Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 2/2017 vyšlo
tiskem 17. 2. 2017. V elektronické verzi na webu od 10. 3. 2017. 

Téma: Elektrické přístroje – spínací, jisticí, ochranné a signalizační; Přístroje pro inteligentní sítě

Hlavní článek
Atypický návrh výkonového stejnosměrného zdroje se středofrekvenčním transformátorovým filtrem rušivého napětí

Aktuality

Veletrh Věda Výzkum Inovace 2017 zahájí místopředseda vlády Pavel Bělobrádek Letošní ročník Veletrhu Věda Výzkum Inovace zahájí na brněnském výstavišti 28. února 2017…

Chytré lampy PRE potvrdily zhoršenou smogovou situaci v Praze Chytré lampy PRE potvrdily v rámci svého pilotního provozu, že v Holešovicích a…

Jak se bydlí v pasivních domech, řeknou jejich majitelé na veletrhu FOR PASIV Další ročník veletrhu FOR PASIV, který je zaměřený na projektování a výstavbu…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze představí zájemcům o studium moderní techniku i její historii Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá v pátek 20. ledna od 8.30 hodin první…

Loňská výroba Temelína by stačila k pokrytí téměř roční spotřeby českých domácností Přesně 12,1 terawatthodin elektřiny (TWh) loni vyrobila Jaderná elektrárna Temelín. Je to…

Osmý ročník Robosoutěže Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze ovládli studenti Gymnázia Zlín V pátek 16. prosince se v Zengerově posluchárně Fakulty elektrotechnické ČVUT na Karlově…

Více aktualit

Větrné elektrárny na volném moři mají budoucnost

Větrné elektrárny na volném moři mají budoucnost

Trvale rostoucí ceny energie vyvolávají na celém světě stále větší zájem o využití větrné energie. Jenom za minulý rok vzrostl instalovaný výkon nově postavených větrných elektráren podle odhadu Světové organizace pro větrnou energii (WWEA – World Wind Energy Association) asi o 11 000 MW, a dosáhl tak celkové výše přes 70 000 MW [1]. Protože se v mnoha zemích, zejména s větší hustotou osídlení, začíná na pevnině již projevovat nedostatek vhodných lokalit pro výstavbu větrných elektráren, projektuje a staví se ve světě stále více větrných elektráren na plošinách zakotvených na volném moři. Větrné farmy postavené na volném moři jsou v provozu již v Dánsku (obr.), ve Velké Británii, v Nizozemsku i jinde a velmi dobře se osvědčují. Protože vítr zde vane stále a mnohem silněji než na pevnině, mají až o 50 % větší energetickou výtěžnost než stejná zařízení na pevnině. Navíc neruší ráz krajiny ani neobtěžují obyvatele hlukem. Například v areálu Horns Rev, 20 km od dánského města Blävandshuk, stojí od roku 2002 v současné době zatím největší větrná farma na mořských plošinách na světě. Ocelové piloty o průměru 4 m, zaražené v hloubce 25 m do mořského dna, ukotvují ocelové obry k podloží. Rozměry jsou úctyhodné. Průměr rotoru větrné elektrárny je 80 m a jeho náboj se nachází ve výšce 70 m nad hladinou. Provozovatelé větrných farem sní o ještě mnohem větších rotorech. Výhledově je pro podobné aplikace plánována výroba větrných generátorů s průměrem rotorů až 160 m.

Obr. 1. Větrná farma na volném moři v Dánsku

Větrná farma v Horns Rev, která pokrývá téměř 2 % celkové dánské spotřeby elektrické energie, však o světové prvenství zřejmě brzy přijde. Britská vláda totiž nedávno vydala souhlas se stavbou největší mořské větrné farmy na světě. Podle schváleného projektu s názvem London Array má mít 340 větrných generátorů s celkovým výkonem asi 1 000 MW; to je kapacita jednoho bloku jaderné elektrárny Temelín. Větrné generátory, umístěné na mořských plošinách, budou zabírat plochu přibližně 150 km2 v ústí řeky Temže ve vzdálenosti asi 20 km od pobřeží. Elektrickým proudem budou zásobovat asi třetinu londýnských domácností. Projekt vyjde na 1,5 miliardy liber, což je v přepočtu více než 60 miliard korun, a bude ho realizovat konsorcium společností E.ON UK a Shell WindEnergy. Je součástí ambiciózního záměru Velké Británie, která chce v příštích letech postupně zvýšit podíl elektrické energie vyrobené z obnovitelných zdrojů až na jednu čtvrtinu.

Německo nechce zůstat pozadu

S ohledem na restrukturalizaci zásobování energií s výrazným důrazem na omezení podílu fosilních paliv a na probíhající diskuse o ochraně klimatu zažívá využívání větrné energie v posledních letech také v Německu mimořádný rozmach. Přestože Německu patří s celkovým instalovaným výkonem téměř 20 000 MW první místo ve světě v budování větrných elektráren, výstavba větrných elektráren na volném moři se zde teprve rozbíhá. Spolkové ministerstvo pro životní prostředí však ve svých výhledových plánech předpokládá, že do roku 2030 by mohly větrné elektrárny vybudované u pobřeží krýt až asi 15 % celkové německé spotřeby elektrické energie [2]. Důležitý krok pro další rozvoj využití větrné energie na moři učinil německý Spolkový úřad pro námořní dopravu a hydrografii (BSH – Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie), když v prosinci 2005 vytipoval zvláště vhodná území pro stavbu větrných elektráren v Severním a Baltickém moři v tzv. výhradních hospodářských zónách za hranicí výsostných vod ve vzdálenosti 12 až 200 námořních mil (přibližně 22 až 370 km) od pobřeží. V Baltickém moři to jsou oblasti Kriegers Flak a Westliche Adlergrund s rozlohou 35, resp. 109 km2. V Severním moři je to oblast Nördlich Borkum, rozdělená do tří dílčích oblastí, s celkovou rozlohou 542 km2. V současné době se u pobřeží Severního moře poblíž Windeseile dokončuje první německá zkušební větrná farma na volném moři s dvanácti větrnými generátory o výkonu 5 MW (tedy o celkovém výkonu 60 MW) a na schválení čeká již nejméně sedm dalších projektů.

Středisko pro větrnou energii a mořskou techniku

Větrné elektrárny na ukotvených plošinách na volném moři jsou trvale vystaveny působení extrémních povětrnostních podmínek i velkému mechanickému namáhání a přitom musí pracovat spolehlivě, nepřetržitě a bez obsluhy. Ve snaze zajistit pro výrobce a provozovatele větrných elektráren na volném moři účinnou podporu na vysoké odborné úrovni vybudovala Fraunhoferova společnost v Bremerhavenu Středisko pro větrnou energii a mořskou techniku CWMT (Center für Windenergie und Meerestechnik) [2]. Jeho hlavním úkolem je zajistit životnost větrné elektrárny se všemi jejími komponentami v náročných klimatických podmínkách na volném moři po dobu nejméně dvaceti let. V současné době je těžištěm výzkumných prací střediska vypracování metody pro objektivní a prokazatelné posouzení provozní spolehlivosti větrné elektrárny experimentálními zkouškami a simulací na počítači. Cílem je analyticky vypočítat nová zátěžová kritéria a převést je na veličiny, pomocí nichž lze komplexně posoudit provozní spolehlivost větrných elektráren na mořských plošinách.

S ohledem na nedávné přerušení dodávek ropy z Ruska stojí Evropská unie před naléhavým úkolem, zvýšit do budoucna svou energetickou soběstačnost, především lepším využitím obnovitelných zdrojů energie, a tedy i síly větru. Při nedostatku vhodných lokalit na pevnině to ještě více podpoří zájem o větrné elektrárny pracující na volném moři a jejich výrobci budou muset čelit obrovskému tlaku, aby byli schopni nabídnout provozovatelům dostatečně rychle výrobky s vysokou spolehlivostí a dlouhou životností i v drsných klimatických podmínkách na moři. Poznatky a zkušenosti z rozsáhlých zkoušek vykonávaných v experimentálním a zkušebním polygonu Fraunhoferovy společnosti v Bremerhavenu jim přitom jistě budou dobrým vodítkem.

(redakčně upraveno)

Literatura:
[1] KABEŠ, K.: Velký boom větrných elektráren pokračuje. Elektro, 2006, č. 11, s. 44–45.
[2] RÖTZER, I.: Mitten im Wind. Fraunhofer Magazin, 2006, č. 2, s. 50–52.