Větrné elektrárny – typy a principy jejich fungování

Hledání nových zdrojů elektrické energie stále pokračuje a přináší některé dříve neznámé možnosti. Především se jedná o stále efektivnější využívání obnovitelných zdrojů, mezi které řadíme teplo zemského nitra nebo sluneční záření. Lidstvo čerpá tuto energii pomocí solárních panelů, vodní energie, energie mořského přílivu, biomasy, a taky využitím větrné energie pomocí větrných elektráren.

Podle statistických údajů činí v současné době podíl obnovitelných zdrojů na celkové produkci elektrické energie necelých dvacet procent. Ovšem moderní technologie, využívající energie geotermální, sluneční, oceánské a větrné dohromady poskytují zhruba pouhé jedno procento z celkové výroby.

Větrná energie je jedním z obnovitelných zdrojů využívaných již v dřívějších dobách hlavně k pohánění větrných mlýnů. V posledních letech se této energie stále více začíná využívat pro výrobu elektřiny. Ve všech státech se staví větrné elektrárny, které mají prakticky všude dobré podmínky pro efektivní využívání. Nejlepších účinků však dosahují větrné elektrárny instalované v moři v blízkosti břehů.

Princip fungování větrné elektrárny

K výrobě elektrického proudu dochází působením aerodynamických sil na listy rotoru, čímž převádí větrná turbína umístěná na stožáru energii větru na rotační energii mechanickou. Ta je pak prostřednictvím generátoru zdrojem elektrické energie. Podél rotorových listů vznikají aerodynamické síly. Se vzrůstající rychlostí vzdušného proudu rostou vztlakové síly a proto je třeba zajistit efektivní regulaci výkonu motoru, aby se zabránilo mechanickému a elektrickému přetížení větrné elektrárny.

Typy větrných elektráren

Podle velikosti vrtule a výrobní kapacity se rozlišují tři základní typy větrných elektráren:

• malé
• střední
• velké

Malými větrnými elektrárnami nazýváme taková zařízení, jež mají instalovanou kapacitu do 60 kW a průměr vrtule maximálně 16 m. Podtypem v této kategorii jsou tzv. mikrozdroje (s kapacitou do 2,5 kW a průměrem vrtule do 3 m), které jsou užívány zejména pro napájení baterií či domácích elektrospotřebičů. Malé větrné elektrárny od 2,5 do 10 kW slouží hlavně pro vytápění domů či ohřev vody. V současné době se této technologie běžně užívá pro získání elektrické energie nejen v místech, kde není veřejná rozvodná síť. Energie získaná tímto způsobem slouží k osvětlení, napájení spotřebičů, ohřev vody a vytápění. Tento zdroj produkuje čistou energii a neprodukuje žádné emise CO2.

Někdy se používá i výraz ostrovní elektrárny. Jde o systémy nepropojené s distribuční sítí a své uplatnění mají v místech, kde nelze zbudovat klasickou veřejnou přípojku elektrického proudu. Mohou to využívat chataři, chalupáři i rodinné domky, anebo majitelé mobilních zařízení, kterými jsou lodě, mobilní buňky nebo karavany apod.

Vliv na životní prostředí

V souvislosti s výstavbou větrných elektráren se často polemizuje o jejich vlivu na životní prostředí a turistický ruch. Průzkumy prokazují, že k životnímu prostředí je větrná elektrárna maximálně šetrná. Neprodukuje žádné emise ani odpadní teplo, neprodukuje žádné odpady, k provozu nepotřebuje ani vodu či jiné suroviny. Nepředstavují téměř žádný zábor zemědělské půdy ani nárok na plochu staveniště kromě případů výstavby velkých větrných farem, které potřebují značnou rozlohu.

Pokud jde o vzhled krajiny a vliv větrných elektráren na návštěvnost, tak průzkumy nezaznamenaly v Čechách zatím žádný úbytek turistů například v okolí Jindřichovic pod Smrkem na Liberecku, nebo u Pavlova na českomoravské vysočině.

Ochránci přírody mnohdy své názory poněkud přehánějí a nadhodnocují negativní vliv zvýšené hlučnosti vlivem chodu strojovny nebo proudícího vzduchu kolem listů elektrárny. Tento hluk je však neustále snižován výrobou kvalitnějšího soustrojí a jeho kapotáže a modernější konstrukce listů vrtule.