nichž každé je zakončeno půlkulovými miskami.
Otáčky rotoru se jednoduchým mechanismem přenášejí přímo na ručkový ukazatel,
popřípadě je možné tento údaj zpracovat elektronicky.
Schéma miskového anemometru
Práci anemometru si prohlédneme na přiloženém videu. Tento typ přístroje měří rychlost i
směr větru.
Pokud je anemometr připojený na záznamové zařízení, nazývá se anemograf.
Proč je měření větru tak důležité? Optimální rychlost větru pro výrobu elektrické energie je
zhruba 12m.s-1. Problém nastává, pokud rychlost větru překročí 26m.s-1. Při těchto
rychlostech hrozí poškození elektrárny, proto je nutné ji odstavit.
Rychlostní profil větru nad terénem
Rychlost větru je zásadním parametrem pro využití jeho energie. Rychlost závisí na celé řadě
parametrů. V neposlední řadě na výšce nad povrchem. Obecně lze říct, že s rostoucí výškou
rychlost větru roste.
Rozeberme si to konkrétněji. Mezi výškou nad terénem a rychlostí větru existuje následující
vztah:
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
vh – je průměrná rychlost větru ve výšce h nad zemským povrchem *m.s-1]
v0 – je průměrná rychlost větru v referenční výšce h0 *m.s-1]
h – je výška umístění osy rotoru *m+
h0 – je výška, ve které se provádí měření *m+
n – je exponent závisející na drsnosti povrchu, vertikálním profilu teplot a výšce nad
zemským povrchem; nabývá hodnot 0 - 1
Hodnotu exponentu n lze odhadnout dle drsnosti povrchu. K tomu nám pomůže následující
tabulka.
Druh povrchu
n
Hladký povrch
Vodní hladina, písek
0,16
Vysoká tráva
Nízké obilné porosty
0,18
Porosty vysokých kulturních plodin, nízké
lesní porosty
0,21
Lesy s mnoha stromy
0,28
Vesnice a malá města
0,48
Použití vzorce pro výpočet rychlosti větru si ukážeme na jednoduchém příkladu. Pochopíte-li
ho (o čemž nepochybuji), směle se pusťte do cvičení následujícím po studijním článku.
Příklad
Měřením v 10 metrech nad povrchem byla zjištěna rychlost větru 7m.s-1. Povrchem je louka
s vysokou trávou. Určete rychlost větru v 50 metrech nad povrchem.
h0 = 10m
v0 = 7m.s-1
h = 50m
n = 0,18
v = ? m.s-1
Řešení
Jak známo, z každého pravidla existuje výjimka. Ani u vztahu pro rychlost větru v závislosti na
výšce tomu není jinak. Pokud stojí větru v cestě kopec, je rychlost větru blíže terénu větší než
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
ve vyšších výškách. Proč? Na to nám odpoví následující obrázek. Vlivem překážky dojde ke
zhuštění větrných proudnic, a proto i k nárůstu rychlosti větru.
Teď už tedy také víme, proč je účelné stavět větrné elektrárny na kopcích, pokud je to
možné.
Křivka četnosti rychlosti větru
Údaj o průměrné rychlosti větru je sice důležitým ukazatelem, ovšem pro stanovení výkonu a
energie to rozhodně nestačí. Důvod je ten, že rychlost větru se neustále mění, a to někdy i v
průběhu velmi krátkých časových intervalů.
A jak se křivka četnosti větru prakticky sestrojuje? Při nepřetržitém měření se získávají
informace o hodinových průměrech větru. Z nich se dá určit, jakou část doby vítr vane
určitou rychlostí.
Příklad křivky četnosti větru vidíme na obrázku. Na vodorovné ose jsou vyznačené rychlosti a
na svislé ose je poměrná doba, kdy vítr vane uvedenou rychlostí.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Pomocí metod matematické statistiky lze z tohoto grafu určit střední rychlost větru.
Existují i další možnosti, jak vyjádřit a znázornit rozdělení četností rychlosti větru. Jedna
možnost je tzv. distribuční charakteristika rychlostí větru. Její tvar je závislý na průměrné
rychlosti větru i na místních podmínkách. Tuto funkci lze zevšeobecnit, a pokud nejsou k
dispozici přesnější údaje, předpokládá se, že ve dvou místech, kde je stejná průměrná
rychlost větru a podobný charakter proudění, se vyskytuje stejně často i vítr o určité
rychlosti.
Další možností je na vodorovnou osu vynést rychlost větru a na svislou osu poměrnou dobu,
kdy vítr foukal danou rychlostí a rychlostí menší.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Větrná mapa ČR
Ústavem fyziky atmosféry Akademie věd České republiky byla vypracována studie podmínek
větrného proudění na území České republiky. Součástí studie je i větrná mapa České
republiky.
Je zřejmé, že není možné pokrýt měřeními celou republiku s neomezenou hustotou. Je
využívána síť meteorologických stanic a zbytek hodnot je dopočítáván. Nejznámější jsou tři
modely.
VAS – větrný atlas. Výstupem modelu byl soubor základních charakteristik pro oblast
velikosti 2 x 2 km, mezi které je možno řadit průměrnou roční rychlost větru ve výšce
10 m, pravděpodobnou chybu, profil rychlosti větru do výšky 70 m pro čtyři typy
parametru drsnosti a při zadání typu větrné elektrárny a výšky stožáru umožňuje
model provést výpočet roční výroby elektrické energie.
WAsP - Velkou výhodou tohoto modelu je menší časová náročnost výpočtu než u
numerických modelů proudění. Teoreticky lze model aplikovat v jakémkoli
horizontálním rozlišení, hranici tak určuje přesnost zpracování vstupních dat. S
geografickými daty, jaké jsou v dnešní době k dispozici, má možnost používat
rozlišení 100 x 100 m sítě modelovaných bodů.
Hybridní model VAS/WAsP - Tento model kombinuje výhody obou předchozích
modelů VAS (schopnost kvalitní velkoprostorové interpolace) a WAsp (vyhodnocení
místních podmínek).
A nyní se pojďme podívat na konkrétní větrné mapy. Mimo jiné je z nich patrné, že záleží i na
směru proudění.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Nevýhody větrných elektráren
V následujících odstavcích jsou uvedeny nejčastěji diskutované problémy větrných
elektráren.
Nevypočitatelnost a nestálost dodávek energie – Větrné elektrárny jsou závislé na
aktuálních povětrnostních podmínkách.
Hluk – Hluk může být vyvolán strojovnou elektrárny, přičemž množství hluku závisí na
kvalitě výroby jednotlivých technologických částí a na uložení a kapotáži zařízení,
popřípadě může jít o hluk aerodynamický, vznikající interakcí proudícího vzduchu s
povrchem listů rotoru a uvolňováním vzdušných vírů za hranou listů. Tento hluk je
snižován modernější konstrukcí listů vrtule nebo variantností typů rotorů. Součástí
dokumentace nutné ke stavebnímu povolení bývá i hluková studie a u existujících strojů
lze případně provést měření a na jeho základě omezit jejich provoz.
Stroboskopický efekt (vliv stínu rotující vrtule) – Tento jev se projevuje pouze za
slunečného počasí, je-li Slunce nízko nad obzorem - ráno nebo večer. Proto se při
umisťování větrných elektráren již ve fázi projektu dbá na to, aby tento rušivý vliv
zasahoval lidská obydlí co nejméně. Součástí tohoto problému je i odraz Slunce na
lopatkách, který je eliminován díky matným nátěrům.
Narušení krajinného rázu – Harmonická krajina, jak ji vnímáme, je založena na rovnováze
působení člověka a přírody. Vlivem výstavby velkých větrných elektráren, viditelných až
do vzdálenosti několika desítek kilometrů, může docházet k narušení estetického obrazu
krajiny. To, že jsou větrné elektrárny vidět, ale ještě neznamená, že pohled do krajiny
hyzdí. Někomu se prostě větrné elektrárny líbí, a někomu ne.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Rušení zvěře a nebezpečí pro ptáky – Podle studií otáčející se lopatky větrných elektráren
představují pro ptáky pouze malé riziko. Turbína je pro ně viditelná překážka a komplikace
se mohou vyskytnout v noci nebo za mlhy. Rušení zvěře bylo zpochybněno. Mimo to,
každý projekt větrných elektráren v ČR prochází posouzením vlivu na životní prostředí
(EIA), jehož součástí je také hodnocení vlivu na faunu. Ve sporných případech může úřad
zajišťující ochranu přírody nařídit speciální ornitologické studie.
Rušení televizního a radiového signálu – Tento problém může nastat. Záleží na pozici
televizního vysílače, elektrárny a domů, které mají anténu. Problém ohrožuje převážně
blízké okolí elektrárny.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Konstrukční vady, bezpečnost provozu – Problém se týká zejména odletujících kusů ledu
v důsledku námrazy na lopatkách rotoru.
Výrobci se snaží tento problém řešit tak, že se standardně k větrným elektrárnám dodává
počítačový program, který hlídá parametry větru a výkonu. Když se na hladkých plochách
lopatky objeví námraza, počítač ji podle poklesu výroby elektřiny zjistí a elektrárnu
odstaví. Dalšími standardními bezpečnostními prvky jsou antivibrační čidla. Dlouhé
lopatky, které zachytávají energii větru, jsou citlivě vyváženy a kontrolovány, zda u nich
nedochází k vibracím, které by ohrožovaly chod stroje a snižovaly jeho životnost. Třetím
způsobem kontroly námrazy je instalace námrazového čidla, které sleduje jen tvorbu
námrazy. Pokud je námraza zjištěna, zašle zařízení signál do centrálního ovládání
elektrárny a stroj je odstaven z provozu. Ale ani tato řešení nevylučují všechna rizika.
Určité riziko, které může ohrozit bezpečnost provozu větrných elektráren, vzniká při
bouřkách, jak přímým úderem blesku do větrné elektrárny (při něm může dojít k
mechanickému poškození listů rotoru a k elektrickému poškození silnoproudého a
elektrického zařízení), tak nepřímými údery do okolí elektrárny.
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.
Kinetická energie větru a její výkon
Je jasné, že vzduch něco váží. Když fouká, má i svoji rychlost. Z toho plyne, že má i svoji
kinetickou energii. Právě část této energie může být využita při výrobě elektrické energie.
Na začátku je dobré vědět, že uvedené vzorce slouží pouze pro orientační stanovení výkonu.
Pro přesné výpočty je nutno brát v úvahu mimo jiné i geometrickou charakteristiku listů
rotoru, přesné stanovení všech účinností, rozdílnou rychlost větru daleko před rotorem a v
rovině rotoru. Takové výpočty lze provádět pomocí speciálních programů na počítači.
Kinetická energie proudícího vzduchu se vyjadřuje vztahem:
Ek – kinetická energie vzduchu *J+
m – hmotnost vzduchu [kg]
v – rychlost větru *m·s-1]
Výkon větru lze vypočítat ze všeobecných vztahů
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
P – výkon vzdušného proudu *W+
t – čas *s+
ρ – hustota vzduchu *kg·m-3]
Q – objemový průtok vzduchu *m3·s-1]
Jelikož výkon větru je funkcí rychlosti větru, hustoty vzduchu a velikosti plochy, kterou
proudí, lze uplatnit vzorec:
S – plocha, která je kolmá k proudícímu vzduchu *m2].
Z uvedeného vztahu vyplývá, že výkon větru stoupá se třetí mocninou rychlosti větru. Při
tlaku 101 325 Pa a teplotě 20 °C se obvykle za hustotu vzduchu dosazuje přibližná hodnota
1,2 kg·m-3.
Závislost výkonu větru proudícího plochou 1 m2 na jeho rychlosti.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Pokud dosadíte uvedené hodnoty do vzorce, od grafu skutečné závislosti se výsledek mírně
liší (o necelých 10 %). Je to dáno zejména zjednodušením při odvozování vzorců. Vzpomínáte
na první věty tohoto studijního článku? Je tam uvedeno, že vzorce jsou orientační.
Rozdělení větrných elektráren
Větrné elektrárny můžeme dělit podle různých kritérií. Seznámíme se s nimi v tomto
studijním článku.
Podle koncepce uložení rotoru
Větrné elektrárny s vertikální (svislou) osou rotace
V praxi se tento typ elektráren příliš neuplatnil, protože u nich dochází k mnohem vyššímu
dynamickému namáhání, které značně snižuje jejich životnost. Další nevýhodou je malá
výška rotoru nad terénem. Z toho plyne menší rychlost, a tedy nízká účinnost rotoru. Jejich
výhodou je, že se rotor nemusí nastavovat do směru větru. Jeden z typů je tzv. Savoniův
rotor. Jeho jednoduchá konstrukce je patrná z přiloženého videa.
Druhým typem rotoru se svislou osou je tzv. Darrieův rotor.
Větrné elektrárny s horizontální (vodorovnou) osou rotace
Tento typ elektráren je v současné době nejrozšířenější. Do tohoto typu elektráren můžeme
zařadit větrné elektrárny s vrtulí a lopatkovými koly. Rotor se nastavuje kolmo na směr větru
a listy rotoru jsou umístěny vysoko nad zemí. Účinnost těchto rotorů je vyšší.
Podle aerodynamického principu
Větrné elektrárny pracující na odporovém principu
Tyto elektrárny patří mezi nejstarší a mohou mít horizontální i vertikální osu otáčení.
Vertikální osu otáčení má již zmíněný odporový rotor Savoniův. Jejich podstatou je, že plocha
nastavená proti větru mu klade aerodynamický odpor, proud vzduchu zpomaluje a vzniklá
síla způsobuje rotační pohyb.
Větrné elektrárny pracující na vztlakovém principu
Mezi větrné elektrárny pracující na vztlakovém principu patří jak vrtule a lopatková kola s
horizontální osou rotace, tak elektrárny s vertikální osou rotace, např. již zmíněný rotor
Darrieův. U rotorů pracujících na vztlakovém principu jsou listy rotoru tvarované tak, aby
vznikla potřebná vztlaková síla uvádějící rotor do pohybu.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Podle výkonu větrných elektráren
Malé větrné elektrárny
Za malé větrné elektrárny se považují turbíny s nominálním výkonem menším než 60 kW a s
průměrem vrtulí do 16 m.
Nejvýznamnější kategorií jsou elektrárny do10 kW, které lze dále rozdělit takto:
Mikroelektrárny, s výkonem zhruba do 2,5 kW a průměrem vrtulí od 0,5 m do 3 m, jsou
zařízení na výrobu stejnosměrného proudu při napětí 12 V nebo 24 V, které jsou výhradně
určeny pro dobíjení baterií. Takto nahromaděná energie může sloužit k osvětlení, k napájení
komunikačních systémů, rádiových a televizních přijímačů a dalších elektrických spotřebičů.
Elektrárny s nominálním výkonem v rozsahu 2,5 kW až 10 kW a průměrem vrtulí od 3 m do 8
m. Jedná se o zařízení mající výstupní napětí 48 V až 220 V, určená pro vytápění domů, pro
ohřev vody, případně pro pohon motorů.
Střední větrné elektrárny
Za střední větrné elektrárny se považují turbíny s nominálním výkonem v rozsahu 60 kW až
750 kW a s průměrem vrtulí od 16 m do 45 m.
Velké větrné elektrárny
Za velké větrné elektrárny jsou považovány turbíny s nominálním výkonem v rozsahu 750 kW
až 6400 kW a s průměrem vrtulí od 45 m do 128 m. Jsou určeny k dodávce energie do
veřejné rozvodné sítě.
Větrná elektrárna – větrný motor a generátor elektrického proudu
Působením aerodynamických sil na listy rotoru převádí větrná turbína umístěná na stožáru
energii větru na rotační energii mechanickou. Ta je poté přenášena přes převodovku do
generátoru, kde se mění na elektrickou energii.
Větrné elektrárny mají zpravidla tyto základní části:
Rotor
Gondola
Stožár
Přípojka k elektrické síti
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Schéma částí větrných elektráren.
Rotor
Existují čtyři typy rotorů podle osy rotace:
Vrtule
Je rychloběžný typ větrného rotoru s horizontální osou rotace. Je to technické zařízení, které
slouží k přeměně energie rotačního pohybu na tah nebo naopak tah na rotační pohyb. Je
tvořena dvěma nebo třemi listy uchycenými na rotoru. Listy jsou vyrobené ze sklolaminátu a
jsou zkonstruovány tak, aby jejich optimální tvar umožňoval efektivní přenášení síly větru na
rotor s největší dosažitelnou účinností 40 % až 45 %. Průměr listů rotoru se pohybuje od 25
m do 150 m. Vrtule se používá pro výrobu třífázového proudu.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Schéma provedení vrtulí: a) jednolistá, b) dvoulistá, c) třílistá.
Lopatkové kolo
Je pomaloběžný typ větrného rotoru s horizontální osou rotace. Počet lopatek bývá 12 a 24,
což způsobuje, že se rotor začne otáčet už při nízkých rychlostech větru (2 m·s -1 až 7 m·s-1).
Běžný průměr lopatkového kola je 5 m až 8 m a jeho účinnost se pohybuje v rozmezí 20 % až
43 %. Používá se pro pohon vodních čerpadel a pro výrobu elektrického proudu pro vlastní
spotřebu. Nevýhodou je poměrně těžký rotor, protože jeho nosným prvkem je ocelový rám.
Lopatkové kolo.
Darrieův rotor
Byl patentován v roce 1931. Jedná se o rychloběžný typ rotoru skládající se ze dvou či více
křídel, které rotují kolem vertikální osy. Křídla mohou v průběhu rotace vytvářet válcovou,
kuželovou, kulovou nebo parabolickou plochu. Účinnost Darrieova rotoru je až 38 % a
používá se pro výrobu stejnosměrného i střídavého proudu. Nevýhodou je špatná schopnost
rozběhu.
Různé podoby Darrieova rotoru se svislou osou rotace.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Savoniův rotor
Byl patentován v roce 1929. Patří mezi pomaloběžné větrné rotory s vertikální osou rotace.
Je tvořen dvěma plochami ve tvaru půlválců, které jsou navzájem přesazeny. Rotor pracuje
na tlakovém principu využívajícím rozdíl tlaků působících na vypouklou a dutou stranu
půlkruhových lopatek. Maximální účinnost Savoniova rotoru je 23 %. Používá se pro výrobu
stejnosměrného proudu a k čerpání vody. Výhodou jsou dobré rozběhové vlastnosti,
jednoduchost a levnost výroby.
Schéma Savoniova rotoru a princip jeho činnosti.
Součástí rotoru je i systém regulace vrtule, který má za úkol udržovat požadované otáčky
vrtule, případně vrtuli zabrzdit. Rozlišují se systémy s pevnou vrtulí, vybavené
aerodynamickou brzdou, která se vychýlí v případě vysokých otáček rotoru a systémy s
nastavitelnou vrtulí, kde je brzdného efektu dosaženo pomocí mechanismu natáčení listů
tak, že dojde ke změně úhlu nastavení listů.
Pro zabrzdění rotoru je určena speciální kotoučová brzda, která musí být schopna zastavit
rotor, a to i při maximálních možných rychlostech větru. U elektráren malých a středních
výkonů je proces brzdění řízen jednoduchým odstředivým regulátorem. Vlastní ovládání brzd
může být elektrické, hydraulické a mechanické.
Gondola
Je „hlava“ větrné elektrárny umístěná na vrcholu stožáru, ve které je uložena celá strojová
část větrné elektrárny.
Hřídel
Je polodlouhá rotační součást zařízení, která slouží k přenosu kroutícího momentu. Jsou na ní
připevněny další součásti, které se spolu s hřídelí otáčejí kolem její osy. Sama je k zařízení
upevněna pomocí jednoho nebo několika ložisek.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Převodovka
Slouží k přizpůsobení rychlosti otáček potřebám elektrického generátoru. V současnosti se
používají speciální několikastupňové převodovky, na jejichž těleso je obvykle připojena
brzda. Z důvodů velké životnosti, nízké hlučnosti a vysoké těsnosti jsou požadavky na kvalitu
převodových ústrojí velmi vysoké.
Převodovka větrné turbíny.
Generátor
Slouží k přeměně mechanické energie větru na elektrickou energii. Obvykle se používají
třífázové generátory s frekvencí 50 Hz a s napětím 700 V.
Generátor větrné turbíny.
Generátory používané ve větrných elektrárnách je možné rozdělit na:
Stejnosměrné generátory, které jsou vhodné pro malé větrné elektrárny pro dobíjení
akumulátorů.
Synchronní generátory (alternátory), které jsou vhodné pro střední a velké větrné
elektrárny. Jejich výhodou je velká účinnost a schopnost pracovat s velkým rozsahem
rychlostí větru. Používají se jako záložní zdroje elektrické energie v případě přerušení
dodávky elektrické energie z rozvodné sítě.
Asynchronní generátory, které jsou rovněž vhodné pro střední a velké větrné elektrárny,
mají oproti synchronním generátorům levnější konstrukci a velmi snadné připojení k síti,
nevyžadují totiž složitý připojovací systém. Ten pouze hlídá otáčky a rozhoduje o okamžiku
připojení k síti.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Pomocná zařízení
Mezi pomocná zařízení se obvykle řadí:
Ovládací a kontrolní systém (řídící elektronika), který lze rozdělit na část technickou, tvořenou
řídícím počítačem a ovládacími prvky na řídícím panelu, a část programovou, což je speciálně
vyvinutý balík programů určený ke sledování a ovládání jednotlivých částí větrné elektrárny a
režimů jejich činnosti. Na řídícím panelu lze snadno sledovat i údaje ze soustavy čidel umístěných
na jednotlivých částech větrné elektrárny. Tato čidla sledují například vznik nadměrných vibrací
způsobených námrazou nebo poškozením rotoru, teplotu ložisek, otáčky rotoru, vychýlení brzd,
okamžitý výkon generátoru atd. Jednoduše lze říci, že ovládací a kontrolní systém kontroluje
údaje o chodu celého zařízení a chrání jej před poškozením.
Systém natáčení strojovny větrné elektrárny do směru větru slouží k dosažení co největšího
výkonu. K zajištění správné orientace rotoru vzhledem ke směru větru se standardně používá
některý z uvedených způsobů:
1. Umístění rotoru na závětrné straně gondoly – výsledná aerodynamická síla, působící na rotor
jako celek, vyvolává moment síly, který jej natáčí stále kolmo na směr větru. Tento způsob se
používá pouze u menších rychloběžných větrných elektráren s výkony do několika desítek
kilowatt.
2. Ocasní plocha (kormidlo) – podstata spočívá v tom, že gondola větrné elektrárny je opatřena
plochou specifického tvaru a velikosti, pevně spojenou s rámem gondoly. Při změně směru
větru dojde ke vzniku točivého momentu, který uvede větrnou elektrárnu požadovaným
směrem. Uvedený způsob se využívá zejména u malých větrných elektráren o výkonu do 5
kW.
3. Boční pomocné rotory – jsou tvořeny dvojicí lopatkových kol, která se při změně směru větru
roztočí a natočí strojovnu větrné elektrárny do požadované polohy. Nevýhodou je složitá
konstrukce.
4. Systém natáčení gondoly – jde o servomotor řízený regulačním systémem elektrárny,
napojený na anemometr a snímač směru větru. Princip činnosti spočívá v tom, že
vyhodnocovací člen sleduje okamžitý směr a rychlost větru a předá signál do elektromotoru,
který natočí strojovnu do požadovaného směru. Výhodou je přesné a pozvolné natočení
větrné elektrárny. Tento způsob se používá převážně u větrných elektráren velkých výkonů
připojených k síti.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Uspořádání rotoru za
gondolou se samočinnou
orientací rotoru.
Uspořádání rotoru před
gondolou s orientací rotoru
pomocí kormidla.
Uspořádání rotoru před
gondolou s orientací
rotoru pomocí bočních
pomocných rotorů.
Anemometr pro měření směru a rychlosti větru
Stožár
Je hlavní částí nosného systému větrné elektrárny, kdy rotor spolu s gondolou jsou na
stožáru namontovány tak, aby se mohly otáčet okolo vertikální osy do směru větru.
Konstrukce stožáru velmi úzce souvisí s velikostí a typem větrné elektrárny. Obecně se dá
říci, že se zvětšováním výkonu turbín se zvyšují stožáry, a to v současné době na 100 až 120
m. Při návrhu jakéhokoliv stožáru je nutno řešit problém vlastní frekvence celého systému.
Nesmí být v oblasti vlastních otáčkových frekvencí, protože by hrozilo rozkmitání konstrukce
a nebezpečí jejího porušení. Pro dosažení co největší pevnosti a nejmenšího odporu jsou
konstruovány tzv. stožáry tubusové, které jsou vyrobené z oceli nebo betonu. Dále jsou
nabízeny i tzv. příhradové stožáry, u kterých je ale nutné vybudovat speciální přístrojovou
skříňku. U menších elektráren se můžeme setkat jen s trubkou ukotvenou lany.
Větrné motory vztlakové
Větrné motory s vodorovnou osou pracující na vztlakovém principu jsou nejrozšířenějším
typem motorů používaných pro výrobu elektrické energie.
Lze je dělit do tří základních skupin:
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Klasické větrné mlýny
Rotor s lopatkami byl nastavován proti větru tak, že se s jeho uložením natáčela střecha
nebo celá horní dřevěná část budovy. Výkon větrného motoru se řídil změnou velikosti
pracovní plochy lopatek. Jejich dřevěná kostra byla obvykle zakryta několika menšími
plachtami, které bylo možno jednotlivě svinovat. U jiných typů se výkon omezoval
vychýlením rotoru z optimálního nastavení proti větru.
Pomaloběžné větrné motory
Pomaloběžné větrné motory se objevily kolem roku 1870 v USA. Sehrály významnou úlohu
zejména při osidlování západní části Spojených států. Používaly se k pohonu vodních
čerpadel, pro potřebu farem i pro napájení dobytka. Vyráběly se a dosud vyrábějí až do
průměru rotoru kolem 9 m. Byl vyroben i rotor s průměrem 15 m. Díky jejich velké
hmotnosti, velké ploše vystavené náporu větru, nárokům na regulaci a celkovému namáhání
konstrukce není účelné dále zvětšovat jejich průměr.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Rychloběžné větrné motory
Rychloběžné větrné motory mají rotor provedený nejčastěji jako dvou anebo třílistou vrtuli s
pevnými nebo natáčecími listy.
Současné rychloběžné větrné motory se používají především na výrobu elektrické energie.
Mohou však pohánět přímo také kompresory, odstředivá čerpadla a jiné pracovní stroje.
Návrhová rychlost větru
Při návrhu větrné elektrárny se lze dopustit velmi závažné chyby. Máme-li k dispozici
generátor o určitém výkonu, převodovku s určitým převodovým poměrem a chceme
navrhnout vrtuli, která by splňovala naše výkonové a otáčkové požadavky. Výpočtové
„správnosti“ lze pak dosáhnout volbou jmenovité rychlosti větru, která je ale naprosto
nereálná.
Není účelné volit jmenovitou rychlost větší než 2,5násobek průměrné rychlosti větru, neboť
množství nevyužité energie při vysokých rychlostech nebude významné. S ohledem na
velikost převodového poměru se volívá rychloběžnost větrného motoru trochu větší, než je
optimální.
Někdy je účelné volit výrazně menší jmenovitou rychlost větru a jmenovitý výkon, jen o málo
větší, než je průměrná rychlost větru. Takto postupujeme v případech, kdy je potřeba
dosahovat tohoto výkonu po co nejdelší část roku.
Rychloběžnost
Rychloběžnost e definována jako poměr obvodové rychlosti konce listů rotoru a rychlosti
větru před rotorem.
Maximální hodnota rychloběžnosti elektrárny je omezena hlučností rotoru, která s
obvodovou
rychlostí
značně
roste.
Obecně se dá říci, že čím menší je počet listů, tím vyšší bývá hodnota rychloběžnosti (třílisté
rotory
pracují
nejčastěji
s
rychloběžností
λ
=
6).
Na hodnotě rychloběžnosti závisí účinnost větrných motorů. Již jsme se seznámili se
skutečností, že existuje celá řada typů větrných motorů. Jak jejich účinnost závisí na hodnotě
rychloběžnosti? O tom si povíme více v článku Účinnost větrných motorů.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Výpočet hlavních rozměrů vztlakového větrného motoru pro daný výkon
Je-li třeba pro požadovaný výkon při jmenovité rychlosti větru stanovit průměr rotoru d *m+,
pak:
cp – výkonový součinitel
– udává, jaká část větrné energie se mění na mechanickou energii (v ideálním případě roven
0,593, reálně méně), a je závislý na tom, v jaké míře rotor snižuje rychlost protékajícího
vzduchu, je definovaný vztahem:
a – vtokový faktor, který je definovaný vztahem:
v0 – rychlost větru před rotorem *m·s-1],
v1 – rychlost větru v rovině rotoru *m·s-1],
λ0 – rychloběžnost rotoru.
Stejně jako je průměr rotoru d závislý na výkonu větrné elektrárny, budou na něm závislé i
otáčky, jak ukazuje následující vztah:
Účinnost větrných motorů
Pro klasické větrné mlýny lze dosáhnout reálné účinnosti kolem 30 % při rychloběžnosti mezi
hodnotami 2 až 3.
Pro klasické pomaloběžné větrné motory lze dosáhnout účinnosti zhruba 30 % při
rychloběžnosti rovné 1. Existují i speciální typy pomaloběžných motorů s účinností 37 % při
rychloběžnosti 1,5.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Pro rychloběžný motor byl odvozen vztah pro maximální využití kinetické energie větru. Z něj
plyne, že maximální využití je 59,3 %.
Tato hodnota je teoretická maximální. Ve skutečnosti je třeba zahrnout další ztráty,
například tření při rotaci rotoru atd. U moderních motorů tohoto typu je reálná dosažitelná
účinnost 35 % až 45 %. Účinnost závisí mimo jiné na hodnotě rychloběžnosti. Největší je
právě těch cca 45 % pro rychloběžnost 6 a více.
Závislost účinnosti větrných motorů na rychloběžnosti
Přibližný výpočet ročního množství vyrobené elektřiny
Pokud chceme získat představu o základních technických parametrech libovolného typu
větrné elektrárny, je možné použít následující vzorce.
Pro určení jmenovitého výkonu větrné elektrárny je vhodné využít vztahu:
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Pj – jmenovitý výkon rotoru *W+
S – velikost plochy rotoru, daný vztahem
ρ – hustota vzduchu *kg·m-3]
vj – jmenovitá rychlost větru *m·s-1]
cp – výkonový součinitel
[m2]
K základnímu vyhodnocení užitné hodnoty větrných elektráren je potřeba znát hodnoty
těchto parametrů:
Koeficient ročního využití energetického zdroje ukazuje, nakolik je v průběhu roku využíván
instalovaný výkon energetického zdroje. Počítá se jako poměr mezi skutečným množstvím
vyrobené energie a teoretickým maximálním množstvím elektřiny vyrobeným za
předpokladu, že by elektrárna pracovala se jmenovitým výkonem 8 760 hodin v roce (tedy
stále):
kr – koeficient ročního využití instalovaného výkonu *%+
Wr – celoroční výroba elektrické energie [kWh]
Pi – instalovaný výkon *kW+
Měrná výroba elektřiny wr *kWh·r-1·kW+ srovnává celoroční výrobu Wr s instalovaným
výkonem. Jedná se o využití 1 kW instalovaného výkonu během jednoho roku.
Průměrný roční výkon Pr *kW, MW, GW+, který hodnotí celoroční uplatnění instalovaných
elektráren ve výrobě elektrické energie, lze určit pomocí vztahu:
Celoroční výroba elektrické energie Wr [MWh, MWr] je dána vztahem:
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
Měrné investiční náklady vztažené k průměrnému celoročnímu výkonu určíme ze vzorce:
cir – měrné investiční náklady *Kč·kWh·r-1]
Ci – investiční náklady *Kč+
Způsoby využití elektrické energie vyrobené ve větrné elektrárně
Vzhledem k tomu, že výkon větrných elektráren je velmi závislý na síle a rychlosti větru, volí
se taková připojení, která umožňují maximální a časově nepodmíněné využití energie.
Existují dvě možnosti:
bez připojení k rozvodné síti,
s připojením k rozvodné síti.
Bez připojení k rozvodné síti (grid – off)
Systémy nezávislé na rozvodné síti, nebo také autonomní systémy, slouží objektům, které
nemají možnost se připojit k rozvodné síti. Jedná se o elektrárny, které lze využít takto:
Větrná elektrárna jako zdroj pro nabíjení akumulátorů
Tento způsob zapojení se využívá zejména pro elektrárny s výkonem přibližně od 300 W do 5
kW. Vyrobená elektrická energie se ukládá v akumulátoru a kdykoliv později může být
využita buď jako rozvod stejnosměrného proudu s nízkým napětím (12 V nebo 24 V) pro
osvětlení, rozhlasový přijímač, nebo lze energii z elektrárny používat k napájení spotřebičů s
napětím 220 V (počítač, televize, lednička), podmínkou je ale zapojení měniče napětí.
Větrná elektrárna jako zdroj pro akumulační kamna a ohřev vody
Tento způsob zapojení se většinou využívá pro větrné elektrárny s výkonem vyšším než 3 kW.
Kvůli nestálosti větru je nelze použít k napájení běžných elektrospotřebičů, ale takto
vyrobená energie se ukládá ve formě tepla ohříváním vložek akumulačních kamen nebo vody
v bojleru.
Legenda: 1. Kotel (plyn, elektro,…); 2. Výměník
teplé užitkové vody; 3. Výměník ústředního
topení; 4. Ohřev bazénu; 5. Větrná elektrárna
Zapojení malé větrné elektrárny do stávajícího
systému ohřevu teplé užitkové vody a topení.
Autonomní systémy je možno doplnit
fotovoltaickými panely pro léto, kdy je méně
větru.
NAUČÍME VÁS, JAK BÝT EFEKTIVNĚJŠÍ
Revolvingový fond Ministerstva životního prostředí
S připojením k rozvodné síti (grid – on)
Větrná elektrárna využívána jako doplňkový zdroj
Tento způsob zapojení se využívá pro větrné elektrárny s výkonem vyšším než 5 kW. Takto vyrobená
elektřina je pomocí regulačního zařízení přizpůsobena potřebám spotřebičů. Je-li instalovaný výkon
větrné elektrárny menší než vlastní spotřeba, odebírá uživatel energii ze sítě. Naopak, když elektrárna
vyrábí větší množství elektřiny, má provozovatel možnost dodávat elektřinu do rozvodné sítě.
Provozovatel pak vedle standardního elektroměru, který měří odběr ze sítě, používá ještě elektroměr
druhý, který měří jeho dodávku do sítě. Rozvodným závodům pak zaplatí případný rozdíl mezi
množstvím energie určené jako odběr pro vlastní spotřebu a dodávkou elektřiny z větrné elektrárny
do sítě.
Prodej přebytků elektrické energie do rozvodné sítě.
Větrná elektrárna sloužící k prodeji elektřiny do sítě
Větrné elektrárny dodávající energii do rozvodné sítě jsou v současné době nejrozšířenější a používají
se v oblastech s velkým větrným potenciálem. Slouží výhradně pro komerční výrobu elektřiny, kdy
provozovatel větrné elektrárny všechnu vyrobenou elektřinu prodává do sítě a sám ji
nespotřebovává.
Prodej veškeré vyrobené elektrické energie do rozvodné sítě.