Alternativní zdroje energie - Větrné elektrárny

k navigaci

Na území ČR se větrná energie využívala v minulosti ve větrných mlýnech. Historicky je existence prvního větrného mlýna na území Čech, Moravy a Slezska doložena již v roce 1277 v zahradě Strahovského kláštera v Praze. Jaderná energetika je tedy ve srovnání s větrnou skutečným batoletem.

Zájem o využití větrné energie se projevil na začátku 70. let minulého století. Důležitým impulsem pro rozvoj větrné energetiky bylo embargo zemí OPEC na vývoz ropy do průmyslově vyspělých zemí vyhlášené na podzim roku 1973. Rozkvět větrných elektráren v ČR vyvrcholil v letech 1990-1995, poté následovala léta stagnace větrné energetiky.

V současné době se větrné elektrárny nacházejí na více než padesáti lokalitách v ČR, jejich nominální výkon se pohybuje od 0,004 až po 2 MW_e. Mezi výrobce technologie patří několik českých firem, u velkých výkonů to jsou především dodavatelé z Německa. V roce 2006 vyrobily větrné elektrárny na území ČR téměř 50 GWh elektrické energie, nejvíce na severozápadě ČR a na střední Moravě. Na celkové výrobě elektřiny v ČR se větrné elektrárny podílely pouze 0,4 %, což je přibližně třetina průměrného podílu v zemích EU.

Princip 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 (na podobném principu turbogenerátoru pracuje jak klasická, vodní či jaderná elektrárna). 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.

Možnosti a perspektivy větrných elektráren v ČR

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 2010 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 2010 hranice 1828 GWh.

Dokladem rozvojového trendu větrné energetiky v České republice je dosavadní růst výroby elektrické elektrárny v ČR ve větrných elektrárnách – zatímco v roce 2005 představovala roční výroba 21,3 GWh, v roce 2006 to bylo již 49,4 GWh. V roce 2002 představoval výkon instalovaný ve větrných elektrárnách 6 635 kW, koncem roku 2006 to byl již téměř desetinásobek.

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. Jako nejpříhodnější lokality pro stavbu farem větrných elektráren lze považovat plochy 3 × 3 nebo 4 × 6 km v nadmořských výškách zpravidla nad 700 m (většinou však leží v chráněných krajinných oblastech, kde je zakázáno stavět). Až na řídké výjimky se energeticky příhodné lokality pro stavbu větrné elektrárny nacházejí v horských pohraničních pásmech a v oblasti Českomoravské vrchoviny. 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).

Podpora státu v oblasti výroby elektrické energie ve větrných elektrárnách

Rozvoj větrné energetiky je přínosem především z hlediska ekologie. Stát podporuje výrobu z obnovitelných zdrojů tak, že pravidelně určuje výkupní cenu elektřiny vyrobené v daném typu elektrárny. Do roku 2001 byly minimální výkupní ceny stanovovány provozovateli distribučních soustav v dané oblasti. Výše cen byla stanovována smlouvami s provozovateli větrných elektráren a byla vprůměru kolem 1130 Kč/MWh. Od roku 2001, vždy v listopadu na následující rok, stanovuje výkupní ceny elektřiny Energetický regulační úřad (ERÚ). Cenovým rozhodnutím pro roky 2002 a 2003 byla minimální výkupní cena elektřiny do sítě stanovena na 3000 Kč/MWh. Pro rok 2004 byla výkupní cena elektřiny snížena na 2700 Kč/MWh, pro rok 2005 pak na 2600 Kč/MWh a konečně pro rok 2006 na 2460 Kč/MWh.

Zásadní změnu do režimu určování výkupních cen elektřiny přinesl zákon č. 180/2005 Sb, který ukládá provozovatelům regionálních distribučních soustav a provozovateli přenosné soustavy povinnost veškerou elektřinu z obnovitelných zdrojů vykupovat. Výrobce elektřiny z obnovitelných zdrojů má právo si vybrat, zda svoji elektřinu nabídne k výkupu za pevnou cenu nebo zda za ni bude požadovat tzv. zelený bonus. Zeleným bonusem se rozumí finanční částka navyšující tržní cenu elektřiny a je hrazena provozovatelem regionální distribuční soustavy nebo přenosové soustavy. Zohledňuje poškozování životního prostředí využitím obnovitelných zdrojů oproti spalování fosilních paliv.

Dosavadní podnikatelská praxe v dané oblasti dokazuje, že úspěch ve výstavbě a provozu větrných elektráren mají pouze ekonomicky silné firmy, které dokáží zvládnout jak vstupní investice, tak investice nezbytné na údržbu a provoz zařízení.

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 2010 celkem 8 % energie z obnovitelných zdrojů. Prvními vhodnými projekty jsou možnosti výstavby větrných parků v lokalitách Dukovany a Dlouhé Pole, ke kompletní obnově dojde v Novém Hrádku.

Obcím, na jejichž katastru budou postaveny větrné elektrárny, Skupina ČEZ nabízí kompenzaci ve formě pravidelného ročního příspěvku do obecního rozpočtu v řádu okolo 100 000 korun na jednu větrnou elektrárnu.

Vliv větrné elektrárny na životní prostředí je minimální

Větrná energetika neprodukuje tuhé či plynné emise a odpadní teplo, nezatěžuje okolí odpady, ke svému provozu nepotřebuje vodu. Větrná elektrárna nepředstavuje významný zábor zemědělské půdy, minimální jsou i a nároky na plochu staveniště. Pro získání většího výkonu je však třeba stavět větrné farmy o obrovských rozlohách (např. 1000 MW větrná farma zabere rozlohu 35 000 km2, uhelná nebo jaderná elektrárna o stejném výkonu pouhých několik km2).

Námitky ve smyslu újmy na estetickém vzhledu krajiny mají vždy subjektivní charakter a vnímání symbiózy přírodních a umělých prvků v krajině je věcí zvyku.

V mnoha případech bývá ochránci přírody nadhodnocován negativní vliv akustických emisí na okolí. Jde přitom o hluk, jehož zdrojem je strojovna elektrárny, popř. interakce proudícího vzduchu s povrchem listů rotoru a uvolňováním vzduchových vírů za hranou listů. Tento hluk je snižován modernější konstrukcí listů vrtule, popř. variantností typů rotorů (za cenu snížení hlukové emise se snižuje i výkon generátoru). Hladina hluku na úrovni 500 m od stroje se pohybuje okolo 35–40 dB, což je zhruba hladina hluku v obývacím pokoji. Agentura ochrany přírody a krajiny uvádí, že les ve vzdálenosti 200 metrů vydává při rychlostech větru 6–7 m/s přibližně stejný hluk jako větrná elektrárna ve stejné vzdálenosti. Povolené hladiny hluku v místě nejbližší budovy jsou podle českých zákonů na úrovni 50 dB (den) a 40 dB (noc). Tyto limity dodrží větrné elektrárny zcela bez problémů.

Chování ptáků ale i divokých zvířat v blízkosti větrných elektráren je rozdílné: zatímco některé druhy ptáků staví svá hnízda částečně v úkrytu generátorových skříní, jiné druhy se okolí elektráren vyhýbají. Pokud jsou větrné elektrárny dobře naplánované a postavené, nepředstavují pro ptáky a zvířata vážné nebezpečí. K zajímavému závěru došel tříletý výzkum, který prováděl Ústav pro výzkum divoce žijících zvířat na Veterinární univerzitě v Hannoveru. Výzkum sledoval rozsáhlé území s celkem 36 větrnými elektrárnami i srovnávací oblasti, kde turbíny nejsou. Hustota zvěře na území s elektrárnami zůstávala stejná, nebo se dokonce zvyšovala. Z průzkumu mezi myslivci Dolního Saska vyšlo najevo, že nespatřují ve větrných elektrárnách vážné zdroje rušení domácí nízké zvěře.

Technici vymysleli i jak zamezit nepříznivému vlivu pohyblivých stínů v obydlených lokalitách. Řešením je využití jednoduchého počítačového programu, který v v denní době a za podmínek, které vznik podobných stínů vyvolávají, jednoduše na nezbytou dobu elektrárnu vypne.

Větrné elektrárny v zahraničí

Nejdále ve využití energie větru pokročili američtí odborníci, kteří systematicky rozpracovali široký soubor souvisejících otázek. Zahrnuli do něj techniku a technologii, ekonomiku a energetiku, ale také sociologii a ekologii, stejně jako právní stránku věci a problematiku veřejného mínění. Vycházeli z faktu, že už koncem minulého století pracovalo v USA kolem šesti milionů malých větrných elektráren, čerpadel a dalších zařízení a země má mnoho rozlehlých oblastí s velmi dobrými větrnými podmínkami. Platí to především o Kalifornii, kde vznikla celá pole větrných elektráren - větrné farmy.

V Evropě mají největší potenciál větrné elektrárny v Německu, kde bylo k 30. červnu 2006 instalováno 18 054 větrných elektráren s celkovým výkonem 19 299 MW. Na druhém místě je Španělsko, na třetím Dánsko. V evropských státech začleněných v EU je ve větrných elektrárnách instalováno celkem téměř 50 000 MW_e.

Větrné elektrárny a Evropská unie

Země Evropských společenství přijaly program rozvoje větrné energetiky v roce 1980. Na základě úspěšných projektů, zejména v Dánsku, Nizozemsku, Německu a Velké Británii, rozhodla Evropská unie v roce 2030 dosáhnout 100 000 MW_e instalovaných ve větrných elektrárnách To je výkon, který má pokrývat 20 % celkové západoevropské spotřeby elektrické energie. Pokud se naplní tyto optimistické výhledy, lví podíl na nich budou mít země s mořským pobřežím, tedy s nejpříhodnějšími podmínkami. Jinde se vítr zřejmě dočká využití maximálně v kombinaci s dalšími obnovitelnými zdroji.

nahoru