Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 8-9/2017 vyšlo
tiskem 5. 9. 2017. V elektronické verzi na webu od 5. 9. 2017. 

Téma: 59. mezinárodní strojírenský veletrh v Brně; Elektrotechnika v průmyslu

Hlavní článek
Palivové články
Renesance synchronních reluktančních motorů
Návrh aktuátoru pracujícího s magnetickým polem

Aktuality

Na veletrhu FOR ARCH najdou lidé na osm stovek expozic a bezplatná poradenská centra Ve dnech 19. – 23. září 2017 se koná 28. ročník mezinárodního stavebního veletrhu FOR…

Technologické Fórum 2017 – jedinečné setkání odborníků stavebního trhu Premiéru na letošním ročníku mezinárodního stavebního veletrhu FOR ARCH bude mít…

Od 1. září začne ve společnosti ČEZ fungovat nová divize Jaderná energetika Šest jaderných bloků, přes dva tisíce zaměstnanců včetně týmu, který zodpovídání za…

FOR ARCH 2017 přinese řadu zajímavých soutěží a konferencí Osmadvacátý ročník mezinárodního stavebního veletrhu FOR ARCH, který se uskuteční ve…

Premiér navštívil hlavní sídlo provozovatele přenosové soustavy Předseda vlády Bohuslav Sobotka a ministr průmyslu a obchodu Jiří Havlíček se přímo na…

Generační změna ve skupině LAPP S účinností od 1. července 2017 odstoupila Ursula Ida Lapp, spoluzakladatelka skupiny…

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