Zvětšit obrázek

Parametry některých typů větrných elektráren v Česku

 Ne každý stál pod moderní větrnou elektrárnou a ještě méně je těch, kteří si mohli její díly osahat, například před montáží  na vybrané lokalitě. Nebo dokonce vstoupit do útrob hotové elektrárny při jejím provozu. Následující řádky jsou proto více technicky laděné čtenáře a přinášejí popis jednotlivých dílů větrné elektrárny, jejich rozměry a funkci. „Zprůměrňované“ údaje platí pro v současnosti nejčastěji stavěné elektrárny s instalovaným výkonem 1,5 – 3 MW. Konkrétní data pro některé nejčastěji zastoupené typy jsou uvedena v tabulce.  V  grafu jsou uvedeny údaje o výrobě elektrické energie větrnými elektrárnami v ČR za období leden až srpen 2008, podle údajů ERÚ (Energetického regulačního úřadu) a také kapacitní faktor (využití instalované kapacity) větrných elektráren v ČR podle jednotlivých měsíců.

 Kdo se na staveništi budoucí větrné elektrárny zastaví před zahájením montáže, může vidět jen v základech ukotvenou přírubu pro nejnižší díl věže elektrárny. Její průměr (zpravidla do 4 metrů – větší průměr by byl problematický z hlediska možností dopravy na lokalitu) odpovídá nejvyššímu průměru ocelového tubusu větrné elektrárny, který je k ní při montáži upevněn rozebíratelným spojem pomocí několika desítek masivních šroubů. Tubusy mají buď válcový, nebo mírně kónický tvar. Z betonového fundamentu vyčnívá také několik silnoproudých kabelů, jimiž je elektrárna podzemním vedením připojena k transformátoru sítě. I když je na jedné lokalitě více větrných elektráren, jsou všechna vedení podzemní, takže nehrozí nějaké „zadrátování“ krajiny. Jednou z podmínek pro výstavbu větrných elektráren je, že stojí v reálně dostupné blízkosti (asi do 1000 m) od současného vedení sítě, zpravidla 22 kV nebo i vyšším, do kterého po transformaci odvádí vyprodukovanou energii. V „přízemí“ větrné elektrárny je v tubusu otvor se vstupními dveřmi a uvnitř jsou instalovány skříně s rozvaděčem, jističi, řídící elektronika a displej. Provoz elektrárny je elektronikou řízen plně v automatickém provozu a je možné jej monitorovat prostřednictvím sítí u provozovatele, ale i u stovky i tisíce kilometrů vzdáleného výrobce elektrárny. 

 Tubus větrné elektrárny sestává ze 3 – 4 ocelových dílů. Výška sestaveného tubusu bývá od 80 do 105 metrů, celková váha smontovaného tubusu se pohybuje v desítkách tun. Uvnitř tubusu jsou již při výrobě vestavěné žebříky, armatury pro vedení silnoproudých kabelů i pro osvětlení i montážní plošiny na předělu jednotlivých sekcí, občas je po sestavení instalován i výtah. Nejvyšší díl tubusu je na horní části zakončen přírubou pro otočné uložení gondoly s průlezem do jejího nitra.

 Srdcem elektrárny je gondola, ukrývající ložiska a přírubu pro rotor, osu celého soustrojí, převodovku, generátor, kotoučovou brzdu, pohon natáčení gondoly proti větru, hydrauliku pro natáčení listů rotoru, brzdu, ventilátor a případně i chladič. Toto uspořádání (rotor – převodovka – generátor) platí pro většinu klasických větrných elektráren, jejichž gondola má více či méně kvádrový, různě na hranách zkosený či zaoblený tvar, podle designu jednotlivých výrobců.  V polovině devadesátých let přišli konstruktéři s novou koncepcí, kdy je generátor v podobě prstence připojen přímo k rotoru elektrárny bez převodovky. Tyto elektrárny mají gondolu vajíčkového tvaru. V místě jejich největšího průměru je uložen mnohapólový stejnosměrný generátor. Výhodou této koncepce  jsou nižší hmotnost gondoly, menší výkonové ztráty při přenosu mechanické energie ke generátoru vynecháním převodovky a start elektrárny při nižších rychlostech větru, od 3,5 m/s a tím i lepší využití větrného potenciálu lokality. Náročnější je tato koncepce na elektroniku – stejnosměrný proud musí být pro převeden na střídavý (přímo v patě elektrárny), aby byla možná jeho další transformace na požadované parametry (stálé napětí a kmitočet) sítě.

Zvětšit obrázek

Instalovaný výkon VTE v Česku a výroba elektrické energie v odobí leden – srpen 2008 podle údajů ERÚ. U názvu jednotlivých měsíců je uveden kapacitní faktor (využití instalované kapacity)v jednotlivých měsících. Za celé období činil kapacitní faktor 20,21

 Nejviditelnější částí větrné elektrárny je její rotor („vrtule“). Jako nejúčinnější se ve většině případů používá třílistý rotor  (jsou však i elektrárny se dvěma, případně dokonce i s jediným listem). Listy jsou vyrobeny ze skelných vláken, případně s výztuhami z kevlaru.
U elektráren s výkony nad 1,5 MW dosahují listy délky 37 – 50 metrů. Listy jsou duté a jejich tvar je vyvíjen s cílem dosažení co nejoptimálnějších aerodynamických poměrů, nejvyšší účinnosti a minimalizace šumů, vznikajících při pohybu. V poslední době převzaly  listy větrných elektráren od křídel moderních letadel koncové „windlety“, snižující hlučnost a zlepšující aerodynamické vlastnosti a tím i účinnost rotoru.

 Gondola je na své střeše vybavena čidly pro měření síly a směru větru. Tyto údaje jsou vyhodnocovány počítačem, který dává povely k nastavení gondoly  proti směru větru a k natočení listů rotoru pro dosažení co nejvyšší účinnosti při zjištěné síle větru. Při překonání jisté hranice rychlosti větru (zpravidla přes 22 m/s – vítr s rychlostí kolem 80 km/h) jsou listy nastaveny do mrtvé polohy, elektrárna je zastavena a soustrojí je zabržděno, aby nedošlo k poškození stroje.

 Větrné elektrárny, které převzaly historickou štafetu větrných motorů od větrných mlýnů, jsou dokladem růstu technické úrovně těchto zařízení. Zatímco velikost stavby a průměr rotorů větrných mlýnů a jejich výkon by bylo možné charakterizovat číslem 20 (20 m výška, 20 m průměr rotoru, 20 kW výkon zařízení), tak současné parametry „průměrné“ větrné elektrárny (80 - 100 m výška, 75 - 90 m průměr rotoru a výkon 2000 kW) svědčí o výrazném technickém pokroku: zatímco vnější rozměry stroje se zvýšily 4 - 5x, výkon zařízení vzrostl 100x. A nejvýkonnější větrné elektrárny, určené pro stavbu na mořských mělčinách, už dosáhly při výšce 100 metrů a průměru rotoru 124 m výkonu 6 MW (6000 kW). Pro lokality ve vnitrozemí se již další výrazné zvyšování výkonů a rozměrů větrných elektráren nepředpokládá, protože dosažené rozměry už jsou na hranici  přepravních možností po běžných komunikacích i montáže na lokalitě.  

 Pro zájemce o poznání větrných elektráren vlastními smysly je v celé Evropě v první polovině června pravidelně pořádán „větrný den“, kdy je možné do větrných elektráren nahlédnout, seznámit se s jejich provozem a s problematikou tohoto oboru. Je pořádán i u nás. Ojedinělou možnost celoroční prohlídky však nabízí větrná elektrárna u rakouského městečka Bruck an der Leitha, mezi Vídní a Bratislavou. Bezprostředně pod její gondolou  je umístěna prosklená plošina jako rozhledna, na kterou je možné při běžném provozu elektrárny vystoupat po vnitřním točitém schodišti a vyslechnout si v ní i výklad průvodce. A obejde se to bez zesilovače a nikdo ještě při prohlídce neohluchl. Kdo nevěří, ať tam běží, nebo jede. 

Zvětšit obrázek	Zvětšit obrázek	Zvětšit obrázek	Zvětšit obrázek
Atraktivní transport 50 m dlouhého listu větrné elektrárnyWWD-3	Část gondoly bezpřevodovkové větrné elektrárny Enercon E-40	Montáž generátoru do gondoly větrné elektrárny E-40	Exkurze u elektráren větrného parku Břežany na Znojemsku