Větrná energetika

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Větrná energetika je obor energetiky, který se zabývá získáváním a přeměnou větrné energie. Jedná se zejména o výrobu elektřiny ve větrných elektrárnách.

Debata o využití větrné energie[editovat | editovat zdroj]

Větrná energie je propagována jako čistý obnovitelný zdroj energie a subvencemi je podporováno její využití. Téma je velmi kontroverzní a vede se o něm živá debata.[zdroj?]

Argumenty zastánců větrné energie[editovat | editovat zdroj]

  • Vítr je na rozdíl od fosilních paliv zdarma. Jeho přeměna na energii elektrickou je sice momentálně dražší, nicméně to je způsobeno uměle tím, že u energie z fosilních paliv cena nezahrnuje všechny vznikající negativní externality (není zohledněno zejména poškození životního prostředí a vyčerpávání klíčového průmyslového zdroje), navíc je podle zastánců VE historickým vývojem prokázáno, že to technologický pokrok změní. Podle zdroje (viz vývoj průměru rotorů a poměr ceny vůči roční výrobě -strana 92,93) však v poklesu cen VE nastala stagnace.
  • Provoz větrných elektráren je bezpečný v tom smyslu, že nehrozí riziko zamoření jako v případě havárie jaderné elektrárny.
  • Výstavba větrných elektráren představuje dekoncentraci velkých zdrojů elektřiny na více malých - tím se snižuje riziko velkoplošných výpadků v případě havárií rozvodné sítě nebo teroristických útoků.[zdroj?]
  • Diverzifikací zdrojů se snižují nároky na potřebný přenášený výkon z jednotlivých VE a klesá nutnost přepravy energie na velké vzdálenosti.[1]
  • Výkon VE lze v krátkodobém horizontu dobře předpovědět. Nepravidelnosti ve výkonu nenastávají u všech VE najednou. Výkon těchto zdrojů v součtu tolik nekolísá, proto není nutno zřizovat záložní zdroje schopné okamžitého náběhu.[zdroj?]
  • Dle studie Royal Society for the Protection of Bird dojde ročně k jedné až dvěma kolizím ptáka s větrnou turbínou (přepočteno na jeden stroj). Oproti tomu je prý „10 000 000 ptáků ročně zabito auty ve Velké Británii“.[2]. (Jedná se o argumentační klam typu úhybný manévr.)
  • Moderní větrné elektrárny nové koncepce jsou schopny fungovat bez mechanické převodovky, která byla ve starších strojích zdrojem hluku. Obejdou se také bez dalšího zdroje hluku, kterým bylo nucené chlazení přídavnými ventilátory. Vystačí totiž s pasivním systémem vzduchového chlazení.[3]. Základním zdrojem hluku tak zůstávají neodstranitelné aerodynamické hluky, způsobené obtékáním dříku konstrukce a gondoly v kombinaci se svistem rotorových listů.
  • Výkon moderních větrných elektráren je regulovatelný na základě vnějšího signálu[3] a umožňuje tak spolupráci i se slabými sítěmi (na úkor toho, že se část disponibilní větrné energie nepřemění na elektrickou).
  • Větrné elektrárny nahrazují (v poměru svých středních výkonů tedy pouze asi 0,03%) část kapacity tepelných elektráren, jejichž povrchové doly hyzdí a narušují krajinu.[zdroj?]
  • Větrné elektrárny v krajině zviditelňují místa, kde si lidé uvědomují důležitost využívání obnovitelných zdrojů energie.[zdroj?] Toto může mít svůj objektivně vyčíslitelný dopad ve formě zvýšení příjmů z turistiky. Jen do Jindřichovic pod Smrkem se na dvě 600 kW větrné elektrárny během prvního roku provozu přijelo podívat přes 12 tisíc lidí.[4][5][6]
  • Vyvíjejí se nové technologie umožňující dostatečně efektivní ukládání elektrické energie z větrných elektráren, což by mělo snížit jejich nejzásadnější nevýhodu - nepravidelnost chodu (např. viz pokusná větrná farma na King Islandu).
  • Účinnost větrných elektráren (40-45%) je podobná jako u těch moderních parních elektráren, kde není využito odpadní teplo (43%[7]).[8][9]
  • Výhodnost větrných elektráren roste při současné stále horší dostupnosti a zvyšující se ceně neobnovitelných zdrojů [10] tak rychle jako cena neobnovitelných zdrojů.
  • Problémy kolísání dodávky i kolísání kmitočtu byly vyřešeny i v zemích, kde větrná energie kryje 11% výroby elektrické energie.[11]
  • Podle předsedy České společnosti pro větrnou energii (ČSVE) Michala Janečeka předhání ČR i světového lídra v této oblasti Německo ve využitelnosti větrných elektráren, blížící se úrovni téměř 26%. Nejnovější větrné stroje podle něj dosahují v podmínkách ČR až 36procentní využitelnosti.[12]
  • Podle Břetislava Koče se průměrné využití instalované kapacity větrných elektráren v ČR pohybuje kolem 26 %, moderní stroje na výjimečně větrných lokalitách pak vykazují až 36% využití instalované kapacity.[13]

Argumenty odpůrců větrné energie[editovat | editovat zdroj]

Starší větrná farma v Tehachapi (Kalifornie)
  • Nízký koeficient ročního využití větrných elektráren. V ČR je celkový roční koeficient využití větrných pouze 12,71 % (data za rok 2007 podle ČSÚ).
  • Větrné elektrárny lze stavět pouze v místech, kde má větrné proudění potřebné parametry. Tato místa se obvykle nacházejí daleko od místa spotřeby a proto je třeba postavit nové vedení k těmto elektrárnám.
  • VE sice neprodukují skleníkové plyny, produkce CO2 za celý životní cyklus VE (počítaje v to jejich výrobu/instalaci/demontáž) je ale v přepočtu na jednotku vyrobené energie téměř stejná, jako např.: u elektráren jaderných.[14] (Dle názoru příznivců VE při zanedbání externalit a produkce skleníkových plynů při dobývání a přepravě paliva a likvidaci produktů tepelných elektráren). Oproti tomu vodní a jaderné elektrárny jsou, co se týče externalit, s větrnými nejméně srovnatelné, čímž se zabývá kupříkladu tato švédská studie:[15]
  • Větrné elektrárny mají poměrně malý výkon (oproti jaderným, tepelným, či vodním) a proto by jich bylo třeba postavit velký počet, aby dodávaly potřebné množství energie pro pokrytí celé spotřeby ČR, jež činí cca 57,7 TWh/rok.[16] Nejen z důvodu nedostatku vhodných lokalit nikdy nemohou být a nebudou jediným, ani hlavním zdrojem elektrické energie pro celou ČR.
  • Vítr fouká dle Weibullova rozdělení,[17] nominální parametry elektrárny je tedy nutno přizpůsobit průměrné rychlosti větru pro danou instalaci, aby bylo dosaženo maximálního zisku energie. Současné náklady na výrobu 1 kWh klesly z 30 centů na 7-9 centů (23 - 30 %), některé údaje uvádějí cenu 4,7 až 7,2 centu, což je méně než u konvenčních tepelných elektráren.[18] V této ceně však nejsou zohledněny náklady na zálohy.
  • Měrné investiční náklady, vztažené na odvedenou práci, jsou pro VE přiměřeně vysoké. Takže cena, za níž dnes vyrábíme elektřinu z větru, už je na úrovni některých uhelných elektráren.[19]
Odvedená práce pro farmu VE Jindřichovice, data roku 2005. Graf je v měřítku nominální práce, odpovídající instalovanému výkonu
Elektrárna Investiční náklady
[Kč/kW]
Koeficient ročního využití
[%]
Měrné investiční náklady,
vztažené k plánované životnosti zdroje
[Kč/kWh]
VE Jindřichovice, Enercon E40 51 000 19 1,50
VE Nová Ves, REpower MD70 33 000[zdroj?] 33[zdroj?] 0,58[zdroj?]
JE Temelín 50 000 69,5 [20] 0,29[zdroj?]
VE v USA [21] 1 000 USD 33, nové zdroje z roku 2006 v průměru až 36[22] 4,7-7,2 centu
  • Výstavba větrných elektráren vede ke zvýšení nákladů na rozvod elektrické energie a zálohování jejích výpadků. Dochází ke zvýšení energetických ztrát.[zdroj?] V důsledku většího zatížení sítí a současně nastává nutnost jejich posilování. To vše má za následek dodatečné náklady, které opět zaplatí zákazník. V důsledku stavby VE dochází k decentralizaci zdrojů a vyrobenou energii tak (v době, kdy VE dodává dostatečný výkon) není nutno přepravovat na velké vzdálenosti. V lokalitách, kde byly vybudovány větrné elektrárny odvádějí provozovatelé VE finanční kompenzace místním samosprávám z čehož opět profitují místní obyvatelé, ovšem jen díky zaručené výkupní ceně na úkor ostatních spotřebitelů nebo daňových poplatníků.
  • Při masivním rozšíření větrných elektráren[zdroj?] vede každá změna rychlosti proudění v místě jedné konkrétní VE k změnám dodávaného výkonu, zhoršujícím stabilitu energosoustavy. Vzhledem k tomu, že změny rychlosti proudění nenastávají u všech VE současně, nejedná se o prudké změny. Jako příklad lze uvést soustavu Německa, která je prostředky německých zdrojů neregulovatelná a na jejíž stabilizaci se významným způsobem podílí české zdroje. Dochází také ke zvýšení rizika havárií v elektrizační soustavě. (V Česku však není tolik vhodných lokalit, takže nemohou hrát tak významnou roli jako v Německu). Co se JETE či JEDU týká, nevypadávají a nenabíhají několikrát za hodinu z nuly do maxima, výpadek bloku se vykrývá HDO a aktivací náhradního zdroje z horké rezervy.
  • VE nevypadnou sice prakticky nikdy všechny najednou, ale výkon větší než 20% nominálního výkonu dodávají v podmínkách ČR jen přibližně po 20% doby jejich připojení do energetické soustavy. Jejich výpadek nemá takový dopad jako výpadek jediného bloku JETE, ale zálohovací kapacity jsou jejich výpadky blokovány po 80% doby jejich provozu (oproti cca 20% doby provozu JE).[zdroj?]
  • Větrné elektrárny narušují životní prostředí ve svém okolí. Rotující vrtule zabíjejí ptáky a netopýry.[23] Hluk (a v případě ptáků i samotná existence) větrných elektráren ruší živočichy, a tak zmenšuje jejich životní prostor a schopnost reprodukce. Rozsáhlé budování[zdroj?] přístupových cest, elektrických kabelů a dalších souvisejících zařízení může vést ke zvýšení eroze a k ohrožení biotopů, otřesy z provozu se dříkem a základovou deskou roznášejí do okolí.
  • Větrné elektrárny jsou srovnatelně hlučné jako ostatní typy elektráren, ale při stejném výkonu zabírají mnohonásobně větší plochu.
  • Větrné elektrárny, spatřováno ze subjektivního úhlu pohledu, hyzdí krajinu. Jsou však také vyhledávaným turistickým cílem.[24]
  • V procházejícím slunečním světle produkují otáčející se lopatky v krajině rušivé přebíhající stíny. V odraženém světle vzniká rušivý „diskotékový“ efekt, potlačovaný u moderních strojů matovými nátěry. Odstranění tohoto jevu je sice možné realizovat vhodným tvarem rotoru,[25] ale za cenu výrazného nárůstu ceny za instalovaný výkon (například přes 100 000 Kč na instalovaný kW u rotorů Taawin).
  • Námraza odletující z větrných elektráren může ohrožovat život či majetek.[26]
  • Při velkém větru může dojít k celkové destrukci rotoru a následně celé větrné elektrárny.
  • Doba návratnosti investic stoupá. Dotované projekty často paradoxně fungují s parametry, za nichž by bez dotací byly výrazně ztrátové a fakticky nerealizovatelné.[27].
  • Může dojít i k dlouhodobějším změnám povětrnostních podmínek.[28]

(Uvedené argumenty platí všeobecně, jejich váha se však v různých podmínkách liší. Nezpochybňují tedy, že stavba větrných elektráren může být v některých případech - zejména v přímořských oblastech a horských průsmycích - ekonomicky efektivní.)

Větrná energetika v číslech[editovat | editovat zdroj]

Instalovaný výkon[editovat | editovat zdroj]

Údaje o celkovém instalovaném výkonu v jednotlivých státech světa

Instalovaný výkon (MW)[29][30][31][32][33][34]
# Stát 2005 2006 2007 2008
1 Spojené státy americké 9 149 11 603 16 818 25 170
2 Německo 18 415 20 622 22 247 23 903
3 Španělsko 10 028 11 615 15 145 16 740
4 Čína 1 260 2 604 6 050 12 210
5 Indie 4 430 6 270 8 000 9 587
6 Itálie 1 718 2 123 2 726 3 736
7 Francie 757 1 567 2 454 3 404
8 Spojené království 1 332 1 963 2 389 3 288
9 Dánsko & Faerské ostrovy 3 136 3 140 3 129 3 160
10 Portugalsko 1 022 1 716 2 150 2 862
11 Kanada 683 1 459 1 856 2 369
12 Nizozemsko 1 219 1 560 1 747 2 225
13 Japonsko 1 061 1 394 1 538 1 880
14 Austrálie 708 817 824 1 494
15 Švédsko 510 572 788 1 067
16 Irsko 496 745 805 1 245
17 Rakousko 819 965 982 995
18 Řecko 573 746 871 990
19 Polsko 83 153 276 472
20 Turecko 20 51 146 333
21 Norsko 267 314 333 428
22 Belgie 167 193 287 384
23 Egypt 145 230 310 390
24 Tchaj-wan 104 188 282 358
25 Brazílie 29 237 247 338
26 Nový Zéland 169 171 322 325
27 Jižní Korea 98 173 191 278
28 Bulharsko 6 20 35 158
29 Česko 28 50 116 150
30 Finsko 82 86 110 140
31 Maroko 64 124 114 125
32 Maďarsko 18 61 65 127
33 Ukrajina 77 86 89 90
34 Mexiko 3 88 87 85
35 Írán 23 48 66 82
36 Kostarika 71 74 74 74
zbytek Evropy 129 163
zbytek Ameriky 109 109
zbytek Asie 38 38
zbytek Afriky
+ Blízký východ
31 31
zbytek Oceánie 12 12
Svět celkem (MW) 59,091 74,223 93,849 121,188

Největší větrná elektrárna na světě[editovat | editovat zdroj]

Zatím největší větrnou farmu na světě mají v Texasu (USA). Byla spuštěna 1. října 2009. Větrná farma Roscoe má výkon 781,5 MW a je tvořena 627 větrnými turbínami. Z elektrárny Roscoe může čerpat elektřinu až 230 000 domácností [1].

Nejvyšší pokrytí výroby elektřiny pomocí větru[editovat | editovat zdroj]

Španělská energetika zaznamenala ráno 30.prosince 2009 rekord, energie z větrných elektráren tam pokryla přes 54 procent celkové poptávky po elektřině. To odpovídalo výkonu přes 10.000 megawattů. [2]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. viz omyl č.6 http://www.hnutiduha.cz/publikace/infolisty/pdf/vetrne_elektrarny.pdf
  2. http://www.yes2wind.com/pdf/debunk.pdf
  3. a b http://www.ckdnoveenergo.cz/new/index.php?m=4&ms=117
  4. http://www.jardacat.estranky.cz/stranka/vetrne-elektrarny
  5. http://www.jindrichovice.cz/www/basic.php?section=article&art_id=266&art_lang=cz
  6. http://www.jesenik.net/index.php?obl=1&kat=11&sluz=81&limit=0
  7. http://web.spoluziti.cz/miranda2/m2/spoluziti/vyznam_uhli/20070322a.html
  8. http://www.vscht.cz/ktt/zdrene/3.0_V%ectrn%e1_energie.pdf strana 19.
  9. http://www.spvez.cz/pages/vitr.htm
  10. http://www.tecson.de/prohoel.htm
  11. http://www.vscht.cz/ktt/zdrene/3.0_V%ECtrn%E1_energie.pdf strana 18
  12. http://www.financninoviny.cz/zpravodajstvi/energetika/index_view.php?id=313429
  13. http://energie.tzb-info.cz/t.py?t=2&i=4913&h=2&pl=49
  14. http://www.scienceworld.cz/sw.nsf/ID/61491FC9B305BF54C125726B00602CCA?OpenDocument&cast=1
  15. http://manhaz.cyf.gov.pl/manhaz/strona_konferencja_EAE-2001/15%20-%20Polenp~1.pdf
  16. http://209.85.129.104/search?q=cache:Zdh6qdw7bh8J:download.mpo.cz/get/29106/31410/334079/priloha001.doc+57,7+twh+mpo&hl=cs&ct=clnk&cd=3&gl=cz&client=firefox-a
  17. http://en.wikipedia.org/wiki/Wind_power
  18. http://www.vscht.cz/ktt/zdrene/3.0_V%ECtrn%E1_energie.pdf strana 18
  19. http://blog.ihned.cz/c3-26352340-YCEZ00_d-proc-tolik-povyku-kvuli-vetrnym-elektrarnam
  20. http://www.cez.cz/cs/o-spolecnosti/media/aktuality-z-jadernych-elektraren/5339.html
  21. http://www.vscht.cz/ktt/zdrene/3.0_V%ECtrn%E1_energie.pdf strana 18
  22. http://www1.eere.energy.gov/windandhydro/pdfs/41435.pdf str. 17 (průměr el. v USA, postavených v roce 2006)
  23. ČTK. USA poprvé potrestaly výrobce větrné energie za zabíjení ptáků. České noviny [online]. 2013-11-23 [cit. 2013-11-24]. Dostupné online.  
  24. [PRÁVO NEZÁVISLÉ NOVINY ročník 18/č.99 strana 5 článek Větrné elektrárny utáhnou 36 tisíc domácností]
  25. RoswellAmbros
  26. Nebezpečný led upadlý z větrné elektrárny
  27. František Šustr, předseda České společnosti pro větrnou energii - Zpravodajství Econnect, 1.8.2007, Časopis BIZ, 1.8.2007
  28. http://www.osel.cz/8712-ve-spojenych-statech-opet-zahadne-vyschl-vitr.html - Ve Spojených státech opět záhadně vyschl vítr
  29. Global Wind Energy Council (GWEC) statistics [PDF]. . Dostupné online.  
  30. European Wind Energy Association (EWEA) statistics [PDF]. . Dostupné online.  
  31. Global installed wind power capacity (MW) Global Wind Energy Council 6.2.2008
  32. Wind Energy grows by record 8,300 MW in 2008 [online]. . Dostupné online.  
  33. GLOBAL INSTALLED WIND POWER CAPACITY (MW) – Regional Distribution [online]. . Dostupné online.  
  34. Wind power installed in Europe by end of 2008 (cumulative) [PDF]. . Dostupné online.