ABECEDA VĚTRNÉ ENERGIE

VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY A KULTURNÍ KRAJINA
Ing. Břetislav Koč
Na první pohled by se dalo čekat jednoznačné přijetí větrných elektráren do nepříliš široké rodiny „čistých technologií“
v oboru energetiky. A přece i větrné elektrárny našly své odpůrce, kteří mají v zásobě
hned několik argumentů proti jejich stavbě.
Větrné elektrárny přitom principem své
činnosti navazují na dávnou tradici větrných
mlýnů. Na území Čech, Moravy a Slezska je
doloženo kolem 900 lokalit, kde stávaly větrné mlýny, z nichž se v různém stavu dochovalo kolem 50 objektů. Větrné mlýny, stejně
jako současné větrné elektrárny, využívají
obnovitelného zdroje energie – větru, jejich
provoz je bezodpadový, jsou ovšem v krajině novým a dobře viditelným objektem. Již
ve stadiu prvních úvah o vhodném umístění
větrných elektráren, doprovázených nezbytnými měřeními větrných poměrů ve vytipované oblasti a pak i na konkrétních možných
lokalitách, přichází v úvahu první z argumentů „proti“ - o možném „zásahu do tváře
krajiny“.
Ostatně - co je to vlastně krajina? Podle
definice ze Zákona o ochraně přírody
č.ll4/92 Sb., je krajina: „část zemského po-
vrchu s charakteristickým reliéfem, tvořená
souborem funkčně propojených ekosystémů
a civilizačními prvky“. A opět záleží na výkladu - co jsou to civilizační prvky? Kdo sem
chce zařadit stavbu větrné elektrárny, bude
mít svou pravdu, kdo bude proti, může argumentovat dalšími paragrafy již zmíněného
zákona. Tady poslouží
ustanovení
o ochraně krajinného rázu a o přírodním
parku, což je zvláštní a dost mlhavě definovaná kategorie území mimo hierarchii
zvláště chráněných území, která tentýž zákon definuje dále (národní parky, chráněné
krajinné oblasti, národní přírodní rezervace,
přírodní rezervace, národní přírodní památky a přírodní památky).
Ve zvláště chráněných územích jsou
možnosti nové výstavby přesně definovány.
Z pohledu možností výstavby větrných elektráren na území NP a CHKO jsou důležitá
ustanovení o tom, že v l. zónách těchto
území (jádro NP a CHKO s nejcennějšími
prvky) je povolování a umisťování nových
staveb výslovně zakázáno. V dalších pásmech pak opět nastoupí argumentace pomocí „gumového“ výkladu ustanovení
Historické snímky z dob
minulých z Dánska a severního
Německa ukazují, že věže
mlýnů vždy bývaly
krajinotvornou dominantou
přírody a dotvářely charakter
území a prezentovaly tvořivou
úroveň místního obyvatelstva.
o ochraně krajinného rázu, které říká, že
umisťování a povolování staveb může být
prováděno pouze s ohledem na zachování
významných krajinných prvků, zvláště chráněných území, kulturních dominant krajiny,
harmonického měřítka a vztahů v krajině.
V minulosti přitom krajinný ráz na vyvýšených a nezalesněných místech krajiny dominantním způsobem ovlivňovaly stovky větrných mlýnů.
To vede ke kacířské myšlence: kdyby takový zákon platil v době, kdy Jakub Krčín vy-
ABECEDA VĚTRNÉ ENERGIE
AE – 6/2004
17
VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY A KULTURNÍ KRAJINA
a ctí ji tím, že ji svou subtilní hmotou neznásilňuje. V každém případě jde o subjektivní
názor. Je jisté, že zásadní odpůrce větrných
elektráren hodnotí stejnou situaci svým pohledem zcela opačně. Stačí připomenout
před časem publikovaný názor bývalého ministra průmyslu Grégra o tom, že větrné elektrárny vytvářejí „měsíční krajinu“ a jsou
hlučné jako „dvě nebo tři přistávající trysková letadla“ (MF, září 1998). Za citaci stojí
i další názory:
„Větrná elektrárna je navíc škaredá
a v celých tzv. farmách je
ohavná. Kdybyste mi ji postavili do hezké krajiny, například do Krkonoš či
Jizerských hor, předem vyhlašuji zorganizování teroristické skupiny, která je
bude
ničit.“
(Michal
F. Marko, vědecký pracovník, Lidové noviny 26. 8.
2003).
„Z ekologického hlediska nic moc. Lesy větrníků
v Německu působí - alespoň na mne - opravdu
ohavně. Devastují vzhled
krajiny, nevratně ho mění,
ruší ptactvo, znemožňují pobyt lidí v blízkosti (infrazvuky). …Chápu větrník
dejme tomu na ostrově,
menších rozměrů. Ale ty německé – to je opravu ohavnost. V Dánsku jsou menší
a hezčí… (PhDr. René
Hladík, CSc., vedoucí katedry ekonomie Univerzity
J. E. Purkyně v Ústí nad
Labem, Hospodářské noviny 1.10.2002). Autor této
filipiky popírá ve stejném
Větrné elektrárny nebrání běžnému zemědělskému využívání krajiny.
článku existenci problému
Zastavěná plocha (půdorys elektrárny + manipulační plocha) nemusí
2
skleníkového efektu a svoji
přesáhnout 100 m , vliv elektrárny na běžné polní plodiny je nulový,
zastínění porostu je vzhledem k posunu stínu během dne a ke štíhlé
kardinální neinformovanost
konstrukci tubusu elektrárny zanedbatelné.
korunuje názorem, že
„kdyby provozovatelé větrNÁZORY A ARGUMENTY
ných elektráren museli koupit pozemky, vyřizovat stavební povolení a hledat si odběraZpět k větrným elektrárnám: někdo může
tele, zjistilo by se, že je to prostě nesmysl.“
mít názor, že štíhlá a dynamická silueta věNechme polemiky, jen jsme chtěli poukázat
trné elektrárny panoráma krajiny oživuje
myslel a pak i realizoval v jižních Čechách
svou geniální soustavu rybníků, nebyly by
v této oblasti, dávané za vzor kulturní krajiny, dodnes jen močály a nevyzpytatelně
meandrující říčky? Opravdu se Jakub Krčín
na jihočeské krajině, která se dokonce dostala mezi památky UNESCO, nenapravitelně prohřešil?
V poslední době do hry vstoupila i další
kategorie chráněných území, která jsou zahrnuta do evropského systému Natura
2000, s důrazem na ochranu ptactva.
na subjektivitu každého hodnocení toho, jak
větrná elektrárna „zasahuje do tváře krajiny“. Že všichni citovaní odpůrci větrných
elektráren jedním dechem obhajovali vedle
objektivně nezbytných jaderných zdrojů i severočeské uhelné elektrárny (!) naznačuje,
„odkud vítr fouká“ – a že tedy odpor proti
větrným elektrárnám má za proklamovanou
starostí o ekologii i další důvody.
Nepochybně reprezentativnější výsledek přinesl výzkum na toto téma, který uskutečnili i v německém Hannoveru. Z dotázaných se 56 % respondentů domnívalo, že
větrná elektrárna v blízkosti města v krajině
neruší, 42 % odpovědělo, že krajinu oživuje
a jen 2 % uvedlo, že působí v krajině rušivě.
Možná, že určitý posun v odpovědích by
mohl být zaznamenán v případě „větrných
farem“, tedy v místech skupinového nasazení
několika (až mnoha) větrných elektráren.
U nás máme podobný příklad u Ostružné,
v prostoru Ramzovského sedla v Jeseníkách,
kde se podařilo umístit šest elektráren naší
první větrné farmy po nalezení kompromisu
a konsensu se zástupci státní ochrany přírody (v tomto případě Správy CHKO
Jeseníky). Druhá větrná farma stojí na západním okraji Orlických hor nedaleko
Náchoda. V obou případech se z menší
i větší vzdálenosti nabízí pohled na čyři
nebo šest hravých „větrníků“ z různých úhlů
a s nejrůznějším „zarámováním“ okolní krajinou. Každý má možnost „otestovat“ si zde
svůj názor na tuto problematiku.
I skupina větrných elektráren na štíhlých
stožárech, s moderně tvarovanými kapotami
strojoven a dynamickým prvkem otáčejících
se štíhlých listů rotorů, je podle našeho názoru v krajině mnohem přijatelnější, než stožáry vysokého napětí, malebné skupiny tří
stožárů mobilních sítí na jedné lokalitě, komíny, velkokapacitní kravíny či plechové haly
v areálech bývalých zemědělských družstev,
v posledních letech často navíc v chátrajícím
stavu, na něž jsme si už museli zvyknout.
Větrné elektrárny, umístěné v krajině, zabírají minimum půdorysné plochy pro své základy, elektrická vedení mezi jednotlivými
stožáry jsou zásadně prováděna kabely pod
zemí, plochu kolem elektrárny nebo mezi
nimi v případě „větrné farmy“ je možné
běžně zemědělsky využívat, díky štíhlé kon-
ABECEDA VĚTRNÉ ENERGIE
18
AE – 6/2004
Ing. Břetislav Koč
strukci je i zastínění porostu v průběhu dne
zanedbatelné. Příjezdovou cestu, nutnou pro
dobu montáže, je možné po uvedení elektráren do chodu zúžit na stezku pro obsluhu.
Větrná elektrárna nebo celá farma, pokud je na místě doplněna vhodným informačním systémem a pokud se o ní mezi lidmi
ví, může naopak přispět k rozptylu lidí v rekreačně využívané krajině, zejména horské,
svým způsobem: doba, kterou návštěvníci věnují „exkurzi“ na toto zařízení - a v případě,
že bude co vidět a poznat, může jít i o celodenní program - se logicky „odečítá“
z možné doby, během níž by tito návštěvníci
„zatěžovali“ jiné partie horské krajiny v průběhu svého časově omezeného pobytu.
V Jeseníkách tak může větrná farma
v Ramzovském sedle pomoci snížit třeba zátěž na tolik diskutovaném Pradědu… V zahraničí je běžné, že větrné elektrárny nebo
jejich skupiny jsou vybaveny informačním
systémem, popisem přínosů této technologie
a také displeji zobrazujícími reálný výkon zařízení v daném čase i celkovou produkci
energie za delší období.
ZABÍJÍ PTÁKY?
Dalším hojně užívaným argumentem
proti větrným elektrárnám je názor, že jejich
rotory ohrožují ptactvo. Což už je věc, kterou
je možné pozorováním ověřit či vyvrátit.
Je skutečností, že rotor větrné elektrárny
je dynamický prvek, který v krajině doposud
neměl svou velikostí a dosahovanou rychlostí
obdoby (obvodová rychlost konců křídel se
pohybuje u větších elektráren v rozmezí
200 - 300 km/h). Jak se s touto objektivně
nebezpečnou překážkou ptáci vypořádávají? Problematika byla sledována ze dvou
pohledů: vliv větrné elektrárny v krajině na
hnízdění ptactva v jejím okolí (nejsou ptáci
rušeni a odpuzováni pohybem rotoru či hlukem?) a nebezpečí kolizí letících ptáků s rotorem. Otázka hnízdění byla v některých případech (Maglarp, Švédsko, větrná
elektrárna 2 MW, výška 77 m, průměr rotoru 76 m, 25 otáček za minutu) odpovězena zcela nečekaným způsobem: počet
hnízd se v okruhu elektrárny v období po jejím umístění v terénu a zahájení provozu dokonce zvýšil! Buď jde o náhodný jev kolísání
ptačí populace z jiných příčin (příznivé roky
z hlediska dostatku potravy a nižšího výskytu
dravců), někteří ornitologové však poukazují
na skutečnost, že zvláště v monotónní krajině, která je právě okolo této švédské elektrárny, získali ptáci právě ve stožáru elektrárny jasný orientační bod pro lokalizaci
vlastního hnízda. Je to možná jeden z paradoxů přírody, ale někteří ptáci jsou opravdovými navigátory v globálním měřítku, ale
v konkrétním místě už potřebují ke své orientaci nějakou výraznou „nápovědu“ - a tu jim
obstarala právě nová dominanta krajiny, větrná elektrárna. Jednoznačně se však i sledováním na jiných lokalitách prokázalo, že
ke snížení počtu ptačích hnízd v okolí nově
postavených větrných elektráren nedochází.
Takové sledování proběhlo i u nás, v okolí větrné elektrárny na Dlouhé Louce v Krušných
horách. RNDr. Josef Štekl, CSc. sledoval tři
desítky ptačích druhů ve třech krajinných typech (les, louka, chatová osada) ve vzdálenosti do jednoho kilometru v okolí elektrárny.
Výsledky sledování prokázaly, že provoz větrné elektrárny výrazně neovlivnil hnízdní
společenstva ptáků v jejím okolí a paradoxem je, že během provozu byl zjištěn nový
výskyt a hnízdění jediného zjištěného chráněného druhu v lokalitě. Výsledky výzkumu
jsou k dispozici v časopisu Větrná energie
2002/2.
Druhým problémem je možnost kolize
ptáků s otáčejícím se rotorem větrné elektrárny. Výsledek takové kolize, pokud by k ní
opravdu došlo, by ve většině případů skončil
pro opeřence vzhledem k propastnému rozdílu ve hmotě a rychlosti zcela jednoznačně
a nepříznivě. Jiná situace může být u osamoceně stojících elektráren, kterým se ptáci
mohou poměrně snadno vyhnout, jiná je ale
u rozsáhlejších větrných farem, jimiž opravdu
hejna ptáků často prolétají. Poslední barié-
rou letících ptáků, kteří se dostanou do bezprostřední blízkosti, před střetem s pohybujícím se listem větrné elektrárny, jsou aerodynamické poměry v jeho blízkosti, které
způsobí „skluz“ opeřence po „vzduchovém
polštáři“, kterým je list rotoru při svém pohybu „obalen“, takže zásah s hmotou listu je
rovněž málo pravděpodobný.
Podrobná sledování tohoto problému
proběhla v Nizozemsku a bylo při nich zjištěno, že v průběhu l2 měsíců, během nichž
sledování probíhalo u větrné farmy
s 25 elektrárnami na 30 m vysokých stožárech a s průměrem listů 25 metrů, které byly
od sebe vzdáleny l25 m a celková délka této
linie větrných elektráren byla 3 km, došlo
k nálezu 63 mrtvých ptáků, z nichž l7 - 33
mohlo být usmrceno kolizí s rotorem. Je zajímavé porovnat toto číslo s výskytem ptáků,
zabitých po kolizi s jedoucími automobily na
stejně dlouhém úseku středně frekventované
silnice. Kdo někdy takový úsek prošel po
krajnici pěšky, může potvrdit, že ptačích mrtvolek se tu vyskytuje požehnaně... Taktéž
elektrická vedení, která protínají krajinu v liniích, dlouhých stovky kilometrů (a v blízkosti
rozvoden, průmyslových center nebo větších
měst je jimi krajina doslova „sešněrována“)
jsou pro letící ptáky mnohem nebezpečnější
překážkou už proto, že jejich dráty jsou mnohem méně patrné a neupozorňují na sebe
pohybem, vůči němuž mají ptáci vyvinut jeden ze svých obranných instinktů.
V této souvislosti je zajímavá i konstrukce
jednoho zařízení na odhánění ptáků z okolí
letišť, které se podobalo horizontálnímu „větrníku“, na jehož lopatkách byla zobrazena
silueta letícího dravce v několika fázích,
takže opticky vznikal dojem jeho letu.
V tomto případě se jednoduchý větrný motor
stal dokonce spojencem ptactva, bránícím
ho před střety se startujícími a přistávajícími
letadly.
ROZHLASOVÝ A TELEVIZNÍ SIGNÁL
Další argument proti větrným elektrárnám zní: rotory větrných elektráren ruší radiový a televizní signál. Fyzikálně to možné je
díky možnosti odrazu signálu na listech rotoru. Tato otázka však přežívá z doby, kdy se
listy rotoru stavěly z kovových materiálů. Po
přechodu na lamináty a jiné kompozitní ma-
ABECEDA VĚTRNÉ ENERGIE
AE – 6/2004
19
VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY A KULTURNÍ KRAJINA
rovatele, než je vzdálenost
od větrné elektrárny, je
větší.
K celkové hladině hluku
větrné elektrárny nezanedbatelnou měrou přispívá
hluk, vydávaný celou strojovnou, hlavně pak převodovkou a generátorem, občas
se přidává i hluk, vydávaný
servomotorem
natáčení
gondoly proti větru. Strojaři
znají způsoby, jak jednotlivé
strojní uzly odhlučnit a jak
zabránit přenosu hluku ze
strojovny do rezonujícího
stožáru elektrárny. Část nejnovějších větrných elektráren už nemá v gondole převodovku a tím u nich největší
možný zdroj hluku úplně odpadá.
Výrobci větrných elektráren se zabývají problematikou snižování hlučnosti i tvarováním listů, které by snížilo aerodynamické
Hluková studie je sousvisty. Na snímku je patrné zakřivení konce listu u elektrárny Enercon.
částí povolovacího řízení
před stavbou elektrárny a
měření
hluku
jsou
prováděna jak u protoomezen.
Z
fyzikálního
principu
pohybu
roteriály se vliv na elektromagnetické vlnění kotypů elektráren ve stadiu jejich zkoušek, ale
toru v proudu vzduchu vyplývá, že hluk zde
munikačních signálů snížil a je v případě
také a především na konkrétních lokalitách
zákonitě musí vznikat a je opět otázkou techkaždé elektrárny předmětem měření.
po jejich uvedení do provozu nebo v přínické vyspělosti konkrétní konstrukce, jak se
Vzhledem k tomu, že větrné elektrárny stojí
padě stížností subjektů v okolí.
podařilo využít dosavadních zkušeností.
většinou na výjimečně větrných místech v kraZdá se tedy, že by argument o hlučnosti
Charakteristickým zvukem rotoru je svist,
jině, kde právě z důvodů větrnosti lidé nestamohl z arzenálu odpůrců větrné energetiky
v anglicky psaných sděleních „swish“, pověli svá sídla a poněvadž rušení signálů je
mizet. Fámy však přetrvávají a většinou je se
dobný zvuku, který vydává švihnutí prutem,
sledovatelné nanejvýš ve vzdálenostech
svatým zápalem šíří ti, kteří v životě v blízje jen o něco hlubší. Tento zvuk vydávají rov řádu stovek metrů od rotoru, je praktický
kosti žádné větrné elektrárny nestáli.
tující křídla a perioda kolísání jeho síly je
negativní dopad větrných elektráren z toAby paleta akustických jevů, připisovadána otáčkami rotoru. I tento zvuk je možné
hoto pohledu rovněž dost omezený.
ných větrným elektrárnám, byla úplná, nelze
různými opatřeními, zejména aerodynamiJSOU VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY HLUČNÉ?
pominout otázku infrazvuku – je to jeden
kou listů, omezit.
z výše citovaných argumentů dr. Hladíka.
U
některých
větrných
elektráren
je
popiHluk je jevem velmi přesně měřitelným
Otázka na toto téma zazněla před několika
sován ještě jeden efekt, pojmenovaný anga větrné elektrárny jsou již od výrobce prolety při návštěvě skupiny našich expertů
licky jako „thumping“. Je to zvukový ráz,
vázeny certifikátem o hlukových parametv dánské firmě Vestas v Lemu. Pan Tom
něco jako „pam-pam-pam...“, který vzniká
rech zařízení, stejně tak je pak investor
Pedersen, který nás provázel, to komentoval
při průchodu listu rotoru větrným stínem za
a provozovatel vázán limity hluku danými hyslovy: „Ani kdybych nevěděl, odkud vaše
stožárem elektrárny. To platí u těch elektrágienickými normami.
skupina přijela, poznal bych to podle této
ren, kde je stožár na návětrné straně, před
Zdrojem hluku jsou především pohyb rootázky. Je to typický dotaz návštěvníků
rotorem. Tento zvuk není pozorován u elekttoru atmosférou a dále hluk technologického
z České republiky. Mohu vás ujistit, že nikde
ráren, které mají rotor umístěn opačně, vítr
zařízení strojovny elektrárny (převodovka,
jinde - a to jsme stovky větrných elektráren
tedy nejdříve naráží na rotor a teprve potom
generátor, olejová čerpadla hydrauliky).
různého výkonu vyvezli do řady zemí, i do
mu v cestě stojí stožár elektrárny. Vlastní zkuHlukové studie provázely vývoj prototypů věUSA - nebyl infrazvuk naměřen...“ O „kvalifišenost s hlukem větrné elektrárny je taková,
trných elektráren a jejich výsledky vedly
kovanosti“ těch, kteří obavu z infrazvuku
že „hluk“ moderního auta, projíždějícího po
k postupné úpravě konstrukce jednotlivých
stále omílají je to, že za tento jev považují
silnici ve dvojnásobné vzdálenosti od pozoprvků elektrárny tak, aby byl hluk co nejvíce
ABECEDA VĚTRNÉ ENERGIE
20
AE – 5/2004
Ing. Břetislav Koč
zcela něco jiného (neškodný rytmický aerodynamický svist v rytmu otáček rotoru).
Objektivně nepříjemný může být tzv. stroboskopický efekt, pokud rotor větrné elektrárny vrhá jistou část dne svůj stín do obydleného místa a tento stín se s pohybem rotoru
při slunečném počasí míhá. Větrné elektrárny
však ve většině případů nejsou stavěny v takové vzdálenosti od obydlí, aby v nich byl
stroboskopický efekt pozorovatelný.
POZOR NA NÁMRAZU
Větrné elektrárny se však v zimním období mohou potýkat s jiným nepříjemným jevem, a to je námraza na listech rotoru. Ta se
v místech, kde jsou vhodné větrné podmínky
pro stavbu větrných elektráren, v zimním období pravidelně tvoří a může způsobit nejen
poruchu vlastní elektrárny. Tím nejpřijatelnějším problémem je skutečnost, že námraza vyřadí z činnosti čidla měření rychlosti a směru
větru a automatika elektrárnu zablokuje.
Rotor elektrárny, obalený námrazou, však
automatika nedovolí nastartovat. Horší je,
když se námraza, vzniklá na rotoru za provozu, začne odstředivou silou odlamovat
a díky velkým rychlostem se z kusů ledu stávají docela úctyhodné projektily... Na větrné
farmě v Ostružné jsem viděl poškození hliníkové střechy na trafostanici pod jednou
z elektráren, způsobené právě dopadem odloupnutého kusu námrazy. Na přístupové
cestě k větrným elektrárnám v Německu bylo
velmi výrazné upozornění na toto nebezpečí
v zimním období.
PROKLETÍ TURISTICKÉHO RUCHU
V poslední době „objevili“ fundamentální odpůrci existence větrných elektráren
další argument – odlákají turisty a sníží cenu
pozemků v okolí. Zkušenosti s turisty jsou spíš
opačné a že i samotná elektrárna může být
sama o sobě turistickým cílem, dokazují nejen konkrétní lokality v sousedních zemích,
kde je vedle větrné elektrárny i informační
pavilon nebo stánek, nechybí možnost posedět, občerstvit se… Zatím pokud vím, nikdo
neprokázal, že by rotace listů nad hlavami
měla vliv na kvalitu čepovaného piva a trvanlivost jeho pěny. U nás je takové informační centrum postaveno pod větrnými elektrárnami v Jindřichovicích pod Smrkem
a tisíce návštěvníků
se tam již mohly na
vlastní oči i uši přesvědčit o vlivech větrných elektráren na
okolí a korigovat
své subjektivní vjemy s názory, které
předtím slyšeli.
Tématice vlivu
větrných elektráren
na životní prostředí
byla v průběhu tohoto roku věnována série tří „kulatých stolů“, jichž
se celkem zúčastnily tři desítky odborníků na větrné
elektrárny i na jednotlivé okruhy problémů. Závěry těchto diskusí budou
spolu s podkladovými materiály, výsledky měření a sledování v terénu,
zahrnuty do samostatné publikace.
Ekonomická a ekologická efektivita
Aby ekologické
hodnocení větrných
Záběr ze stavby větrné elektrárny v Jindřichovicích pod Smrkem. Na
tubusu je patrné barevné přizpůsobení tubusu elektrárny „průměrelektráren nebylo
nému“ barevnému schématu krajiny. Toto barevné ladění tubusů je tyjednostranné, jen
pické pro větrné elektrárny Enercon.
z hlediska možných
(více či méně prokázaných) negativních jevů, je třeba na jedařilo vybudovat 300 větrných elektráren
jich obhajobu uvést i údaje o tom, co každá
s výkonem 1000 kW na každé z nich, pak
vyrobená kilowatthodina nebo ušetřená tuna
by se zde exhalace snížily v ročním součtu
uhlí, které by muselo být spáleno ve výkoo 1800 tun SO , 1500 tun kysličníků dusíku,
nově porovnatelné tepelné elektrárně, zna300 tisíc tun CO , 16000 tun popílku
mená z hlediska snížení zátěže životního
a 200 tun prachových částic.
prostředí o plynné i mechanické znečistění.
Snad si tedy větrné elektrárny v očích
Toto snížení produkce škodlivin představuje
nezaujatého pozorovatele své „image“
na každou kilowatthodinu, vyrobenou poz hlediska dopadů na životní prostředí
mocí větrné elektrárny v porovnání s klasicprávě díky snížení emisního zatížení atmokou severočeskou elektrárnou, spalující
sféry, s nímž máme právě v naší zemi z nemístní hnědé uhlí, „úsporu“ 5 - 8 gramů emisí
dávné minulosti velmi konkrétní zkušenosti,
SO2, 3 - 6 g kysličníků dusíku, 750 - l250
poněkud vylepšily.
g CO2 a 40 - 70 g prachu a popílku. Pokud
Ing. Břetislav Koč
by se například v krušnohorské oblasti po2
2
ABECEDA VĚTRNÉ ENERGIE
AE – 5/2004
21
NEMUSÍ PRŠET (kilowatty), STAČÍ KDYŽ KAPE (stovka wattů)
V možnostech současných větrných elektráren, které dodávají větrnou energii do
rozvodné sítě je vytěžit na dobré větrné lokalitě „z větru“ i výkon v řádu stovek
kW až několika MW. To však vyžaduje velká zařízení v cenách desítek milionů Kč.
O využití větru a větrné elektrárny mnohem menších výkonů se ale často zajímají
vlastníci chat, chalup, rodinného domku nebo chatky v zahrádkářské kolonii.
Právě pro ně jsou určeny následující informace.
Je logické, že větrnou elektrárnu lze postavit jen tam, kde jsou vhodné větrné poměry. Moderní větrné elektrárny přitom dovedou efektivně využít větru s rychlostí od
5 m.s-1, nominálních výkonů, daných většinou
jejich typovým označením, však dosahují při
rychlostech větru 12 až 15 m.s-1, a to už
přece jen v našich poměrech není tak běžné.
Odborníci z Ústavu fyziky atmosféry
Akademie věd ČR proto na základě dlouhodobých sledování udělali „inventuru větrů“
nad naším územím a zjistili, že naše větrné
lokality, vhodné pro stavbu komerčních větrných elektráren, zaujímají asi jen 1,6 %
území republiky, především jde (na rozdíl od
přímořských zemí) o lokality ve vyšších polohách, zejména na hřebenech hor.
Vznikla i „větrná mapa“ České republiky,
v níž jsou zakresleny oblasti s vhodnými větrnými poměry - s celoroční
průměrnou rychlostí větru nad
1. 4 m.s-1. Tato mapa existuje
i podobě počítačového programu, s jehož pomocí je
možné každému zájemci orientačně vyhodnotit „jeho“ lokalitu. Výsledek je však v každém případě ještě ověřit
dlouhodobým měřením přímo
na místě, kde se mohou projevit i různé místní vlivy, které by
výhodnost lokality silně snížily, mohou však nastat i případy, kdy místní podmínky naopak větrné proudění zesilují.
Právě takové lokality mohou
být zajímavé pro stavbu malých větrných elektráren, sloužícíh energetickým „malospotřebitelům“ nebo „samozásobitelům“, kteří se domnívají,
že právě svůj objekt mají na
„větrné hůrce“ a že by mohli
ten živel, který jim zatím častěji život znepříjemňuje, výhodně využít. Řešením přitom
už nemusí být návrat ke kutilským a amatérským konstrukcím. I u nás se dostáváme do
stavu, kdy se vyplatí koupit si profesionální,
spolehlivé a bezpečné zařízení a místo stovek hodin strávených v dílničce a při úpravách zařízení stylem pokusů a omylů se na-
plno věnovat své profesi nebo vlastnímu podnikání, protože to by zákonitě mělo přinést
i ve finančním vyjádřená víc, než „úspora“
v podobě stavby vlastního zařízení.
Malé větrné elektrárničky s výkonem ve stovkách wattů až do 1,2 - 3 kW už mají výrobce
i v České republice. Zásadní rozhodnutí případného zájemce spočívá v tom, zda zvolí
elektrárničku, která dodává nízké napětí
2.
(12 - 24 V) nebo zařízení s napětím sítě
(220/380 V). Levnější, jednodušší a bezpečnější jsou pochopitelně elektrárničky, pracující s nízkým napětím. Dnes už existuje
řada zařízení a spotřebičů „kempového provedení“, které mohou pracovat právě s tímto
napětím: mohou to být nízkonapěťové, přesto ale dostatečné (a také moderní, energeticky úsporné a atraktivní) způsoby osvětlení
malými svítidly nebo svítícími diodami, pohon ručního nářadí, stejně jako možnost využití nízkého napětí i pro radio, televizor, vysavač, ledničku a další spotřebiče pracující
s nízkým napětím, zpravidla 12 V. Navíc je
tu možnost poměrně jednoduché akumulace
energie běžným olověným akumulátorem,
který pomůže překonávat bezvětří nebo výkyvy při nepravidelném větru.
Malé větrné elektrárny, pracující s napětím
sítě a s výkonem od 1 kW mohou ale dobře
posloužit jako zdroj energie pro samostatný
ABECEDA VĚTRNÉ ENERGIE
22
AE – 6/2004
Ing. Břetislav Koč
elektrický bojler. V tom případě
však není třeba elektrárnu připojovat pomocí relativně drahého zařízení k elektrické síti
objektu a regulovat výstupní parametry dodávaného proudu
na přesné charakteristiky (napětí, kmitočet) sítě. Zjednodušeně řečeno - odporovým tělískům, ohřívajícím vodu v bojleru,
větší tolerance nevadí. Přesná
regulace, případně propojení
větrné elektrárny s běžným síťovým rozvodem zvyšují totiž
cenu zařízení zhruba dvojnásobně a jejich instalaci je třeba
podřídit řadě dalších předpisů.
V teplé vodě lze přitom dobře
akumulovat energii v podobě
3.
tepla a překlenout tak denní výkyvy větrných poměrů. Takto lze například
předehřívat vodu, obíhající v topení nebo
ohřátou vodou přímo vytápět třeba zahrádkářský skleník. V každém případě by však
připojení elektrárničky k bojleru měl navrhovat a realizovat odborník.
Tak trochu hudbou budoucnosti mohou být
další způsoby využití a akumulace elektrické
energie, vyrobené přímo na místě její potřeby malou větrnou elektrárničkou: až se do
stadia praktického využití dostanou elektromobily, mohou posloužit k nabíjení jejich
akumulátorů. Už dnes jsou však běžně dostupná jízdní kola nebo malé mopedy s elektropohonem, a tady se právě malým elekt-
rárničkám otevírá nové pole
působnosti. Regulace nabíjení nízkonapěťového akumulátoru je totiž neporovnatelně
jednodušší a levnější, než připojování malé větrné elektrárny k síti.
Další možností, jak na chatách, v kempech, na zahradách, pastvinách nebo farmách využít energie větru, je
instalace větrného čerpadla.
V tomto případě je větrné
energie využíváno přímo
k mechanické práci (čerpání
vody), bez mezičlánku její
přeměny na elektrický proud
a následný pohon elektromotorem hnaného čerpadla. Vítr
může čerpat vodu i do zásoby, čímž je vyřešen i problém překonání bezvětří. Množství
akumulované „energie“ v podobě zásoby
vody je pak dáno už jen kapacitou vhodného zásobníku.
Právě větrná čerpadla patřila ještě v polovině minulého století k běžnému vybavení zahradníků, statků a napájela i zásobníky
obecních vodovodů. Několik se jich u nás
dochovalo jako technické památky. Vítr
v nich prostřednictvím excentru na ose větrného kola poháněl táhlem pístové čerpadlo.
Větrné čerpadlo si amatérsky postavila řada
kutilů i v poslední době, je však možné je
i u nás zakoupit jako profesionální výrobek.
4.
5.
Takové čerpadlo s dvanáctilistým rotorem
průměru 2,2 m může načerpat za hodinu
300 – 1200 litrů vody a je možné ho použít
až pro hloubku zdroje 50 metrů. Celé zařízení, které se skládá z větrného kola, převodů, pracovního válce pístového čerpadla,
sacího koše a stojanu v podobě skládací trojnožky dosahuje výšky 5 m a váží okolo
100 kg, je tedy snadno transportovatelné
i na místo krátkodobého použití (kempy, tábořiště). Čerpadlo pracuje od rychlosti větru
kolem 3 m.s-1 a množství čerpané vody lze
nastavit změnou zdvihu pístu na excentru.
Text a foto: Ing. Břetislav Koč
Text k foto:
Příklady použití malých větrných elektráren (výkon ve stovkách W,
nízké napětí 12 V):
1. – pro nabíjení akumulátorů nočního osvětlení reklamního poutače
2. – pro nabíjení akumulátorů malé jachty
3. – Historické větrné čerpadlo Kunz, které sloužilo pro čerpání vody
do zásobníku obecního vodovodu ve Vedrovicích na Znojemsku,
nyní technická památka.
4. – Renovované čerpadlo Kunz slouží majiteli rodinného domku
v Moravanech u Pardubic při napouštění bazénu a pro závlahy
na zahradě.
5. – Současné profesionálně vyrobené větrné čerpadlo.
ABECEDA VĚTRNÉ ENERGIE
AE – 6/2004
23