Využití energie větru v podmínkách České republiky Bakalářská práce

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy Využití energie větru v podmínkách České republiky Bakalářská práce Vedoucí práce: Ing. Martin Fajman, Ph.D. Vypracoval: Helena Šplíchalová Brno 2010

Mendelova univerzita v Brně Ústav techniky a automobilové dopravy Agronomická fakulta 2009/2010 ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Autorka práce: Studijní program: Obor: Helena Šplíchalová Technologie odpadů Odpadové hospodářství Název tématu: Využití energie větru v podmínkách České republiky Rozsah práce: 25-35 stran včetně příloh Zásady pro vypracování: 1. Na základě studia literárních pramenů přehledně zpracujte rozbor nasazení větrných elektráren v České republice 2. Rozveďte technický popis používaných zařízení a předpokladů pro využití energie větru 3. Sestavte analýzu výhod a nevýhod uplatnění větrných elektráren a zhodnoťte nejvýznamější faktory ovlivňující efektivitu jejich provozu 4. Porovnejte současnou situaci v České republice se světem a pokuste se sestavit výhled této problematiky do budoucna Seznam odborné literatury: 1. elektronické informační zdroje 2. firemní literatura 3. odborné časopisy (Alternativní energie, Energie), sborníky z vědeckých konferencí Datum zadání bakalářské práce: listopad 2007 Termín odevzdání bakalářské práce: duben 2010 Helena Šplíchalová Autorka práce Ing. Martin Fajman, Ph.D. Vedoucí práce doc. Ing. Miroslav Havlíček, CSc. Vedoucí ústavu prof. Ing. Ladislav Zeman, CSc. Děkan AF MENDELU

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci na téma Využití energie větru v podmínkách České republiky vypracovala samostatně a použila jen pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém seznamu literatury. Bakalářská práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího bakalářské práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně. dne. podpis.

PODĚKOVÁNÍ: Ráda bych poděkovala svému vedoucímu bakalářské práce panu Ing. Martinu Fajmanovi, Ph.D. za cenné rady a připomínky poskytnuté v průběhu zpracování bakalářské práce. Dále děkuji své rodině za podporu při studiu.

ABSTRAKT Bakalářská práce rozebírá téma Využití energie větru v podmínkách České republiky. V úvodu se zaměřuje na základní pojmy a historii větrných elektráren. Dále se zabývá měřením energie větru, výstavbou větrných elektráren, výhodami a nevýhodami jejich výstavby a instalovanými větrnými elektrárnami v České republice a ve světě. KLÍČOVÁ SLOVA obnovitelné zdroje energie, větrné elektrárny ABSTRACT This bachelor examines theme of Uses of wind energy in the Czech Republic conditions. In the introduction it focused on basic notions and the history of wind power station. Then it deals with measuring of wind energy, building of wind power station, advanteges and disadvantages of their construction and it was also concerned with the wind power stations installed in the Czech Republic and the world. KEY WORDS renewable resources of energy, wind power stations

OBSAH 1. ÚVOD... 8 2. CÍL... 9 3. ZÁKLADNÍ POJMYmmt... 10 3.1 Alternativní zdroje energie... 10 3.2 Energie... 10 3.3 Vítr... 10 4. HISTORIE VĚTRNÝCH ELEKTRÁREN... 13 5. PRINCIP VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY... 16 5.1 Regulace Pitch... 16 5.2 Regulace Stall... 16 5.3 Regulace Aktiv Stall... 16 6. TYPY VĚTRNÝCH ELEKTRÁREN... 17 6.1 Podle nominálního výkonu turbíny... 17 6.2 Podle konstrukce... 17 6.2.1 Větrné elektrárny s horizontální osou rotace... 17 6.2.2 Větrné elektrárny s vertikální osou rotace... 18 7. ZÁKLADNÍ ČÁSTI VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY... 20 7.1 Větrné motory... 20 7.1.1 Dělení větrných motorů [14]... 20 7.2 Rotor... 21 7.3 Převodovka... 21 7.4 Generátor... 21 7.5 Turbíny a vrtule větrných elektráren... 22 7.6 Stožáry větrných elektráren [17]... 22 8. VÝHODY A NEVÝHODY VĚTNÝCH ELEKTRÁREN... 24 8.1 Hlučnost... 24 8.2 Ohrožení fauny... 27 8.3 Vzhled větrných elektráren v krajině... 28 8.4 Odlesky od lopatek... 29

8.5 Rušení příjmu televize a rádia... 29 8.6 Námraza a led... 29 9. REALIZACE STAVBY... 31 10. STAVBA VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY... 33 11. PROBLÉMY SPOJENÉ S VÝSTAVBOU VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY... 37 12. VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY PROVOZOVANÉ V ČESKÉ REPUBLICE... 38 13. VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY V EVROPSKÉ UNII A VE SVĚTĚ... 41 13.1 Offshore... 41 14. ZÁVĚR... 43 15. POUŽITÁ LITERATURA... 44 16. SEZNAM OBRÁZKŮ... 47 17. SEZNAM TABULEK... 48 17. PŘÍLOHY... 49

1. ÚVOD Za jakousi neviditelnou hnací sílu všech probíhajících procesů můžeme považovat energii. Právě ta, díky své schopnosti transformovat se v jiné formy, je prvotní příčinou proudění vody a vzduchu, určuje chod fyziologických a biochemických procesů. Elektrická energie nám umožňuje vytápět naše domovy, sledovat televizi a spoustu dalších činností, bez nichž bychom si náš život nedokázali představit. Vzrůstající světová poptávka po energii a narůstající počet obyvatel Země nutí obyvatele zamýšlet se nad jinými zdroji energie, než je např. jaderná energetika a uhelné elektrárny. Lidé si také začínají uvědomovat, že zásoby fosilních paliv nejsou nevyčerpatelné, a tak stoupá zájem o obnovitelné energetické zdroje. Ropná krize v 70. letech 20. století vedla k opětovnému zájmu o využití větru. Větrnou energii nejvíce využívají USA, Německo, Španělsko, Itálie, Francie a Dánsko. Avšak v posledních letech se o tento alternativní zdroj energie zajímají i ostatní země na světě. Především státy Evropské unie, mají velký zájem o využití energie větru, zvláště pak v přímořských státech u pobřeží, kde je vyšší větrný potenciál, než ve vnitrozemských státech. Mezi obnovitelné zdroje energie zařazujeme ty zdroje, které můžeme považovat prakticky za nevyčerpatelné. Patří mezi ně např. sluneční záření, spalování biomasy, větrná energie, vodní elektrárny a geotermální zdroje. 8

2. CÍL Cílem mé bakalářské práce na téma Využití energie větru v podmínkách České republiky je připomenout historický vývoj využívání této energie od větrných mlýnů až po současné moderní větrné elektrárny a větrné farmy. Popsat technické zařízení u nových větrných elektráren a zhodnotit jejich výhody a nevýhody. Jelikož mnoho ekologických skupin, ale také obyvatel České republiky, se staví ke stavbám větrných elektráren negativně, chtěla bych poukázat na výhody při využívání alternativních zdrojů energie, předně pak větrných elektráren. Závěrem této bakalářské práce je zhodnocení nasazení větrných elektráren na území České republiky a ve světě, zvláště pak v členských státech Evropské unie, mezi které patří od 1. května 2004 i Česká republika. 9

3. ZÁKLADNÍ POJMY 3.1 Alternativní zdroje energie Alternativní zdroje energie bývají také někdy označovány jako obnovitelné zdroje energie. Jedná se o energii, která je vyrobena jiným způsobem, než spalováním fosilních paliv, nebo štěpením jaderného paliva. Jedná se tedy o nevyčerpatelné formy energie Slunce a Země. Mezi tyto zdroje patří např. spalování biomasy, energie vody, geotermální energie, energie větru, tepelná čerpadla, energie slunečního záření a energie příboje a přílivu oceánů. 3.2 Energie Pojem energie lze definovat jako veličinu charakterizující stav určité soustavy [1]. Mezi nejčastější formy energie pak patří např. mechanická energie, jaderná energie, tepelná energie, elektrická energie a chemická energie. 3.3 Vítr Vítr je proud vzduchu směřující z oblasti vysokého atmosférického tlaku do oblasti nízkého tlaku. Nestejný tlak je způsoben hlavně tím, že Slunce atmosféru a Zemi neohřívá rovnoměrně. Suché zemské plochy se ohřívají rychleji než plochy vlhké, přičemž z fyzikálního hlediska má teplý vzduch snahu stoupat nahoru, zatímco studený vzduch se drží těsně při povrchu, v důsledku tohoto procesu vznikají tlakové výše a níže. Větry z tlakové výše do tlakové níže nevanou přímo, ale jejich dráha se stáčí. Těsně nad pevninou je směr a rychlost větru ovlivněn tvarem zemského povrchu (pohoří, lesy), v tomto případě dochází k náhlým změnám rychlosti a směru větru. Naopak tomu je v místech, kde je zemský povrch plochý (moře, oceány, jezera). Rychlost větru může být stanovena několika způsoby. Jedním z těchto způsobů je přesné měření v m.s -1, nebo ve stupních, které určujeme pomocí tzv. Beaufortovy stupnice (tabulka 1). Rychlost větru je velmi proměnlivá, proto rozlišujeme průměrnou 10

a nárazovou rychlost. Rychlost a směr větru určujeme pomocí přístroje zvaný anemometr [2]. Z dlouhodobých výzkumů vyplývá, že větrné elektrárny je vhodné a efektivní stavět pouze v oblastech, ve kterých je průměrná rychlost větru za rok alespoň 4,8 m.s -1 a více [2]. Větry vanoucí velkou rychlostí se v přírodě vyskytují omezeně a převážně způsobují škody na majetku, lesních porostech a komunikacích. Také větrné elektrárny mohou být při značně vysoké rychlosti větru poškozeny. Za optimální můžeme považovat hodnoty rychlosti pohybující se kolem 12 m.s -1 [2]. Na našem území se nachází dostatek lokalit vhodných k výstavbě větrných elektráren (obrázek 1). Tabulka 1. Beaufortova stupnice síly větru [3] Stupeň Rychlost větru [m.s -1 ] Označení Účinky 0 0,0 0,4 klid dým stoupá kolmo vzhůru 1 0,5 1,5 Lehký větřík dým je pomalu unášen 2 2,0 3,0 lehký vítr Je cítit ve tváři, listí stromů šelestí 3 3,5 5,0 mírný vítr Vítr napíná praporky, čeří hladinu vody 4 5,5 8,0 Střední vítr Zvedá prach a útržky papíru, pohybuje slabšími větvemi stromů 5 8,1 10,9 čerstvý vítr Keře se hýbou 6 11,4 13,9 silný vítr Pohybuje tlustými větvemi, dráty sviští, obrací deštník 7 14,1 16,9 Téměř bouře Pohybuje celými stromy, nesnadná chůze 8 17,4 20,4 bouře Ulamuje větve, znemožňuje chůzi 9 20,5 23,9 Silná bouře Menší škody na stavbách, strhává střešní krytinu 10 24,4 28,0 vichřice Vyvrací stromy, škody na obydlích 11 28,4 32,5 prudká vichřice Rozsáhlé škody 12 32,6 35,9 hurikán Odnáší střechy, demoluje těžké předměty 11

Obrázek 1. Větrný atlas České republiky [4] 12

4. HISTORIE VĚTRNÝCH ELEKTRÁREN Možnost využití energie větru si lidé uvědomili velmi brzy, vítr byl zřejmě první živel, který se člověku podařilo ovládnout a je využíván již několik tisíciletí. Síla větru byla využívána již 5 000 let př. n. l. v Egyptě k pohonu plachetnic. Některé literární zdroje uvádí [5], že ve městě Moon v Alexandrii se nacházejí doposud zachovalé zděné mlýny, které jsou staré až 3 000 let. Již v 7. století n. l. se začaly v Persii a v Číně využívat první prakticky využitelné stroje a to větrné mlýny. Do Evropy se dostaly s maurskou kulturou přes Pyrenejský poloostrov okolo roku 800 našeho letopočtu. V roce 915 v Siestanu v Persii mlely první větrné mlýny obilí. V 10. století se větrné mlýny začínají objevovat díky Arabům i ve Španělsku. S postupem času, na přelomu 12. a 13. století, se tento trend dále dostává do ostatních evropských zemí. V dnešním Nizozemsku, které má největší tradici využívání větrných mlýnů, se větrné mlýny využívaly především pro vysoušení močálů, neboť téměř polovina území se nachází pod úrovní moře. Jenom v oblasti řeky Zaan jich bylo více než 700 a odhaduje se, že již v roce 1850 výkon všech větrných mlýnů mohl dosahovat 1 000 MW [6]. Vrcholným obdobím ve výstavbě větrných mlýnů v Evropě bylo 16. století. V Čechách, na Moravě a ve Slezsku se větrná energie využívala převážně v 18. a 19. století. První historicky doložený mlýn na našem území je však již z roku 1277 a nacházel se ve Strahovském klášteře. V dnešní době známe asi 260 zcela nebo částečně zmapovaných lokalit, kde dříve větrné mlýny stávaly. Větrné mlýny byly využívány především pro mletí obilí, ale také k čerpání vody nebo při zpracování cukrové třtiny. První větrnou elektrárnu na světě zhotovil Američan Charles F. Brush, který na přelomu let 1887 a 1888 sestavil první automatickou větrnou turbínu napojenou na generátor elektrické energie. Rotor elektrárny měl průměr 17 metrů a skládal se ze 144 paprskovitě uspořádaných lopatek z cedrového dřeva (obrázek 2). Tato elektrárna svým výkonem předčila i o tři roky později postavenou elektrárnu v dánském Askově (obrázek 3). V roce 1899 vyrobila firma Kunz první větrné čerpadlo v Čechách [7] (obrázek 4). 13

Na území České republiky se dochovalo zhruba sedmdesát více či méně zachovalých větrných mlýnů. Nemálo z těchto větrných mlýnů je dnes přístupných veřejnosti jako muzeum. Obrázek 2. Větrná elektrárna zkonstruována Ch.F.Brushem [7] Obrázek 3. Nákres první větrné elektrárny Poula la Coura [7] 14

Obrázek 4. Rotor větrného čerpadla Kunz [7] 15

5. PRINCIP VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY Energie větru je převáděna na rotační mechanickou energii větrnou turbínou, která je umístěna na stožáru a na kterou působí proudící vzduch aerodynamickou silou. Vzniklá mechanická energie je pak v generátoru převáděna na energii elektrickou. Aby nedošlo k mechanickému a elektrickému přetížení elektrárny a následné destrukci generátoru, je třeba vybudovat efektivní typy regulace (typ pitch, stall, active stall ) [8]. Průměrná životnost větrné elektrárny se pohybuje okolo 20 let po uvedení do provozu. 5.1 Regulace Pitch Jedná se o regulaci pomocí natáčení listů rotoru. Pokud je výkon příliš velký, natočí se listy rotoru z větru. Pokud je tomu naopak a dojde ke snížení rychlosti větru i výkonu, natočí se lopatky zpět do větru. Tento systém zabrání poničení částí větrné elektrárny z důvodu silného větru, nebo naopak využije i slabý vítr k dosažení co nejvyššího výkonu. 5.2 Regulace Stall Listy rotoru jsou pevně přišroubovány, bez možnosti změny úhlu. Za příliš silného větru se na straně listů odvrácené od větru vytvářejí turbulence a dochází ke snížení vztlakové síly poháněcí rotor. Výhodou tohoto typu je, že se lze vyhnout pohyblivému dílu u rotoru a komplikovanému systému regulace. Nevýhodou je, že vrtule není schopna samostatně startovat, proto musí být uvedení do provozu realizováno elektrickým motorem. 5.3 Regulace Aktiv Stall Listy rotoru jsou nastavitelné. Při vysoké rychlosti větru se listy otočí do protilehlého směru, tím se úhel nastavení zvýší a zesílí se odtržení proudu. Tato regulace je možná, na rozdíl od regulace Stall, při všech rychlostech větru. 16

6. TYPY VĚTRNÝCH ELEKTRÁREN 6.1 Podle nominálního výkonu turbíny - Malé; - Střední; - Velké; K malým větrným elektrárnám se řadí zařízení, která mají výkon menší než 60 kw a průměr vrtulí je do 16 m. Střední větrné elektrárny dosahují výkonu 60-750 kw a průměr jejich vrtulí je 16-45 m. Velké větrné elektrárny dosahují výkonu turbíny 750-6 400 kw a průměr vrtulí činí 45 až 128 m. 6.2 Podle konstrukce U větrných elektráren lze rozlišit dva základní typy, podle toho jak jsou konstruovány. Buď jde o konstrukce s horizontální osou rotace, nebo se jedná o konstrukce s vertikální osou rotace. 6.2.1 Větrné elektrárny s horizontální osou rotace Větrné elektrárny s horizontální osou rotace jsou více rozšířeny, než typ s vertikální osou rotace. Jejich účinnost je až 45 % [3]. U tohoto typu se rozlišují ještě dva typy a to elektrárny poháněné vrtulí anebo poháněné lopatkovým kolem. U větrných elektráren poháněných vrtulí se jedná o rychloběžný typ větrného rotoru s již zmiňovanou horizontální osou rotace. Počet listů vrtulí bývá 1 až 4. Používají se pro výrobu třífázového elektrického proudu. Větrné elektrárny poháněné lopatkovým kolem mají nevýhodu poměrně těžké nosné konstrukce. Jedná se o pomaloběžný typ větrného rotoru s horizontální osou rotace. Využívají se především k výrobě elektrické energie pro vlastní spotřebu 17

v podobě malých zařízení nebo k čerpání vody. Počet lopatek bývá 12 až 24 a běžným průměrem lopatkového kole je 5 až 8 m. 6.2.2 Větrné elektrárny s vertikální osou rotace Větrné elektrárny s vertikální osou rotace jsou méně rozšířené, neboť jejich účinnost je maximálně 38%. K jejich výhodám patří nezávislost na směru větru, samostatný rozběh již při rychlosti větru 3 m.s -1 [9] a jednodušší tvar a tím i stavba. U tohoto typu konstrukce se prosadily dva typy rotorů a to Darrieův a Savoniův motor. 6.2.2.1 Darrieův motor Darrieův motor (obrázek 5) byl patentován v roce 1931 a jedná se o rychloběžný typ rotoru. Pro tyto motory je charakteristický jejich tvar. Mají svislou osu rotace a nepotřebují nastavování do směru proti větru. Používá se pro výrobu stejnosměrného i střídavého proudu. Obrázek 5. Darriův motor [10] 18

6.2.2.2 Savoniův motor Savoniův motor (obrázek 6) byl patentován o dva roky dříve, tedy v roce 1929. Tento typ motoru se svislou osou rotace byl odvozen z principu starých větrných motorů z Persie a Číny. Jeho účinnost je však pouze 23% [11]. Jedná se o dvě půlválcové vzájemně přesazené plochy. Díky tomuto uspořádání lze využít rozdílu tlaků působících na vypouklou a vydutou plochu rotoru. Používá se zpravidla pro výrobu stejnosměrného proudu, nebo k čerpání vody. Obrázek 6. Savoniův motor [12] 19

7. ZÁKLADNÍ ČÁSTI VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY Obrázek 7. Základní části větrné elektrárny [13] 1. rotor s rotorovou hlavicí 2. brzda rotoru 3. planetová převodovka 4. spojka 5. generátor 6. servo-pohon natáčení strojovny 7. brzda točny strojovny 8. ložisko točny strojovny 9. čidla rychlosti a směru větru 10. několikadílná věž elektrárny 11. betonový základ elektrárny 12. elektrorozvaděče silnoproudého a řídícího obvodu 13. elektrická přípojka 7.1 Větrné motory Větrné motory jsou zařízení, která přeměňují mechanickou energii větru na mechanickou rotační energii na hřídeli motoru. 7.1.1 Dělení větrných motorů [14] - Odporový (větrný mlýn, plachetní větrné kolo a Savoniův rotor) s teoretickou účinností maximálně 23% (s větrnými motory tohoto typu se pro energetické využití dnes již nepočítá) - Vztlakový (vrtule, Darrieův rotor, mnohalopatkový rotor) s teoretickou účinností maximálně 59,3 % (dnešní větrné motory dosahují účinnosti až 45 %) 20

7.2 Rotor Rotor je svou hlavou nasazen na hřídeli, který převádí výkon (odebíraný rotorem větru) prostřednictvím převodové skříně zvyšující otáčky, např. z 50 min -1 na 1 500 min -1 na jediný generátor (může mít dva výkonové stupně) nebo na dvojici generátorů [14]. 7.3 Převodovka Převodovka se používá tam, kde je velký rozdíl mezi jmenovitými otáčkami rotoru a generátoru. V novějších konstrukcích elektráren bývá nahrazována vícepólovými generátory ve spojení s frekvenčním měničem. 7.4 Generátor Generátor slouží k přeměně mechanické energie větru na elektrickou energii. Používají se tyto typy: a. Stejnosměrný - vhodné pro malé větrné elektrárny b. Synchronní - vhodné jsou pro střední a velké větrné elektrárny. Mají vysokou účinnost a jsou schopny pracovat s velkým rozsahem rychlostí větru. Elektrárny s tímto generátorem mohou pracovat i nezávisle na elektrické energii dodávané z rozvodné sítě. Používají se jako záložní zdroje elektrické energie v případě přerušení dodávky elektrické energie z rozvodné sítě. c. Asynchronní - jsou připojeny k síti. Nevyžadují složitý připojovací systém, ten pouze sleduje otáčky a rozhoduje o okamžiku připojení k síti. 21

7.5 Turbíny a vrtule větrných elektráren V únoru roku 2010 byla zveřejněna zpráva o plánované výstavbě prozatím největší turbíny na světě, která by měla být postavena v Norsku. Její výkon by měl dosáhnout až 10 MW a bude zhruba třikrát výkonnější, než běžné turbíny. Tuto informaci podala agentura Enova, která je vlastněná norským ministerstvem pro ropu a ropný průmysl. Tato turbína bude postavena norskou společností Sway. Nová technologie byla již dva roky testována v Oyegardenu na jihozápadě Norska [15]. Zvýšení výkonu má být dosaženo snížením hmotnosti a počtu pohyblivých částí. Od března roku 2009 je v provozu větrná turbína, která se nachází ve výšce 120 m nad mořskou hladinou a její výkon je 5 MW. Byla vyrobena hamburskou společností REpower Systems AG. Patří v dnešní době k jedné z nejúčinnějších na světě [16]. 7.6 Stožáry větrných elektráren [17] Díky zvyšování výkonu turbín roste i úměrně s tímto výška stožárů. Stožáry bychom mohli rozdělit na dva typy a to ocelové tubusy a příhradové stožáry. Příhradové stožáry jsou vhodnější, co se vzhledu v krajině týká a také jsou po ukončení provozu větrné elektrárny lépe odstranitelné, než stožáry ocelové, dříve také používané betonové. Přeprava příhradového stožáru je méně problémová, než u ocelových stožárů, neboť montáž probíhá přímo na místě výstavby větrné elektrárny a konstrukce při přepravě je rozložena na jednotlivé nosníky a vzpěry o malé hmotnosti. I přesto, že příhradový stožár je estetičtější, používá se v Evropě především stožár ocelový. Výška ocelového stožáru je nejčastěji 40 až 105 m, výjimečně i více. Při přepravě se dělí na části o délce zhruba 25 m. V České republice se výrobou těchto stožárů zabývá firma SIAG. Základem je žíhaný plech, takže se již nemusí tepelně upravovat. Tloušťka plechu se pohybuje v rozmezí 12 45 mm. Největší tloušťka je u paty stožáru. Obvod stožáru bývá až 12,5 m. Před vlastním zpracováním je povrch plechů tryskán litinovými broky, aby došlo k odstranění nečistot a případné povrchové korozi. Z takto opracovaného plechu se kyslíko-acetylenovým plamenem pálí polotovary pro skružování. Skružování 22

probíhá na válcové skružovací stolici a skružovaný průměr bývá 1,5 až 4,5 m. Polotovar se musí několikrát na stolici protočit, než se dosáhne požadovaného průměru. Tímto způsobem se vyrobí všechny prstence, ze kterých se svařují jednotlivé díly stožáru. Všechny svary jsou kontrolovány pomocí magnetického testování, optickou kontrolou a pomocí ultrazvuku. V případě, že je nalezen vadný svar, je možné ho pouze jednou opravit. V neposlední řadě je stožár, nejčastěji stříkáním, opatřen barvou. Na závěr je nutné stožár opatřit výstupovým žebříkem, kabelovým roštem a technologickou plošinou. 23

8. VÝHODY A NEVÝHODY VĚTNÝCH ELEKTRÁREN 8.1 Hlučnost Při otáčení mechanických prvků ve strojovně větrné elektrárny a při proudění vzduchu kolem listů vrtule dochází ke vzniku hluku. Vysoká hlučnost byla známá především u starších typů větrných elektráren v 90. letech 20. století. V dnešní době jsou již mechanické zvuky způsobované turbínami minimalizovány. Také došlo k úpravě povrchu a tvaru listů rotoru, a tím se i omezil aerodynamický hluk. Zvuk je uváděn jako změna tlaku rozeznatelná lidským sluchem. Je důležité rozlišovat rozdíl mezi hladinou hluku akustického tlaku v konkrétním místě, kde je zvuk měřen a mezi akustickým výkonem turbíny. Akustický výkon je vždy uváděn výrobcem příslušné turbíny. Naměřený hluk u paty 100 metrů vysoké větrné elektrárny bývá v rozsahu 50 60 db. Platné hygienické limity pro hluk ve venkovním prostoru obytných budov jsou 50 db ve dne a 40 db v noci (od 22 do 6 hodin). V případě výstavby větrné farmy se hluk nesčítá, neboť stupnice v decibelech je logaritmická a tedy při výstavbě druhé větrné turbíny se hluk zvýší pouze o 3 db a u tří turbín o 5 db [18]. Bezpečná vzdálenost větrné elektrárny od prvního obydlí by neměla být menší než, 500 m [19]. 24

Obrázek 8. Úrovně hluku v db [18] V poslední době probíhá v České republice velký vývoj ve výstavbě větrných elektráren. Po počátečních pokusech se zařízeními českých výrobců a následných technických problémech s nimi nyní nastupuje éra výrobců zahraničních, kteří mají své výrobky lety provozu prověřené a vyvinuté do takového technického stavu, který zaručuje bezproblémový chod. To platí i pro oblast hluku větrných elektráren, kde zahraniční výrobky nemají problémy s mechanickým hlukem strojovny a spíše u nich převažuje aerodynamický hluk, způsobený průchodem listů vrtule okolo stožáru. Problémy s hlukem by tedy kromě poruchových stavů mohly vzniknout pouze při nedostatečné vzdálenosti větrné elektrárny od nejbližší chráněné zástavby. Každá stavba pro bydlení (tedy i rekreační objekt) požívá ochrany před hlukem dle nařízení vlády č.502/2000 Sb. o ochraně před nepříznivými účinky hluku a vibrací [20]. Případným problémům s hlukem můžeme předejít pouze tehdy, pokud budeme dbát na to, aby bylo vždy provedeno technické měření hluku každé větrné elektrárny, což je také povinností každého výrobce před tím, než vůbec výrobek uvede na trh. Dále by měly být vytvořeny akustické studie, které vycházejí z technických údajů od výrobce a jsou přímo aplikovány v dané lokalitě a při konkrétních podmínkách. Závěrečným krokem je hygienické měření, které zhodnotí míru hluku při výstavbě více větrných 25

elektráren v dané lokalitě. Pokud nejsou tyto podmínky splněny, mohlo by ze strany investora dojít k nestandardnímu postupu a hrozilo by inspekční měření, kterému by předcházela stížnost od obyvatel na hlučnost větrných elektráren. Pokud je pak prokázána oprávněná stížnost a jsou překročeny nejvyšší přípustné hodnoty, může dojít až k uložení pokuty provozovateli anebo i zákazu provozu větrné elektrárny. Měření hluku větrných elektráren se provádí na odrazné desce, která odstraní nežádoucí hluk průchodu větru kolem mikrofonu. Jediný nežádoucí zvuk, který nelze odstranit je hluk pozadí, např. stromy apod. Technické měření hluku v provozu větrných elektráren obsahuje údaje od výrobce, podle ČSN EN 61400-11 ed.2. Největší důraz je kladen na vítr, který má rychlost v rozsahu 6-10 m.s -1, je nejvíce slyšitelný a převyšují ho pouze hluky pozadí. Ve výsledném protokolu musí být uvedena hodnota hladiny akustického výkonu LWA ve výšce 10 m při rychlosti větru 8 m.s -1 [21], graf datových dvojic hluku větrné elektrárny a hluku pozadí, závislost hladiny hluku na rychlosti větru (lineární regrese), tabulka a graf spektra akustického tlaku v oktávovém nebo třetino oktávovém pásmu a tonita. Celé měření musí být provedeno akreditovanou laboratoří. Následující akustická studie vychází z údajů od výrobce, které jsou uvedeny v protokolu z technického měření. Výstupní hodnoty jsou přepočteny na hladinu akustického tlaku u nejbližší zástavby. Celý výpočet by měl být proveden při běžné rychlosti větru, nejčastěji tedy 8 m.s -1 až 10 m.s -1 [21]. Hygienické měření ověřuje výsledky studie měřením akustického tlaku a hladiny ve spektru u nejbližší chráněné zástavby. Předpokladem je opět, že celé měření bude provedeno akreditovanou laboratoří. Hygienické měření není nutné pouze v případě, že akustická studie dostatečně prokazuje splnění limitů [21]. Pokud dojde ze strany občanů ke stížnosti na obtěžující hlučnost větrných elektráren, musí být provedeno inspekční měření. Toto měření se provádí stejně jako již popsané metody výše. A při měření se berou v úvahu všechny vlivy, které by mohly při provozu nastat, například nejnepříznivější směr větru, teplota, vlhkost vzduchu a nejvyšší možná rychlost větru. Nejčastějšími příčinami problémů větrných elektráren s hlukem je, pokud se povolí výstavba větrné elektrárny v blízkosti obytného území bez konzultace s hygienickou 26

stanicí nebo odborníkem na akustiku. Stížnostem od obyvatelů by se dalo předcházet včasnou komunikací s místními obyvateli nebo zástupci obce. 8.2 Ohrožení fauny O nejčastějším negativu větrných elektráren se hovoří o tom, že představují velké riziko pro prolétající ptáky. Avšak podle britské Královské společnosti pro ochranu ptáků (Royal Society for Protection of Birds) nebo podle Světového fondu pro ochranu přírody (WWF) není toto tvrzení opodstatněné, neboť právě globální změny klimatu, kterému se mj. snaží větrné elektrárny zabránit, jsou pro ptáky mnohem větším rizikem, než otáčející se lopatky větrných elektráren. Turbína je viditelná překážka, kterou ptáci oblétají, nebo dokonce i prolétají. I případný střet s otáčející se lopatkou nemusí končit úhynem, přestože obvodová rychlost může být až 200 km.h -1 [22]. Díky nainstalovaným kamerám bylo zaznamenáno, že vzduchový polštář okolo lopatky dokáže ptákem smýknout, aniž by došlo k jeho zranění nebo usmrcení. Podle průzkumu již zmiňované britské Královské společnosti pro ochranu ptáků se došlo k výsledku, že na každých deset tisíc ptáků, kteří proletí přes větrnou farmu, dojde pouze k jednomu až dvěma smrtelným střetům ptáka s vrtulí. V USA dospěli k výsledku 2,19 smrtelné kolizi za rok na jednu turbínu, ve Finsku 0,2 střetům a ve Španělsku dokonce pouze 0,13 smrtelným střetům ptáků na jednu turbínu za rok [22]. Jedná se však pouze o větrné elektrárny, které jsou správně umístěny. Pokud byly vystavěny napříč tahovým cestám ptáků, v přírodních rezervacích nebo v lokalitách s velkou kolonií netopýrů, docházelo k častějším smrtelným střetům a v těchto případech pak byly větrné elektrárny pro avifaunu nebezpečné. Na území České republiky by však k těmto problémům nemělo docházet, neboť každý projekt musí být schválen EIA, jehož součástí je i hodnocení vlivu na faunu. V případě sporných výsledků může dojít k nařízení k vypracování speciální ornitologické studie. Další diskutovanou otázkou bývá, zda větrné elektrárny neruší divokou zvěř, žijící v jejich blízkosti. Podle tříletého výzkumu, který prováděl Ústav pro výzkum divoce žijících zvířat na Veterinární univerzitě v Hannoveru, byly tyto předsudky vyvráceny. Hustota zvěře na sledovaném území, na kterém se nacházelo 36 větrných elektráren a během výzkumu jich bylo ještě několik postaveno, zůstávala stejná, nebo se dokonce i 27

zvýšila [23]. Ani pro zemědělce nejsou větrné elektrárny překážkou. Není výjimkou, že se na pastvinách u větrných elektráren pase skot a ovce (obrázek 8). Obrázek 9. Větrný park a skot Německo [24] 8.3 Vzhled větrných elektráren v krajině Další z předsudků obyvatel bývá, že větrné elektrárny narušují vzhled krajiny a že jindy hojně navštěvovaná krajina a přírodní památky bude narušena. Avšak studie z USA i z jiných zemí dokazují, že většina lidí vnímá větrné elektrárny jako moderní a elegantní stavby. Při průzkumu v USA až 77% dotazovaných uvedlo, že se jim středně velké větrné elektrárny líbí a všichni tito dotázaní viděli větrné elektrárny při provozu [25]. Např. i v České republice, v Jindřichovicích pod Smrkem, kde se nachází dvě 600 kw větrné elektrárny, vzniklo informační centrum a během prvního roku provozu elektrárny ji navštívilo přes 10 tisíc návštěvníků [26]. Začátek provozu těchto větrných elektráren se datuje v květnu roku 2003. 28

V zahraničí není výjimkou, že u větrných parků jsou informační střediska nebo alespoň informační tabule. V rakouském Lichteneggu je na jedné větrné elektrárně vybudována prosklená vyhlídková gondola, do které jsou návštěvníci dopravováni výtahem. 8.4 Odlesky od lopatek První prototypy větrných elektráren často odrážely sluneční paprsky a docházelo k zábleskům od lopatek. Tento negativní efekt byl ale výrobci větrných elektráren omezen díky používání matného materiálu na listy rotoru. Odlesk ale není závislý pouze na materiálu lopatek, ale také na tom, jak nízko nad obzorem se Slunce nachází a zda je jasno či zataženo. U nových větrných elektráren také může být nainstalován program, který umožňuje několik minut denně, kdy hrozí vrhání odlesků na obytné domy v okolí, větrné elektrárny zastavit a tím tedy zabránit odleskům od lopatek. 8.5 Rušení příjmu televize a rádia Nepohybující se stožár narušuje magnetické pole, avšak nenarušuje tím příjem GSM, rozhlasového či televizního signálu. K jejich narušení by mohlo dojít v případě, že by vysílač či anténa příslušného zařízení stála v zákrytu stožáru turbíny. Avšak k rušení signálů docházelo u starších turbín, při provozu větrné elektrárny. Tam docházelo k elektromagnetickým vlněním, při kterých intenzita signálu kolísala. V dnešní době se však již vrtule nevyrábějí z kovu, který mohl signál rušit, ale z umělých pryskyřic a ty elektromagnetické vlny neodrážejí. 8.6 Námraza a led Každý rok v zimě jsme z médií informováni o nehodách způsobených odlétající námrazou z lopatek větrných elektráren. Např. v Pavlově u Jihlavy, kde se nacházejí větrné elektrárny, si obyvatelé stěžují na odpadající kusy ledu z elektráren [27]. Avšak každá větrná elektrárna je vybavena přístroji na měření rychlosti větru, a pokud se na lopatkách objeví námraza, dojde k poklesu výroby elektrické energie a turbína se automaticky odstaví. Některé větrné elektrárny také mají nainstalovaná antivibrační 29

čidla. Ty reagují na změny vibrací při námraze na lopatkách. Řešením včasného odstranění námrazy je také instalace námrazového čidla. V případě námrazy je odeslán signál do centrálního ovládání elektrárny a celé zařízení je opět odstaveno a led odstraněn. Při opětovném startování elektrárny dochází k odpadávání ledu, a tím se dá vysvětlit i častý nález odpadaných kusů ledu u zařízení. Tím, že start turbíny je pozvolný, padá led pouze v blízkém okolí elektrárny, a tudíž by nemělo dojít ke zranění osob či poškození majetku. 30

9. REALIZACE STAVBY Před stavbou větrné elektrárny je důležité zvážit několik faktorů: Prvním krokem před realizací stavby je třeba zvolit lokalitu, která je mimo veškerá chráněná území včetně lesů s odhadovaným větrným potenciálem roční síly větru nad úrovní 6,3 m.s -1 v ose rotoru [28]. Musí dojít k vyhotovení protokolu průměrné větrnosti uvedením zeměpisných souřadnic a s nadmořské výšky místa. Dobrým zdrojem informací je v tomto případě Ústav fyziky atmosféry AV. Také je doporučován dotaz na Armádu ČR a Úřad civilního letectví, jestli je daná lokalita mimo letecké koridory. Ke zjednodušení tohoto kroku je možné na místní obci prověřit, jestli již byla na danou lokalitu někdy dříve podána EIA. Druhým krokem je spolupráce s obcí, kdy je vhodné uspořádat místní referendum, nebo alespoň anketu, jestli mají o větrné elektrárny místní obyvatelé zájem. Pokud má obec sama o sobě zájem o výstavbu větrných elektráren, lze pouze doporučit spolupráci s projektantem, který již má s výstavou v ČR zkušenosti. Doporučuje se oslovit více z nich a vyžádat si na ně reference od provozovatelů a udělat si i smlouvu s předpokládanými termíny, platbami a jednotlivými úkony. Je třeba počítat i s tím, že náklady na přípravu projektu se budou pohybovat v milionových částkách. Jedním z důvodů je i to, že v ČR je průměrná doba přípravy projektu 5 6 let, zatímco v Evropě je průměr asi 2 roky [20]. Někteří investoři nabízejí obcím možnost podílet se na realizaci projektu, kdy mohou ze svých prostředků část zafinancovat. Toto řešení bývá výhodné pro obě strany, neboť obě mají zájem o realizaci. Pokud úřady vidí zájem obce o realizaci projektů, měly by jim být více nakloněny, než pokud veškerá jednání vede pouze investor. Při ustanovení spolupráce s obcí je nutné mít na paměti, že je vyžadována i změna územního plánu Třetím krokem je rezervace sítě pro připojení. K tomu je vhodné získat i smlouvy pro jednotlivé pozemky, na kterých jsou elektrárny plánovány. Aby bylo možné elektřinu dodávat do sítě, je nutné získat licenci k výrobě elektřiny podle energetického zákona č. 458/2000 Sb. Nezbytné je také splnit technické podmínky pro připojení k síti a získat souhlas příslušného provozovatele distribuční soustavy. Čtvrtým krokem je vypracování studie EIA. Pokud projektant či obec spolupracuje se všemi dotčenými orgány a ochranáři, je značná šance, že jeho projekt bude schválen. 31

Pokud se dospěje k pozitivnímu stanovisku EIA, bude projekt schválen. Avšak pokud bude stanovisko negativní, znamená to automaticky konec projektu, který se prozatím nepodařilo nikomu v ČR zvrátit. S pozitivním stanoviskem EIA, pozemky a územním plánem je možno začít připravovat územní řízení, na kterém je třeba získat smlouvy na pozemky pod komunikacemi i na kabelové spoje. Po získání těchto smluv může dojít k výstavbě větrné elektrárny. 32

10. STAVBA VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY Před zahájením stavby je důležité učinit geologický průzkum pro zjištění stability prostředí ve spodních vrstvách zeminy. Jedná se o vysokou a těžkou stavbu. Tato stavba je ohrožena vychýlením a tím by mohlo dojít i ke ztrátě stability. Pokud je to nutné, je třeba upravit podloží, např. promícháním odebrané zeminy s cementem tuto směs následně zhutnit, aby tím byla vytvořena stabilní základna. Po odkrytí základové spáry se na ní musí vytvořit betonová deska, která nám zaručí pevný a rovný podklad pro usazení ocelového fundamentu stožáru a vylití betonového základu. První fází při stavbě větrné elektrárny je správně upravit terén. Většina věrných elektráren bývá umístěna déle od pozemní komunikace. Je proto důležité zpevnit povrch a vybudovat přístupovou cestu pro navážení částí větrné elektrárny. Tato komunikace musí být upravena tak, aby byl přístup k elektrárně nejen při její výstavbě. Také však, aby po ní mohl být zajištěn i bezproblémový přístup údržby a kontroly při jejím provozu. Přístup musí být za jakéhokoliv počasí. Cesta by se tedy měla zpevnit štěrkovou drtí či betonovými panely. Před zahájením stavby je důležité učinit geologický průzkum pro zjištění stability prostředí ve spodních Druhou fází při stavbě je vybudování betonového základu pro větrnou elektrárnu. Větrné elektrárny bývají usazeny do betonové základny. Podle České společnosti pro větrnou energii by měl být betonový základ čtvercového půdorysu, pro větrnou elektrárnu typu VESTAS V90, o rozměrech 15,9 x 15,9 m a výška 1,8 až 2 m [29]. Tento rozměr bývá doporučován pro větrné elektrárny o výkonu 2 MW. 33

Obrázek 10. Postupné betonování základu [29] Obrázek 11. Celkový pohled na hotový železobetonový základ větrné elektrárny [29] Poslední fází při stavbě je usazení řídících a ovládacích panelů s elektrorozvaděči. První část tubusu se pomocí jeřábu nasadí na šrouby základové příruby v betonovém základu. Jeho upevnění je zajištěno desítkami matic. Dále se druhá část šrouby připevní k první. Tento proces probíhá u všech částí tubusu. Na zemi dojde ke kompletaci gondoly, která je následně usazena poslední části tubusu. Pomocí jeřábu následuje zvedání rotoru a jeho připojení k ose převodovky na čele gondoly. Někdy montáž rotoru probíhá až ve výšce, kde dochází k upevnění listů. Po sestavení všech dílů elektrárny je celé zařízení připojeno na elektroinstalaci, hydrauliky ovládání listů a dojde k připojení 34

všech měřících a regulačních aparatur. Takto sestavená větrná elektrárna může být již připojena do sítě a může probíhat její zkušební provoz. Obrázek 12. Sesazení dílů tubusu [30] Obrázek 13. Vyzvednutí rotoru [31] 35

Obrázek 14. Usazení rotoru k ose převodovky [31] 36

11. PROBLÉMY SPOJENÉ S VÝSTAVBOU VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY Jedním z problémů, které nelze ovlivnit, při stavbě větrné elektrárny je počasí. Při silném dešti se snižuje přístupnost těžké techniky, které je při stavbě nepostradatelná. Také při silném větru není možné, aby probíhala stavba, neboť by nebylo možné vztyčení tubusu, usazení konzoly se strojovnou a připevnění listů. Rychlost větru by neměla být při stavbě vyšší než 6 m.s -1. Pro realizaci stavby je důležitá průjezdná cesta pro dopravce jednotlivých dílů přímo na stavbu větrné elektrárny. Jedná se totiž o nadměrné náklady a musí být pro ně naplánována vhodná trasa. Tuto trasu zařizuje, a jednotlivé díly dopravuje, spediční firma. Ta má také za úkol veškerý materiál dopravit na staveniště. Při stavbě větrné elektrárny je nezbytný a nenahraditelný vysokozdvižný jeřáb. Jak již bylo zmíněno v předchozí kapitole je jeřáb potřeba zejména při vztyčování tubusu, usazování konzoly se strojovnou a k přimontování listů větrné elektrárny. V neposlední řadě je výhodné, aby již před stavbou byla na staveništi zavedena síť. Není to jen z důvodu toho, aby mohla být využita již při stavbě větrné elektrárny, ale také proto, aby ihned po ukončení stavby, mohla být elektrárna uvedena do zkušebního provozu. 37

12. VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY PROVOZOVANÉ V ČESKÉ REPUBLICE V České republice jsou větrné elektrárny nainstalovány zhruba ve 46 lokalitách s celkovým počtem větrných elektráren 133. Tento údaj se týká větrných elektráren přesahujících výkon 100 kw. Bližší informace k daným lokalitám, výkonu jednotlivých větrných elektráren a typům zařízení, je uvedena v tabulce 2., která je součástí přílohy. V současné době se na území České republiky nacházejí dvě největší větrné elektrárny, které mají průměr 100 m a výkon 3 MW [32]. Jsou umístěny u obce Pchery u Kladna. Nejčastěji používané větrné elektrárny v ČR jsou o výkonu 2 MW s průměrem 90 m. Největší větrný park v České republice je tvořen 21 elektrárnami s průměrem 82 m a nacházejí se v Kryštofových Hamrech v Krušných horách. Ovšem na rozdíl od většiny ostatních států Evropy jsou u nás stavěny pouze jednotlivé větrné elektrárny nebo malé větrné parky se 2 5 tubusy. V Evropě se pak spíše upřednostňují velké větrné parky, než jednotlivé větrné elektrárny. Z důvodu další postupné výstavby větrných elektráren nelze přesně určit, jaký je přesný počet větrných elektráren v České republice. Také dochází k demontování starých a již nepoužívaných zařízení, nebo k jejich přestavbě. Na konci roku 2008 měla celková instalovaná kapacita 150 MW. Na konci roku 2009 to však bylo pouze 192 MW, což tedy činní roční přírůstek oproti předcházejícímu roku 44 MW. Na rok 2010 je prozatím vydáno 15 stavebních povolení pro větrné elektrárny v 9 lokalitách s plánovaným výkonem 27 MW [28]. Podle výzkumu Akademie věd má Česká republika reálný potenciál až 2 700 MW s roční produkcí 6 000 GWh. Při současném tempu však dosáhne do roku 2025 Česká republika pouze 800 MW, tj. 1/3 reálného potenciálu této země [28]. ČR má přitom vhodná místa pro výrobu elektrické energie téměř rovnoměrně rozložena po celém území. Od 1. ledna 2010 nabyl účinnost Energetický regulační řád. Z této změny vyplývá, že od 1. ledna 2010 byla schválena cenová regulace z obnovitelných zdrojů o 5%. Pro elektřinu vyrobenou z obnovitelných zdrojů energie platí od tohoto roku jiné výkupní ceny i zelené bonusy. Výkupní ceny se uplatňují za elektřinu naměřenou a dodanou v předávacím místě výrobny elektřiny a sítě provozovatele distribuční soustavy nebo provozovatele distribuční soustavy nebo provozovatele přenosové soustavy, která 38

vstupuje do zúčtování odchylek subjektu zúčtování odpovědného za ztráty v přenosové soustavě. Zelené bonusy se uplatňují za elektřinu naměřenou a dodanou v předávacím místě výrobny elektřiny a sítě provozovatele distribuční soustavy nebo přenosové soustavy a dodanou výrobcem obchodníkovi s elektřinou nebo zákazníkovi a dále za ostatní vlastní spotřebu elektřiny. Zelené bonusy se neuplatňují za technologickou vlastní spotřebu [33]. Výkupních ceny a zelené bonusy od roku 2004 klesají (tabulka 3). Postup snižování těchto cen je evidentní z grafu 1. Tabulka 3. Vývoj výkupních cen [33] Datum uvedení do výkupní zelené provozu ceny bonusy 2010 2 230 1 830 2009 2 390 1 990 2008 2 610 2 210 2007 2 680 2 280 2006 2 730 2 330 2005 2 990 2 590 2004 3 140 2 740 Před 2004 3 480 3 080 Graf 1: Vývoj výkupních cen 39

Obrázek 15. Přehled větrných elektráren s výkonem nad 100 kw květen 2009 40

13. VĚTRNÉ ELEKTRÁRNY V EVROPSKÉ UNII A VE SVĚTĚ Využívání energie větru ve členských státech Evropské unie a v celém světě vzrůstá. Jen v roce 2008 bylo v Evropě instalováno 8 684 MW výkonu z tohoto obnovitelného zdroje a v roce 2009 pak dalších 10 526 MW. Celkem byl v evropských zemích v roce 2009 instalovaný výkon větrných elektráren 76 143 MW. Dosažený výkon větrných elektráren v roce 2009 je uveden v tabulce 4, která je součástí přílohy. Investice do nových větrných farem v roce 2009 dosáhla výše 13 miliard, včetně 1,5 miliardy do větrných elektráren v moři [35]. V přímořských státech se nejvíce využívají větrné elektrárny Offshore. Nejvíce instalovaného výkonu z větrné energie v roce 2008 dosáhlo USA a to 8350 MW (tabulka 5). Největší větrný park v Evropě se nachází ve Skotsku a jedná se o nejrozsáhlejší komplex větrných elektráren na souši v rámci Evropy. Areál má 140 turbín a nachází se ve Whitelee v okrese Lanarkshire a jeho kapacita je 322 MW, které mohou zásobovat elektřinou až 180 000 domácností. Dokonce bylo prvním ministrem skotské vlády oznámeno, že tento park by měl být rozšířen o dalších 36 turbín s kapacitou 130 MW [36]. 13.1 Offshore Jedná se o větrné elektrárny, které jsou určeny k výstavbě na mořském pobřeží anebo přímo do moře nad úrovní hladiny. Tyto elektrárny nemají omezení při transportu listů, a proto již dnes mohou dosahovat výkonu 4,5 6 MW s průměrem až 126 m. V dnešní době však již probíhají testy u generátorů s výkonem 8 10 MW a průměrem až 150 m. Podmínky pro výstavbu takovéto elektrárny je místo, kde je vysoká hustota ovzduší a je zde dostatečně vysoká rychlost větru. Na pevnině dosahují větrné parky průměrně 25 30% roční výroby energie, kdežto větrné parky umístěné ve vodní ploše až 35 50%. Předpokládá se, že tyto větrné parky budou v budoucnosti v přímořských státech využívány prioritně, na rozdíl od větrných elektráren, umístěných na pevnině. Jejich nevýhodou je však vysoká pořizovací cena. Instalovány jsou především v Dánsku, Velké Británii, Belgii, Švédsku, Nizozemí a Irsku. 41

Obrázek 16. Větrné elektrárny Dánsko [37] Tabulka 5. Instalovaný výkon větrných elektráren ve světě k 31.12.2008 [38] Instalovaný výkon Přírůstek 2008 Pořadí Stát 31.12.2008 (MW) (MW) 1. USA 25 170 8350 2. Německo 23 903 1665 3. Španělsko 16 754 1609 4. Čína 12 210 6 300 5. Indie 9 645 1 800 6. Itálie 3 736 1 010 7. Francie 3 404 950 8. Velká Británie 3 241 836 9. Dánsko 3 180 77 10. Portugalsko 2 862 72 Ostatní země celkem 16 693 Země "top ten" celkem 104 104 Svět celkem 120 798 42

14. ZÁVĚR V roce 2008 byla podle Statistiky Evropské asociace větrné energie (EWEA) stavba větrných elektráren v Evropě na prvním místě ve výstavbě zařízení pro výrobu alternativní energie. Jedná se ovšem pouze o teoretické statistiky, neboť větrné elektrárny nikdy nepracují na maximální výkon. Jejich schopnost vyrábět energii je mezi ostatními obnovitelnými zdroji nejnižší. Nejvíce větrných elektráren v Evropě se v roce 2009 postavilo ve Španělsku a to celkem 2 459 MW. Výkon instalovaných větrných elektráren v České republice v roce 2009 byl 44 MW. Evropská unie očekává, že v roce 2020 stoupne výroba elektřiny z větru na 477 TWh oproti 82 TWh v roce 2006. Největší část by měla být vyrobena v offshorových elektrárnách, které jsou nejvíce perspektivní. Z důvodu zvyšování výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů byla naše vláda nucena snížit jejich výkupní ceny. V roce 2010 jsou výkupní ceny za 1 MWh pouze 2 230 Kč za MWh, což je o 1 250 Kč za MWh méně, než u zařízení instalovaných před rokem 2004. Cena za zelené bonusy je v roce 2010 za 1 MWh 1 830 Kč, tedy opět o 1 250 Kč za MWh méně. V místech, kde není možnost připojení k elektrické síti, je v dnešní době možností instalovat větrné mikroturbíny, které mají dostatečný výkon pro spotřebu samostatného objektu. Jsou vhodné především pro rekreační oblasti. Z důvodu nestabilnosti rychlosti větru je třeba, aby byly k výrobě elektrické energie využívány i jiné zdroje energie. Jak již bylo v této bakalářské práci vedeno, existuje spousta obnovitelných zdrojů energie, které mohou být společně s větrnými elektrárnami využívány. Podle mého názoru by se tyto zdroje měly upřednostňovat před konvenčními zdroji, jako např. uhelné nebo jaderné elektrárny. Energie větru se však může využívat i při výrobě vodíku. Např. na norském ostrůvku Utsira se přebytek energie z větru využívá k výrobě vodíku a naopak nedostatek se reguluje pomocí záložních akumulátorů. Tím se stává Utsira energeticky soběstačnou. 43

15. POUŽITÁ LITERATURA [1] VRTEK M., 2002: Energie a její transformace. [online] [cit. 2010-10-4]. Dostupné na: <http://www.vosaspsekrizik.cz/cs/download/studium/sps/elektroenergetika/energiea-jeji-transformace>. [2] CENEK M. a kol., 2001: Obnovitelné zdroje energie. 2. vyd. Praha: FCC PUBLIC s.r.o., Kapitola 6.2, Vítr-přírodní energetický zdroj, s. 92-94. [3] Energie větru. [online] [cit. 2010-10-4]. Dostupné na: <http://www.energ.cz/index.php/component/content/article/20-energ-/62-energie-vtru>. [4.] Windstrom. [online] [cit. 2010-4-10]. Dostupné na: <http://www.windstorm.estranky.cz/fotoalbum/nezarazene/vetrna-mapa-cr/original/3>. [5] LINHART L., 2008-10-16: Energie bez hranic. [online] [cit. 4. 4. 2010]. Dostupné na: <http://www.asb-portal.cz/analyzy/energetika/energie-bez-hranic-769.html>. [5] VESELÝ P., 2005-12-12: Větrné mlýny v českých zemích. [online] [cit. 4. 4. 2010]. Dostupné na: <http://www.povetrnik.cz/rs/view.php?cisloclanku=2005121201>. [6] Větrná elektrárna. [online] [cit. 2010-4-4]. Dostupné na : <http://www.quido.cz/objevy/vitr.htm>. [7] Z historie větrných elektráren. [online] [cit. 2010-4-4]. Dostupné na : <http://www.odbornecasopisy.cz/index.php?id_document=26559>. [8] Systémy regulace. [online] [cit. 2010-4-16]. Dostupné na : <http://www.vetrnaenergie.cz/energie-zivlu/vetrna-energie_9/systemy-regulace_27>. [9] Impel spol. s.r.o., Hlavní výhody turbín s vertikální osou otáčení VAWT. [online] [cit. 2010-4-19]. Dostupné na: <http://www.impel.cz/vetrne_elektrarny/>. [10] EnviWeb, 2009-11-15: Větrné elektrárny. [online] [cit. 2010-4-14]. Dostupné na : <http://www.enviweb.cz/clanek/energie/79312/vetrne-elektrarny>. [11] PETERKA J., 2005: Savoniův větrný motor, Alternativní energie, roč.viii., č. 2, s. 30. [12] Stavba větrné elektrárny pro potřeby domácností. [online] [cit. 2010-4-10]. Dostupné na : <http://domaci-radce.ic.cz/index.php?id=2&n=stavba-vetrne-elektrarnypro-potreby-domacnosti>. [13] Fyzika větru aneb ano či ne větrným elektrárnám. [online] [cit. 2010-4-20]. Dostupné na : <http://fyzsem.fjfi.cvut.cz/2009-2010/zima09/doprovod/fyzvetru.pdf>. 44

[14] Větrná energie. [online] [cit. 2010-4-7]. Dostupné na : <http://sf.zcu.cz/rocnik07/cislomm/1-4def.html>. [15] Sway to develop a 10 MW offshore wind turbine with fading from Enova, 2010-2-15: [online] [cit. 2010-4-10]. Dostupné na : <http://www.renewbl.com/2010/02/15/sway-to-develop-a-10-mw-offshore-windturbine-with-funding-from-enova.html>. [16] JURKA R., 2009-3-18. Největší turbína na světě. [online] [cit. 2010-4-10]. Dostupné na: <http://www.mmspektrum.com/clanek/nejvetsi-vetrna-turbina-na-svete>. [17] Česká společnost pro větrnou energii, 2010-1-8: Ocelový tubusový stožár. [online] [cit. 2010-4-13]. Dostupné na: <http://www.csve.cz/cz/clanky/ocelovy-tubusovystozar/229>. [18] Hnutí duha. Pověra: Jsou hlučné. [online] [cit. 2010-4-10]. Dostupné na: <http://www.hnutiduha.cz/vitr/hluk.php>. [19] Fungování větrných elektráren. [online] [cit. 2010-4-10]. Dostupné na: <http://www.cez.cz/cs/vyroba-elektriny/obnovitelne-zdroje/vitr/flash-model-jakfunguje-vetrna-elektrarna.html>. [20] NAŘĺZENĺ VLÁDY ze dne 27. listopadu 2000 o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací. [online] [cit. 2010-04-10]. Dostupné na: <http://www.sagit.cz/pages/sbirkatxt.asp?zdroj=sb00502&cd=76&typ=r>. [21] JIRÁSKA J., 2008-12-17. Hluk větrných elektráren. [online] [cit. 2010-04-10]. Dostupné na: <http://www.zupu.cz/index.php?pid=77>. [22] Mýtus: Větrné elektrárny zabíjejí ptáky a plaší zvěř. 2007-08-06 [online] [cit. 2010-04-10]. Dostupné na: < http://www.hbl.cz/view.php?cisloclanku=2007080602>. [23] Hnutí duha. Pověra: Zabíjejí ptáky a plaší zvěř. [online] [cit. 2010-04-10]. Dostupné na: <http://www.hnutiduha.cz/vitr/ptaci.php>. [24] KV VENTI. Větrné elektrárny a zvěř. [online] [cit. 2010-04-12]. Dostupné na: <http://www.vetrnaelektrarna.cz/veazver.html>. [25] Větrné elektrárny: mýty a fakta. [online] [cit. 2010-04-12]. Dostupné na: < http://www.calla.cz/data/energetika/vitr/index.php?show=7>. [26] PÁVEK P., 2004-07-03: Jak fungují jindřichovické větrné elektrárny? [online] [cit. 2010-04-12]. Dostupné na <http://www.jindrichovice.cz/cs/web/obec/rozvoj/vetrneelektrarny/000185_jak-funguji-jindrichovicke-vetrne-elektrarny.php>. 45