Charakteristika

Místa s významnějším a pravidelným vzdušním prouděním jsou ideální pro instalaci větrných elektráren

Místa s významnějším a pravidelným vzdušním prouděním jsou ideální pro instalaci větrných elektráren

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 způsobuje morfologie krajiny, rostlinný pokryv, vodní plochy. Některá místa na zemském povrchu mají lepší větrné podmínky, jiná horší.

Historie využití větru v Čechách

Vítr poháněl plachetnice, větrné mlýny, vodní čerpadla již ve starověku. Ve větrných mlýnech se větrná energie využívala v minulosti i na území našeho státu. Historicky je postavení prvního větrného mlýna na území Čech, Moravy a Slezska doloženo již v roce 1277 v zahradě Strahovského kláštera v Praze. Největší rozkvět doznalo větrné mlynářství v Čechách ve 40. letech 19. století, na Moravě a ve Slezsku o něco později. Celkem bylo na území dnešní ČR evidováno a je historicky doloženo 879 větných mlýnů.

Období využívání větrných turbín pro pohon vodních čerpadel spadá u nás do prvního dvacetiletí 20. století. Začátek výroby novodobých větných elektráren se datuje na konec 80. let minulého století. V současné době větrné elektrárny pracují na více než šedesáti lokalitách v ČR, jejich nominální výkon se pohybuje od malých výkonů (300 W) pro soukromé využití až po 2,5 MW (popř. 5 MW) u velkých jednotek, celkem je instalováno méně než 300 MW (2014).

Větrný mlýn v Kuželově je zástupcem větrného mlynářství v Čechách

Větrný mlýn v Kuželově je zástupcem větrného mlynářství v Čechách

Jedna ze šesti větrných elektráren u Vítkova na Liberecku

Jedna ze šesti větrných elektráren u Vítkova na Liberecku


Listy rotoru se speciálně tvarovaným profilem jsou několik desítek metrů dlouhé, což způsobuje dopravní komplikace

Listy rotoru se speciálně tvarovaným profilem jsou několik desítek metrů dlouhé, což způsobuje dopravní komplikace

Ocelové svařované tubusy, nesoucí celou elektrárnu, jsou pevně ukotveny k základové patce ukryté v zemi

Ocelové svařované tubusy, nesoucí celou elektrárnu, jsou pevně ukotveny k základové patce ukryté v zemi

Princip

Otevřená gondola větrné elektrárny s převodovou skříní a hlavicí držící listy rotoru

Otevřená gondola větrné elektrárny s převodovou skříní a hlavicí držící listy rotoru

Působením aerodynamických sil na listy rotoru převádí větrná turbína energii větru na energii mechanickou. Ta se prostřednictvím generátoru (elektromagnetické indukce) přemění na elektrickou energii. Listy rotoru mají speciálně tvarovaný profil, velmi podobný profilu křídel letadla. Otáčky rotoru zpomaluje tření mechanických součástí a vzdušné víry za lopatkami. Konce lopatek se pohybují rychleji než středové části a výsledná účinnost tedy závisí také na součiniteli rychloběžnosti, což je poměr rychlosti otáčení lopatek a rychlosti větru. Součinitel rychloběžnosti se zvyšuje snížením počtu lopatek. Současné větrné turbíny mívají 1–3 lopatky, nejlepší dosahovaná účinnost je 45 %.

Tubus elektrárny musí být dostatečně vysoký, aby vynesl větrnou turbínu nad přízemní pásmo větrných turbulencí, a dostatečně silný, aby odolal hmotnosti celého soustrojí.

Hlavice (gondola) obsahuje převodovou skříň – rychlost otáček vrtule 30 až 50 ot./min. není dostatečná pro výrobu elektrického proudu, musí se proto pro pohon elektrického generátoru zpřevodovat na více než 1 500 ot./min. Dále obsahuje generátor, ložiska a systém natáčení. Větrné generátory se musejí otáčet podle směru větru; k tomu existují mechanizmy natáčející celou gondolu větrné elektrárny. Mezi gondolou a tubusem je nainstalováno tlumení, které zabraňuje přenosu vibrací.

Dvojlistá vrtule větrné elektrárny na pobřeží moře

Dvojlistá vrtule větrné elektrárny na pobřeží moře

Využitelnost větru

„Energeticky“ využitelný je vítr o rychlosti 4 až 26 m/s (tj. 15 až 95 km/h). Při větším větru než 26 m/s se musí elektrárna zastavit, protože dochází k rozkmitání konstrukce. V takovém případě se rotor zabrzdí a lopatky se postaví vůči větru nejužším profilem. U velkých větrných turbín se konce lopatek pohybují rychlostmi většími než rychlost zvuku – vznikají přitom různé doprovodné zvukové efekty. U vrtule s rozpětím kolem 100 m také činí problémy rozdíl v rychlosti větru dole a nahoře, který může činit až 2,8 m/s. Na každý list vrtule pak působí jiné síly a hrozí rozkmitání a destrukce konstrukce. Možnost, jak tuto nevýhodu obejít, představuje jednolistá vrtule s protizávažím.

Moderní větrné elektrárny bývají osazeny dvojlistými nebo třílistými vrtulemi s průměrem 80 m. Jmenovitého výkonu okolo 2 MW dosahují při rychlostech větru kolem 13 m/s. Příznivé větrné podmínky bývají na pobřeží moře, nebo ve vyšších nadmořských výškách – zde je ale v zimě problém s námrazou, která se musí z vrtulí odstraňovat. Jednak aby je svou zátěží nepoškodila, jednak aby neodletovala nebezpečně do stran.

0

Skupina ČEZ

Kontaktní informace

Máte-li k obsahu portálu jakékoliv náměty, postřehy či připomínky – prosím kontaktujte nás. Budeme vděční i za připomínky k nekorektnímu zobrazení stránek, či případnému upozornění na chybu. Děkujeme.


email:info@svetenergie.cz

telefon:+420 381 257 675

Kontaktní formulář

KONTROLNÍ KÓD

kontrolní kód Opište prosím do políčka formuláře
text z obrázku

Portál Svět energie provozuje společnost ČEZ. Vyrobil Simopt, s.r.o., Copyright © 2016, Všechna práva vyhrazena

detail