• Přírodní podmínky v ČR
• Dopad na životní prostředí
• Rozdělení větrných elektráren
• Přednosti a nevýhody
• Před započetím stavby
• Budoucnost větrných elektráren

Přírodní podmínky ČR

Česká republika je vnitrozemský stát s typicky kontinentálním klimatem, které se projevuje významným sezónním kolísáním rychlostí a směru větru (turbulence). Příčinou je zejména globální vzdušné proudění typické pro severní a střední Evropu.

Nejdůležitějším parametrem ovlivňujícím využití větrné energie je jeho rychlost, která se udává v m/s, a je závislá na mnoha faktorech. Čím je povrch hladší, tím je rychlost větru vyšší. Členitost terénu a překážky
v cestě proudění (stavby, kopce…) vítr zpomalují. Také druh povrchu (tráva, les, vodní hladina, sníh apod.) mají určitý vliv. Dále nadmořská výška – s jejím nárůstem se rychlost větru zvyšuje. Je velký rozdíl mezi rychlostí větru ve výšce 10 m a 100 m nad terénem. Pro praktické využití energie větru jsou zajímavé výšky od 40 m nad zemským povrchem.

Pozn.: Průměrná sezónní rychlost větru na podzim [m/s].

Zdroj: Atlas podnebí Česka; vydal ČHMÚ

Větrné elektrárny a životní prostředí

Větrné elektrárny se staly symbolem ekologické výroby elektřiny. Někdy jim však byl vyčítán hluk, stroboskopický efekt (odraz Slunce), rušení zvěře nebo rušení televizního signálu. Současné elektrárny jsou však mnohem modernější než byly např. před deseti lety, a pokud jsou i vhodně umístěny, k těmto problémům již nedochází. Hluk současných strojů je poměrně nízký. Hluková studie je nutná ke stavebnímu povolení
– nejvyšší přípustná hladina hluku na obytném území je ve dne 50 dB a v noci 40 dB. (Pozn.: moderní větrná elektrárna ve vzdálenosti 200 metrů vydává při rychlosti větru 6-7 m/s přibližně shodný hluk jako stejně vzdálený les!)

Největším problémem je v dnešní době estetické narušení přírodního rázu krajiny. Trend stavět stále větší stroje vede k tomu, že jejich počet se snižuje, ale současně jsou více vidět. Proto mají větrné elektrárny stále své odpůrce. Stožáry se však mohou využívat i druhotně, a to jako např. vysílače pro telekomunikační sítě.

Rozdělení větrných elektráren

• Systémy nezávislé na rozvodné síti (grid-off), tedy autonomní systémy, slouží objektům, které nemají možnost se připojit k rozvodné síti. Zde se obvykle používají mikroelektrárny s výkonem 0,1-5 kW. V objektu pak může být buď rozvod stejnosměrného proudu s nízkým napětím (12 nebo 24 V), nebo je v systému zapojen ještě střídač pro dodávku střídavého proudu 230 V. Takový objekt je nutno vybavit energeticky úspornými spotřebiči. Autonomní systémy bývají často doplněny fotovoltaickými panely pro letní období, kdy je méně větru, ale více sluníčka.

  Pozn.: Můžeme se také setkat s myšlenkou využít větrnou energii k vytápění rodinného domu nebo chaty. Toto využití je trochu problematické. Dům pro bydlení by měl stát na místě chráněném před větrem. Větrná elektrárna naopak potřebuje větru co nejvíce. Nízko nad zemí je vzduch bržděn stromy, domy a dalšími překážkami, takže je nutno umístit turbínu na co nejvyšší stožár. Kabel mezi domem a elektrárnou zvyšuje náklady; pokud by měl vést přes cizí pozemky, může jít o nepřekonatelnou překážku.

• Systémy dodávající energii do rozvodné sítě (grid-on) jsou nejrozšířenější a používají se v oblastech
  s velkým větrným potenciálem. Slouží téměř výhradně pro komerční výrobu elektřiny. Velké větrné elektrárny mají asynchronní generátor, který dodává střídavý proud většinou o napětí 660 V, a tudíž nemohou pracovat jako autonomní zdroje energie. Elektrárny velkých výkonů (300-3.000 kW) jsou určeny k dodávce energie do veřejné rozvodné sítě, mají průměr rotoru 40-80 m a věž o výšce více než 80 m.

Přednosti

• výroba „čisté“ energie bez škodlivých emisí a odpadů
• nevyužívají fosilní paliva
• ekonomický přínos pro obce – podíl na zisku
• zájem turistů – např. v Dánsku se pořádají výlety lodí na mořskou větrnou farmu Middelgrunden nedaleko Kodaně, nebo poblíž Vídně můžeme navštívit elektrárnu, která má pod vrtulí i vyhlídkovou plošinu
• konstantní výkupná cena po dobu 20 let od spuštění
• zelené bonusy, dotace

Nevýhody

• technicky náročné, finančně nákladné stavby
• nerovnoměrnost dodávky
• lokalita – energetické využití větru má smysl jen tam, kde vítr dosahuje průměrné rychlosti nad 5 m/s
  – malé stroje začínají pracovat již při rychlostech okolo 4 m/s, ale jejich výkon je velmi malý. Největšího výkonu dosahuje elektrárna při rychlostech větru kolem 10 m/s. Energie větru totiž roste se třetí mocninou rychlosti, takže např. vítr o rychlosti 5 m/s má dvakrát více energie než při rychlosti 4 m/s.
• návratnost – nedá se přesně určit (závisí na síle větru)
• možnost poškození náhlým silným větrem – při rychlosti kolem 20 m/s je obvykle nutno elektrárnu zastavit (zabrzdit vrtuli), aby nedošlo k havárii
• estetické narušení krajiny

Před započetím stavby je třeba zvážit:

• průměrné parametry větru pro danou lokalitu - měření rychlosti a směru větru se provádí
  v meteorologických stanicích ČHMÚ. Tyto hodnoty však průměrují velkou oblast (v ČR je cca 200 stanic), proto je nutné provést měření, které by mělo trvat alespoň jeden rok, i přímo v dané lokalitě.
• překážky, které způsobují turbulenci a brání laminárnímu proudění větru (porosty, stromy, stavby, budovy)
• lokální nepříznivé meteorologické jevy (např. námrazy způsobující odstávky)
• nadmořská výška
• možnost umístění vhodné technologie – geologické podmínky, dostupnost lokality, vzdálenost od přípojky (VN nebo VVN), vzdálenost od obydlí, míra zásahu do okolní přírody
• majetkoprávní vztahy k pozemku
• postoj místních úřadů, občanů

Budoucnost větrných elektráren

Trendem je výstavba stále větších strojů (průměr rotoru 40-100 m a stožár o výšce více než 100 m), s výkonem 0,85–2,5 MW. Důvodem jsou nižší měrné náklady na výrobu energie a maximální využití lokalit, kterých je omezený počet. Ve vnitrozemí se staví stroje s výkonem 100-2.000 kW. Na moři (poblíž pobřeží) se využívají turbíny s výkonem až 5 MW. Naopak starší vnitrozemské elektrárny s výkony do 200 kW se demontují
a nahrazují silnějšími, i když jsou ještě provozuschopné.

Ve světě je využití síly větru již velmi rozšířené a oblíbené (např. Německo, Španělsko, Dánsko). Potenciál větrné energie v ČR se odhaduje na 4.000 GWh ročně, což by pokrylo cca 4 % celkové spotřeby elektřiny.