Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 12/2016 vyšlo tiskem
7. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 6. 1. 2017. 

Téma: Měření, měřicí přístroje a měřicí technika; Zkušebnictví a diagnostika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu (2. část – dokončení)

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Větrná elektrárna v Jindřichovicích pod Smrkem

číslo 1/2005

Větrná elektrárna v Jindřichovicích pod Smrkem

prof. Václav Černý

Energie získávaná z větrných elektráren může krýt jen velmi malou část světové spotřeby elektřiny. Roční množství energie z větru spotřebované ve světě se odhaduje na 200 TW·h. V roce 1990 dosahovala celosvětová spotřeba elektrické energie 9 300 TW·h. Kdyby se veškerá energie větru zužitkovala, bylo by to stejně pouze 2,1 % celkové spotřeby. Technicky využitelných je však jen několik procent z celkového objemu větru, a to pouze ve vybraných (zejména přímořských, neobydlených a vysokohorských) oblastech.
Realizace nové větrné elektrárny v malé obci Jindřichovice pod Smrkem prokazuje, že i u nás se najdou vhodná místa pro malé místní větrné elektrárny. Zkušenosti z Jindřichovic také potvrdily, že do těsného okolí jejich věží se brzy vrátí i drobná polní zvěř.
Po vstupu do EU budou tyto aktivity podporovány významnými dotacemi.

1. Úvod

V Jindřichovicích pod Smrkem byla v květnu 2003 uvedena do provozu nová větrná elektrárna se dvěma větrnými věžemi ENERCON 600 kW. Některé údaje týkající se jejího provozu:

  • celková investice projektu: 62 000 Kč,
  • nevratná dotace Státního fondu ŽP ČR: 27,9 mil. korun (tj. 45 %),
  • půjčka Státního fondu ŽP ČR (12 let, 1,5 % p. a.): 24,8 mil. korun (tj. 40 %),
  • z prostředků obce Jindřichovice pod Smrkem: 9,3 mil. korun (tj. 15 %),
  • průměrné roční očekávané příjmy: 6 mil. korun,
  • maximální roční náklady včetně splácení půjčky: 3 mil. korun,
  • očekávaný roční průměrný zisk: 3 milióny korun.
Obr. 1.

Obr. 1. Konstrukční uspořádání kabiny ENERCON E-40 (1 – generátor, 2 – stator generátoru, 3 – rotor generátoru, 4 – osový čep, 5 – list rotoru, 6 – přírubové ložisko listu, 7 – natáčecí mechanismus listu, 8 – nosná konstrukce, 9 – měřič větru, 10 – ocelová věž)

Obec prodává všechnu vyrobenou elektrickou energii podniku Severočeská energetika (1 kW·h/3 Kč).

Ve zvolené lokalitě jsou větrné podmínky velmi příznivé, roční výroba obou generátorů se odhaduje na 2 200 MW·h, využití plného výkonu na 1 833 h/rok.

2. Technické údaje

Výška elektrárenských věží ENERCON E-40/6.44 od základu po střed vrtule je 65 m, průměr trojlisté vrtule je 44 m, délka každého ze tří listů rotoru 20 m. Plný výkon každé z věží je 600 kW elektrické energie.

Základní parametry:

  • automatický bezobslužný provoz,
  • diskový generátor bez převodovky, proměnlivé otáčky,
  • návětrný rotor s automaticky nastavitelnou polohou vrtulí,
  • směr otáčení: ve směru hodinových ručiček,
  • počet listů: 3,
  • plocha listu 1,276/1 521 m2
  • materiál listu: GFK (epoxidová pryskyřice), integrovaná ochrana proti blesku,
  • počet otáček: proměnlivý 18 až 38 min-1,
  • spojení hřídele s rotorem: tuhé,
  • připojení na síť: přes měnič,
  • tři samostatné brzdy s nouzovým zdrojem,
  • rotorová klidová brzda,
  • rotorová aretační brzda,
  • rychlost větru pro připojení: 2,5 m·s-1,
  • jmenovitá rychlost větru: 12 m·s-1,
  • dálková kontrola ENERCON SCADA,
  • automatické odstavení při vichřici nad 100 km·h-1,
  • od rychlosti větru 4,5 m·s-1 začíná elektrárna vyrábět elektrický proud,
  • při rychlosti 12 až 18 m·s-1 pracuje elektrárna na plný výkon, tj. 600 kW.
Obr. 2.

Obr. 2. Závislost výkonu na rychlosti větru ve výšce kabiny

3. Konstrukce

Konstrukční uspořádání kabiny ENERCON E-40 je na obr. 1. Z obr. 2 je zřejmá závislost výkonu na rychlosti větru ve výšce kabiny.

Provozní teplota generátoru se pohybuje okolo 100 °C a velmi málo se mění. Přídavné mechanické zatížení je tedy minimální. To příznivě ovlivňuje dobu života stroje.

Generátor má speciální ochranu proti korozi. Měděné vinutí třídy F (155 °C) má vícevrstvou izolaci, je vysušeno ve vakuu, opatřeno přídavným povrchovým potahem a upraveno povrchovým lakováním.

Na obr. 3 je naznačeno navíjení pólového nástavce a řez plochým vodičem.

Detail statorového vinutí a řez kulatým vodičem je možné vidět na obr. 4. Vodiče statorového vinutí jsou pro jejich maximální využití ve vnitřním obvodu uspořádány těsně u sebe.

Obr. 3. Obr. 4.

Obr. 3. Navíjení pólového nástavce a řez plochým vodičem
Obr. 4. Detail statorového vinutí a řez kulatým vodičem

Výkon větrné elektrárny se automaticky přizpůsobuje možnostem sítě, v níž může vzniknout dočasný přebytek převáděné kapacity (obr. 5).

Gradient výkonové charakteristiky lze u slabých sítí automaticky přizpůsobovat (obr. 6). Tím se radikálně omezuje vznik kolísání napětí v síti (tzv. fliker).

Obr. 5. Obr. 6. Obr. 7.

Obr. 5. Regulace výkonu v závislosti na požadavcích sítě
Obr. 6. Gradient výkonové charakteristiky lze u slabých sítí automaticky přizpůsobovat
Obr. 7. Účiník elektrárny lze v širokých mezích regulovat podle požadavků sítě

Účiník elektrárny je možné v širokých mezích regulovat podle požadavků sítě (obr. 7).

Obr. 8.

Obr. 8. Větrná elektrárna v Jindřichovicích pod Smrkem je v terénní vlně asi 500 m za obcí a je kabelem napojena na blízké vedení vn

4. Závěr

Větrná elektrárna v Jindřichovicích pod Smrkem je asi 500 m za obcí v malé terénní vlně; z obce jsou vidět pouze vrtule rotoru. Elektrárna je podzemním kabelem připojena na blízkou rozvodnou síť vn. Hluk v podstatě není slyšet, při provozu nevznikají nežádoucí ultrazvukové nebo infrazvukové vlny. Magnetické pole generátoru může mít v bezprostředním okolí (asi do 2 m) rušivé účinky, avšak nepřesahuje strojovnu, která je ve vzdálenosti 65 m od generátoru. Důkazem toho je skutečnost, že ve strojovně lze používat mobilní telefon a poslouchat rozhlas.

Jindřichovice mohou být inspirací i pro další obce, kde jsou vhodné větrné a terénní podmínky. Stavby větrných elektráren by také byly dobrou pracovní příležitostí pro stavební a elektrotechnické živnosti.

Připomeňme zde i mezinárodní závazky v zemích EU, kde má do roku 2010 vzrůst výroba energie z obnovitelných zdrojů na 12 %.

Literatura:
[1] PÁVEK, P.: Informační zpráva starosty obce Jindřichovice pod Smrkem.
[2] NOVOTNÝ, O.: Osobní informace správce majetku (agentura@jindrichovice.cz).
[3] Katalog firmy ENERCON GmbH, Otto-Lilienthal-Strasse 25, D-28199 Bremen.
[4] www.enercon.de
[5] www.jindrichovice.cz