Jak funguje větrná elektrárna a jaké jsou její přednosti i nevýhody
Datum vydání: 30. 5. 2019
Ekologové oceňují šetrnost větrné energetiky k životnímu prostředí, ale jejím odpůrcům vadí narušení přirozeného vzhledu krajiny, hlučnost a především nestálý výkon větrných elektráren. Jejich hlavní výhodou a zároveň nevýhodou totiž je, že ke svému provozu potřebují vítr – nevyčerpatelný přírodní zdroj energie, jehož dostupnost je však značně proměnlivá.
Tip: Pokud máte zájem ušetřit nějakou tu korunu za elektrickou energii, tak si u nás zkuste porovanat ceny elektřiny se současným dodavatelem.
Výkonné větrné elektrárny můžete dnes najít na více než osmdesáti místech v České republice. Nezajišťují však ani jedno procento spotřeby elektřiny na našem území a dodávají tak do sítě méně energie než další ekologické zdroje, jako jsou solární či vodní elektrárny.
Vítr: Nekonečné bezplatné palivo pro větrné elektrárny
Vítr vzniká v důsledku nerovnoměrného zahřívání zemského povrchu. Jedná se vlastně o pohyb molekul vzduchu z teplejší oblasti vyššího tlaku do míst s nižším tlakem a teplotou. Kromě rotace Země má na směr a sílu větru poblíž zemského povrchu vliv i členitost a celkový charakter krajiny.
Protože síla větru roste se vzdáleností od země, mají větrné elektrárny tvar vysokého stožáru, na jehož konci se nachází několik listů vrtule. Ty jsou speciálně vytvarovány, aby při obtékání vzduchem vznikal na jedné straně listu vyšší tlak. Otáčení vrtule ve větru je způsobeno aerodynamickou silou, která se snaží o vyrovnání tlaků nad a pod listem. Udržitelné získávání elektrické energie je trendem posledních let, kdy mnohé státy silně tíhnou k elektromobilitě. Elektrické automobily by ideálně měly být poháněny čistou elektrickou energií, která nevzniká z fosilních paliv. V Dánsku, Norsku a Německu na oblibě získává také výroba domácí energie.
Případnou variantou jsou ještě jaderné elektrárny, které jsou ve vnímání někde na půl cesty. Vytváří velké množství elektrické energie, ale na druhou stranu také produkují nebezpečný a těžko skladovatelný jaderný odpad. Po případu Černobyl se také nedá nemyslet na možné nebezpečí výbuchu, i když je velmi málo pravděpodobné.
Přeměna energie větru na elektrickou energii
Po roztočení vrtule elektrárny se pohybová energie větru přeměňuje na rotační mechanickou energii. Ta je následně vedena prostřednictvím převodovky do generátoru, kde z ní vzniká energie elektrická. Na základě údajů naměřených zabudovaným anemometrem, který snímá rychlost proudění větru, lze zvyšovat výkon elektrárny nakláněním listů vrtule.
Turbíny větrné elektrárny mohou být zkonstruovány buď s horizontální, nebo s vertikální osou otáčení rotoru. Horizontální turbíny jsou rozšířenější a jejich účinnost dosahuje až 48 %. Při jejich provozu však musí být zajištěno, aby vždy směřovaly proti směru vzdušného proudu. Větrné elektrárny s vertikální osou sice mohou dosahovat jen 38% účinnosti, ale zato nejsou tolik prostorově náročné a hodí se i do míst, kde se často mění směr větru.
Kde se můžete setkat s větrnými elektrárnami?
Malé větrné elektrárny s výkonem do 5 kilowattů slouží především jako zdroj energie v rekreačních chatách a dalších objektech bez přípojky elektrického proudu. Velké elektrárny s výkonem až několik tisíc kilowatů naopak dodávají energii do veřejné rozvodové sítě.
Kvůli nižším nákladům na jejich výstavbu i provoz bývají elektrárny často sdružovány do větrných farem či parků – v České republice je největším z nich Větrná farma Kryštofovy Hamry na Chomutovsku. V přímořských státech se větrné farmy budují i mimo pevninu a využívají tak větších rychlostí větru na moři. Nevýhodou mořských větrných elektráren jsou však vyšší pořizovací i provozní náklady.
Výhody a nevýhody větrných elektráren
Největší předností větrných elektráren je ekologický, bezplatný a nevyčerpatelný zdroj, který je pohání. Při jejich provozu navíc nedochází k vypouštění skleníkových plynů ani žádných jiných škodlivých látek do ovzduší. Jediným odpadem, který větrné elektrárny vyprodukují, je samotná jejich konstrukce po skončení životnosti.
Jednou z největších nevýhod větrných elektráren je závislost jejich momentálního výkonu na aktuální síle i směru větru. V době, kdy fouká silný vítr, je potřeba zabránit přetížení elektrické rozvodové sítě a když je vítr slabý, je naopak nutné dodávat do sítě energii z jiného zdroje. Vzhledem k vyšší pořizovací ceně větrných elektráren je problematická i jejich relativně krátká životnost, která se většinou pohybuje kolem 20 let.
Větrné elektrárny jsou také často kritizovány kvůli nepříjemně periodickému aerodynamickému hluku i zvukům, které produkují mechanické části konstrukce a generátor. Navíc narušují přirozený vzhled krajiny a životní prostředí ptáků i dalších živočichů. Těm často vadí také pravidelné světelné odlesky od rotorů a periodicky se opakující stíny listů elektrárny. Případné srážky s rychle se pohybující vrtulí jsou navíc pro ptáky i netopýry smrtelné.
Větrné elektrárny mohou být vhodným doplňkovým zdrojem elektřiny
Kvůli jejich nestabilnímu výkonu, závislému na povětrnostních podmínkách, nemohou větrné elektrárny zcela nahradit jiné typy zdrojů, které dodávají energii do distribuční sítě. Při vybudování na vhodném místě je však větrná elektrárna vynikajícím doplňkovým zdrojem energie, který neznečišťuje životní prostředí a není závislý na omezených zásobách fosilního či jiného paliva.
