Zatímco vývoj solární energetiky směřuje spíše k menším systémům (elektrárnám) na budovách, větrné elektrárny a parky jsou naopak stále větší a rozsáhlejší. Rozvíjejí se hlavně na mořském pobřeží či na moři v pobřežních šelfech, zatímco na budovách vývoj mírně stagnuje.
Výtah z článku, který vyšel v časopise Energie 21 č. 2/2017.
Pro ostrovní nebo hybridní systémy, tj. jednotlivé domy nebo zařízení s malou spotřebou nebo na odlehlých místech, jsou určeny zejména větrné mikroelektrárny. Používají se v oblastech, kde není zavedena elektrická síť (samoty) ale i pro napájení různých monitorovacích zařízení, dopravního značení i v místech kde by připojení na síť bylo obtížné či drahé.
Výkon větrné mikroelektrárny závisí výrazně na rychlosti větru (teoreticky na třetí mocnině rychlosti). Účinnost navíc zhoršuje rychlé kolísání intenzity větru a turbulence. Vrtule by optimálně měla být tam kde je laminárním proudění větru tj. mimo turbulence působené budovami, stromy či zvlněným terénem. Elektrárna proto musí být umístěna v dostatečné výšce nad překážkami. Pro získání přesnější představy o energetickém potenciálu (větrných poměrech) vybrané lokality lze použít v zásadě dvě metody: Posouzení na základě matematických modelů, nebo posouzení na základě měření větru v lokalitě.
Na základě posouzení větrného potenciálu se už může vybrat vhodný typ elektrárny. Důležitým parametrem je takzvaná výkonová křivka (funkce). Ta představuje závislost výroby elektrické energie větrnou elektrárnou na rychlosti větru. Křivka obvykle začíná při rychlostech větru kolem 3–4 m/s, pak výkon prudce roste až do dosažení jmenovitého výkonu, zpravidla mezi 10 a 15 m/s a pak klesá. Pohledem do větrné mapy zjistíme, že vhodných lokalit je v ČR málo a jsou zpravidla na horách.
Pro větrné mikroelektrárny se v poslední době nejčastěji používají stejnosměrné generátory s permanentními magnety. Tento druh generátoru umožňuje optimálně měnit rotační energii větrné turbíny na elektřinu v širokém rozsahu otáček, je nízko otáčkový a nepotřebuje převodovku – je spojen přímo s rotorem turbíny. Díky silným neodymovým magnetům lze dosáhnout značný výkon a vysokou účinnost (obvykle přes 90 %).
Větrné mikroelektrárny ani malé elektrárny pro ostrovní či hybridní systémy nejsou v České republice zatím příliš rozšířené a spíše se k tomuto účelu využívají elektrárny fotovoltaické. Souvisí to zejména s nízkou rychlostí větru v malých výškách na většině našeho území a v zástavbě. I když technologie těchto zařízení se neustále zdokonalují, efektivita provozu je stále poměrně nízká a není podpořena dotacemi. Na trhu je také jen omezená nabídka.
Jan Murtinger
Obrázky:
Malá větrná elektrárna na střeše rezidentní budovy. Foto archiv/redakce
Důležitým parametrem výběru lokality je výkonová křivka (funkce). Zdroj: Wikipedia
Elektrárna AP1200 o výkonu 12 kW na Concept house v Ostravě. Foto archiv/Aerplast
Hybridní systém mikroturbíny s fotovoltaickým panelem. Foto archiv/ Maxwolf Wind Turbine
Elektrárna WindTronic, určená i pro nízkou rychlost větru, se neprosadila. Foto autor
