přeskočit na hlavní obsah

Větrné elektrárny míří na moře

/up/images/featured/images/vetrne_elektrarny_more_pobrezi_069.png

Obsazené větrné lokality na pevnině, dostatek zkušeností pro stavbu spolehlivých, bezpečných a velkých větrných elektráren pro excelentní, občas až nadměrné větrné podmínky a také zkušenosti z prvních - z dnešního pohledu nepříliš smělých krůčků při využívání příbřežních větrných elektráren na mořských mělčinách na dohled od pevniny umožnily plánování i realizaci mnohem smělejších projektů stavby tzv. offshore větrných farem nejen na mělčinách, ale perspektivně i na větších hloubkách. I tento obor využívání větrné energie se v posledních letech v přímořských zemích bouřlivě rozvíjí a přináší některá překvapivá řešení. Nejde přitom jen o energetický výkon „mořských“ variant velkých větrných elektráren, ale i o jejich umisťování a kotvení na místě provozu.

Je zajímavé, že již myšlenka o stavbě větrných elektráren na moři je skoro stejně stará, jako první větrné elektrárny s výkony v řádu pouhých desítek kW. Již na přelomu 70. a 80.let totiž postavila firma Nordtank v Dánsku na východním pobřeží Jutského poloostrova u Ebeltoftu „polomořskou“ větrnou farmu se 16 stroji po 65 kW instalovaného výkonu. Větrné elektrárny byly postaveny na umělém kamenném molu, vybíhajícím několik stovek metrů do moře. Poněkud větší stroje pak postavili Dánové i na okraji Kodaně, na severním cípu ostrova Amager. Také tyto elektrárny větrné farmy Lynetten (Bonus, 6 x 600 kW) jsou postaveny na kamenných hrázích a je možné je vidět přes záliv i od nejznámějšího symbolu Kodaně - Malé mořské víly. Dánsko bylo průkopníkem a v současné době je i lídrem ve stavbě mořských větrných parků.

TROCHA HISTORIE

Již začátkem devadesátých let minulého století však byly postaveny opravdové „offshore“ větrné parky, jejichž elektrárny ční přímo z moře v místech mělčin. První taková farma byla postavena severně od pobřežní ostrova Lolland, proti městečku Vindeby. Tato skupina 11 větrných elektráren Bonus s výkonem po 450 kW zahájila provoz v říjnu roku 1991 a roční produkce energie z této lokality činí průměrně 10,6 mil. kWh. Roční využití instalovaného výkonu se na této farmě blížilo 25 % a potvrdilo tak naděje,které do projektů offshore větrných parků odborníci vkládali, že totiž využijí lepších větrných poměrů nad mořskou hladinou, než jsou větrné poměry na souši, ovlivňované nejen konfigurací a reliéfem terénu, ale také tzv. drsností povrchu. Tyto skutečnosti mají vliv na „kvalitu“ větru nejen co se jeho rychlosti týká, ale i z pohledu jeho nepravidelností až turbulencí.

Jak rostly výkony běžně vyráběných větrných elektráren, které v polovině 90. let překonaly hranici 1 MW a ještě před rokem 2000 se přiblížily i 2 MW, nacházeli pro ně investoři stále častěji perspektivní využití nad mořskou hladinou. Výrobci proto své nejvýkonnější stroje začali již přímo vyrábět v provedení pro takové použití.

POLITICKÁ PODPORA

Impulsem rozvoje mořské větrné energetiky byl dánský vládní program Energy 21, kterým byl stanoven cíl postavit do roku 2030 na mořských lokalitách větrné elektrárny s celkovým instalovaným výkonem 4000 MW. Pro pevninské lokality je předpokládána instalace 1500 MW výkonu. V současnosti je poměr výkonů na souši a na moři opačný - asi 500 MW na moři, 2600 MW na souši. Předpokládaný cíl, rozpracovaný dánským ministerstvem životního prostředí a energetiky (dovedete si představit takové dvojjediné ministerstvo u nás?) bude znamenat plné pokrytí dánské potřeby elektřiny z větru. Výkyvy budou kompenzovány mezi skandinávskými zeměmi, především výkonem hydroelektráren v Norsku a Švédsku. Dánský projekt 4000 větrných MW projekt počítá s investicemi 48 miliard DKK (asi 155 mld. Kč), což bude největší světová investice v tomto oboru.

VÝZVA PRO STROJAŘE I STAVBAŘE

Pro mořské podmínky stavějí největší výrobci větrných elektráren stroje, odvozené od nejvýkonnějších „suchozemských“ typů. Na moři není třeba tolik omezovat například aerodynamické hluky pohybujících se rotorů, což se na souši děje na úkor možného výkonu, nejsou ani další omezení z hlediska limitů a požadavků na životní prostředí. Větrné farmy na mořských mělčinách se naopak mohou stát oázami podmořského života, chráněného před rybolovem. Mořští živočichové naopak takové „zastavěné“ lokality přímo vyhledávají a zabydlují, to je známý jev odpozorovaný u lodních vraků na dně. Předseda svazu dánských výrobců větrných elektráren Karl Gustav Nielsen o programu offshore větrných parků řekl: „Zatímco omezení pro výstavbu na pevnině limitují v řadě případů výstavbu zařízení pouze na jednotlivé stroje nebo jen jejich relativně malé skupiny, mohou velké větrné farmy, postavené na moři dokázat, že energie z větru může ekonomicky soutěžit s energií, vyrobenou v běžných zdrojích.“

Samostatnou kapitolou je stavba, především však uložení a ukotvení elektráren na mořském dně. První větrné farmy byly v mořském dnu kotveny tradičními stavařskými postupy. Unikátní je z tohoto pohledu ale uložení větrných elektráren větrné farmy Middelgrunden v průlivu Oresund, asi 5 km východně a na dohled od Kodaně. Dvacet větrných elektráren Bonus s výkonem po 2 MW bylo na mořském dně uloženo v mírně zaoblené linii dlouhé 3,4 km koncem roku 2000. Základy těchto větrných elektráren přitom nejsou na dně žádným způsobem kotveny, využívají pouze vlastní hmotnosti při uložení na předem urovnanou plošinu na dně. Fundamenty těchto elektráren mají základnu tvořenou masivní železobetonovou deskou průměru 16,7 až 17,6 metru, z niž vyčnívá společně betonovaná užší část, tvarovaná v rovině hladiny tak, aby eliminovala působení ledu, i když průliv Oresund zamrzá jen výjimečně. Výška těchto betonových základů je celkem 8 až 11,3 metru podle konkrétního místa uložení. Na těchto betonových fundamentech byly ještě při jejich stavbě na souši ukotveny první části ocelových tubusů věží větrných elektráren.

Fundamenty byly betonovány v suchém bazénu úctyhodných rozměrů. Při exkurzi České společnosti pro větrnou energii vzáří roku 2000 jsme měli možnost tyto fundamenty vidět (a vyfotografovat) v posledním možném okamžiku, opravdu jen desítky minut před otevřením „vrat“ bazénu a jejich zaplavením. Z bazénu byly fundamenty na vytýčenou lokalitu na mořském dně odváženy speciálním plavidlem a jejich přesné uložení se staraly systémy GPS. Poté následovala montáž druhého a třetího dílu tubusu, gondoly se strojovnou a rotoru pomocí plovoucích jeřábů. Větrné elektrárny mají v tomto případě výšku 60 metrů, průměr jejich rotorů je 76 metrů.

PROVOZ VĚTRNÉHO PARKU NA INTERNETU

Provoz větrného parku Middelgrunden může kdokoliv sledovat přes internet (www.midrdelgrund.com). Na této stránce jsou zobrazeny momentální klimatické podmínky lokality (směr a rychlost větru a teplota) a také okamžitý výkon celého větrného parku a po kliknutí i výkon každé ze dvaceti elektráren, a také některé další údaje o jejím provozu, například počet otáček rotoru, momentální výkon i provozní teploty některých agregátů.

Nechybí ani dlouhodobá bilance provozu -počet hodin, kdy se rotor otáčel a dodané kWh do sítě. I to přispívá k informovanosti veřejnosti o významu získávání elektrické energie z obnovitelného zdroje - větru. Mnoho Dánů považuje tyto větrné elektrárny částečně za své vlastnictví - podíleli se totiž na stavbě tohoto větrného parku zakoupením více než 40 tisíc akcií tohoto projektu po 4250 DKK (asi 16 tis. Kč), s minimálním garantovaným výnosem 7,3 % během prvních deseti let. Akcie pokryly 47 % z celkových investičních nákladů, o zbytek nákladů se podělily elektrárenská společnost SEAS a město Kodaň.

HORNS REV: 160 MW Z MOŘSKÉHO VĚTRU

Prozatím největší mořská větrná farma byla v Dánsku postavena roku 2002 asi 16 km západně od Esbjergu, na mělčině Horns Rev ve vlnách Severního moře. Tvoří ji 80 větrných elektráren Vestas V80-2,0 MW v „offshore“ provedení, v pravidelném rozmístění v 10 řadách po 8 kusech. Celkový instalovaný výkon této větrné farmy je 160 MW a bylo na ní dosaženo v celoroční bilanci i více než 40% využití kapacity! Hodnota kontraktu byla (včetně servisu při provozu) 1 miliarda DKK (3,6 mld. Kč). Investorem je dánská elektrárenská společnost ELSAM, operující na Jutském poloostrově.

Zajímavé je porovnání investičních nákladů a ročního využití kapacity této větrné farmy s výstavbou jaderné elektrárny Temelín. Než byl Temelín spuštěn, spolykal 100 mld. Kč. Tentýž instalovaný výkon „z větru“ by na základě údajů o větrné farmě Horns Rev přišel na méně než 25 mld. Kč. Při 40 % využití instalovaného výkonu na větrných elektrárnách by bylo možné energetický „větrný“ ekvivalent Temelína  postavit za  méně  než  65  mld.  Kč.

Následné provozní náklady jsou pak neporovnatelně výhodnější pro větrné elektrárny: minimální počet zaměstnanců proti tisícovkám v Temelíně, žádné náklady na palivo, jeho transport a žádné problémy co s vyhořelým palivem, několikanásobně rychlejší energetická návratnost větrných elektráren v porovnání s tím, jak dlouho musí jaderná elektrárna vracet do sítě energii, kterou spolykala pro svou vlastní existenci, žádná rizika pro životní prostředí, mizivé riziko totálního výpadku větrné farmy, snadnější údržba a opravy strojůs výkonem 2 MW proti monobloku s výkonem 1000 MW.

6 MW!

Nelze v článku o umísťování větrných parků na mořské lokality pominout nejaktuálnější zprávu z této oblasti: v Německu byla postavena, byť zatím na linii pobřeží, větrná elektrárna s nominálním výkonem 6 MW. Stroj firmy Enercon vychází z předchozího rekordního typu s výkonem 4,5 MW, jehož prototyp byl před dvěma roky postaven nedaleko Magdeburgu. Nebo přesněji: je s ním vizuálně a hlavními rozměry identický. Nová geometrie křídel, program regulace chodu větrné elektrárny a výkonnější generátor s osou ve výšce 124 m umožnily lepší využití větrné energie rotorem průměru 112 metrů. Větrná elektrárna tohoto typu je určena především k provozu na mořských lokalitách a o tom, že firma Enercon myslí svou expanzi na offshore lokality velmi vážně, svědčí mimo jiné i skutečnost, že v Emdenu (nedaleko Cuxhavenu) byla postavena zbrusu nová 380 m dlouhá hala, v níž bude možné sériově vyrábět spodní prefabrikované betonové části stožárů, asi čtvrtinu jejich konečné výšky, pro nejnovější elektrárny. První 6 MW elektrárna byla postavena byla postavena na zkušebním polygonu Larrelter Polder.

Mořské větrné parky však nejsou, jak by se mohlo z tohoto článku zdát, výhradně dánskou záležitostí. K jejich stavbě a provozu v mořích u pobřeží jiných zemí (Německo, Nizozemsko, Velká Británie, USA a možná překvapivě i Norsko) se budeme v Alternativní energii s aktuálními informacemi průběžně vracet.

Břetislav Koč

---

Elektina z mořského větru i pro Českou republiku?

Přestože nás praotec Čech k moři nedovedl, může nás zajímat, jaký výkon ve větrných elektrárnách na moři plánují přímořské státy Evropské unie. Zvláště z toho důvodu, že elektrická energie „z moře“ může v budoucnu zásobovat i země „evropské pětadvacítky“, tedy i naši republiku. Myšlenka je to velmi zajímavá a je důležité se jí do budoucnosti vážně zabývat. Přinášíme proto výtah článku Diskuze na téma „politika pobřeží“ - hlavní problémy, otištěný v časopise Winddirection č. 6/2004.

Co mohou vlády zemí EU udělat, aby podpořily další expanzi výroby pobřežní větrné energie? Autor článku Crispin Aubrey hledá odpověď na pravidelném pracovním setkání odborníků, které se uskutečnilo koncem roku 2004 v Holandsku.

Potenciál pro rozvoj větrné energie z pobřeží kolem Evropy je enormní. Dle odhadu by pobřežní větrné elektrárny mohly vyrobit dostatek elektrické energie pro uspokojení energetických požadavků všech rozšířených členských zemí evropské pětadvacítky (1).

Díky úchvatnému nastartování a realizaci projektů využívání přímořské větrné energie se tato oblast stala hlavním bodem programu naplňování potřebné energetické kapacity Evropy. Z nepatrných čísel realizovaných projektů jsme se na konci roku 2004 dostali na téměř 600 MW energie z přímořského větru (viz tab. 1), což svědčí nejen o lepším využití dostupné větrné energie, ale také o nových možnostech a technologiích v dodávkách elektrické energie.

Stanovené cíle a počet přidělených licencí Evropských států jasně ukazují na očekávaný vzestup tohoto trhu během následujících 20 - 25 let. Předních osm zemí s přímořskými větrnými elektrárnami - Dánsko, Švédsko, Německo, Anglie, Irsko, Francie, Holandsko a Belgie - si během následujících 25 let klade za cíl navýšit získávanou energii z přímořských zdrojů na více než 50 GW (viz tab. 2). Cílem Evropské asociace větrné energie je dokonce přes 70 GW instalovaných do roku 2020.

Nicméně zkušenosti s pobřežní větrnou energií jsou stále ještě relativně limitované. Zpráva uvádí, že vybudovaných je zatím jen pět projektů (Horns Rev, Nysted, North Hoyle, Arklow Bank a Scroby Sands) a tyto je možné považovat za reprezentanty budoucích pobřežních větrných farem.

Rozsah kapitálových výdajů pro kompletní projekty bohužel poukazuje na skutečnost, že stavby na volném moři jsou mnohem nákladnější než stavby na pevné zemi. Zalití základů na mořském dně a cena kabeláže jsou dva hlavní body, které náklady stavby na širém moři navyšují.

Zpráva dále uvádí, že kapitálové výdaje pro instalaci čtyř největších mořských projektů jsou zhruba 1,7 až 1,9 milionu EUR/1 MW. Naproti tomu investice do stavby na pevné zemi vychází zhruba do 1 milionu EUR/1 MW. Provoz a údržba zařízení pak představují dalších 105 000 EUR na jednu elektrárnu za rok. Je to jako „jít proti větru“, nicméně silnější a lépe předvídatelné větrné režimy na moři ve skutečnosti znamenají, že výkon instalované MW může být o 40 % vyšší než elektrárny na pevné zemi. I tady se však s růstem realizovaných pobřežních větrných elektráren očekává snížení nákladů, stejně jako tomu bylo s výdaji na vybudování větrných elektráren na pevné zemi.

Vláda Velké Británie předpokládá během následujících 5ti let pokles nákladů až o 5 %. Projekty Německého výzkumného institutu ISET naznačují, že pokud dojde k expanzi tohoto přímořského průmyslu, klesnou náklady během následujících 20ti let až o 40 %.

Sporné body

Růst tohoto odvětví s sebou přináší také celou řadu dalších problémů, které budou předmětem diskusí této konference. Jedná se hlavně o fi nance, rozdělení pobřežních oblastí a v neposlední řadě také o integraci rozvodné sítě a monitorování stavu životního prostředí.

Než se postaví větrná elektrárna na moři, musí být řešeno několik problematických bodů, jako např. volba staveniště, získání platného povolení ke stavbě či rozdělení pobřežní oblasti.

Do 12 mil (22,2 km) od pobřeží země uděluje práva k výstavbě přímořské větrné elektrárny příslušný úřad dané země. Za touto hranicí, ačkoliv většina zemí má tuto oblast deklarovanou jako EEZ (ekonomická exkluzivní zóna), je už právní nejistota v možnostech, jak s touto oblastí zacházet a co vše je zde povolené. Je třeba se rovněž vyvarovat investičních společností domáhajících se práv na využití jednotlivých mořských ploch, které pro tuto plochu nemají prokazatelný investiční záměr nebo v projektu dále nepokračují.

V technologii používané k výrobě energie z přímořských větrných elektráren je třeba vyvinout nové turbíny, které svým výkonem půjdou až za hranici současných turbín instalovaných na souši. Ve vývoji jsou již turbíny pro přímořské elektrárny s výkonem 3 MW až 5 MW, nicméně zatím jsou předmětem dalšího zkoumání a testování.

Stejně jako všechny tyto technické problémy, jsou důležitým problémem i fi nance. Jak jednoduché by bylo navýšit poskytnuté dotace požadované na výstavbu nového většího projektu přímořských elektráren s výkonem 100 MW s cílem realizace v průběhu příštího desetiletí. Kromě např. Německa, které má jasně stanovenou politiku podpory těchto projektů včetně jasných a trvalých dotací pro projekty přímořských elektráren, je zde třeba Anglie s principem založeným na vydání obligací, naproti tomu Dánsko si pro svůj rozvoj programu výstavby přímořských elektráren vybralo metodu konkurenčních nabídek, doplněných o státní příspěvky na propojení elektrické sítě. Ze zprávy dále vyplývá, že nejdůležitějším faktorem pro rádoby investory je jak přesně dokáží určit velikost a význam jakéhokoliv rizika.

Integrace elektrické sítě

Nástup výstavby větších přímořských elektráren na pobřežích Evropy posunul problematiku integrace elektrické sítě do nové dimenze. Nejenže elektrická síť očekává více dodávek elektrické energie od stále většího počtu větrných elektráren v místech, kde pro to nebyla navržená, ale hlavně se tyto dodávky musí sjednotit do takového systému řízení elektrické sítě, který je schopen zvládnout náhlé výpadky způsobené nestabilitou větrné energie.

Poslední zkušenosti z Německa a Dánska ukazují, že současná elektrická síť dokáže zvládnout velké množství připojených větrných elektráren za předpokladu využití nástrojů prognózy a předvídání. Zpráva z konference uvádí pro příklad společnost Eltra, která zvládá celou západní polovinu Dánské rozvodné sítě a to včetně větrné farmy na pobřeží Horns Rev. Třicet procent elektrické produkce v západním Dánsku pochází z větrné energie. Dle společnosti Eltra celý projekt přímořských elektráren vypadá stále více jako elektrárny, integrované do jedné sítě, stejně jako elektrárny klasické.

Je zřejmé, že další navýšení investic přinese také nutnost zlepšení vnitrostátní a mezinárodní rozvodné soustavy. Zpráva dále uvádí, že potřeba výstavby nových elektrických soustav, které budou schopny exportovat energii z oblastí s velkým výskytem přímořských elektráren, je začátkem pro distribuci energie dále do Evropy. S touto skutečností jsou spojeny velké náklady a na začátku se může ukázat, že tyto náklady budou větší než náklady spojené s propojením soustavy běžných elektráren. To se ale ukáže až porovnáním těchto nákladů s náklady spojenými na přebudování a rozšíření existující rozvodné soustavy, které by v každém případě bylo potřeba vynaložit na údržbu a vývoj této soustavy. V kontextu s tímto by se rovněž měly porovnat náklady na dodávku ropy a plynu ze stále více vzdálených oblastí a rostoucí náklady spojené s čím dál tím dražší těžbou v těchto oblastech.

Jak správně poukázala Dánská organizace Senter-Novem, je nutné najít odpověď na otázku kdo bude zodpovědný za další výstavbu rozvodné sítě. Poprvé zde na poli liberalizovaného trhu řešíme tak důležitou otázku, jakou je nalezení řešení zdroje fi nancování rozšíření distribuční sítě k místům nových přímořských větrných elektráren. Pro klasické elektrárny jsme tuto otázku před tím nikdy neřešili - distribuční síť se prostě postavila.

Integrace distribučních sítí je hlavním cílem TSO (Transmission System Operators) a nepředstavuje technický problém. Je to jenom jedna z věcí, které se musí řešit. Kdo je za to zodpovědný a kdo vše zaplatí zůstává nadále otázkou. Měla by to být povinnost operátorů distribuční sítě, měla by se o to také postarat vláda. Bude však mít výstavba distribuční sítě do míst výstavby přímořských větrných elektráren stále stejnou prioritu, jak je tomu již v řadě Evropských států?

Problematika dopadu výstavby přímořských větrných elektráren je sice rozdílnější, ale v porovnání s problematikou výstavby sítě je více cílená. Od většiny doposud vybudovaných přímořských středisek se očekávalo, že se pustí do rozsáhlých výzkumů od potencionálního dopadu na život ptactva až po dopad na život ryb. COD (organizace zajišťující rozmístění pobřežních elektráren; spojuje již osm států EU) má ve své databázi v současné době registrováno na 161 zpráv a výzkumných projektů.

Tento měsíc se v Dánském městě Billund uskutečnila dvoudenní konference, na které byly veřejnosti představeny první výsledky studie o vlivu 160MW větrných elektráren na okolní prostředí. Závěry této studie budou mít vliv na další výstavbu pobřežních větrných elektráren v Dánsku.

Jak pan Senter-Novem poznamenal, výstavba pobřežních větrných elektráren musí překonat rozsáhlá ustanovení, která jsou často časově a fi nančně hodně náročná. Říká se, že od chvíle, kdy se v Dánsku začala realizovat celá řada takovýchto programů, Holandsko a Velká Británie tvrdí, že to měly být právě ony, kdo měl představit program vlivu výstavby pobřežních elektráren na mořské okolí. Pro další projekty by se všichni rádi dočkali situace, kdy stavitelé budou muset splnit podmínky dané právě pro přesně určenou lokalitu.

Dalším krokem bylo zavedení používání ustanovení o strategickém vlivu pobřežních větrných elektráren na prostředí ještě dříve, než je daná oblast nabídnuta stavitelům k vybudování větrných elektráren. Stejně tomu bylo například ve Velké Británii, kde východní a západní pobřeží tří vybraných mořských lokalit bylo nejdříve posouzeno pro energetický přínos až do 7 200 MW.

Priority vlády

Co mohou členové EU udělat pro to, aby se alespoň některé z těchto problémů vyřešily a hranice získávání energie z větru na pobřeží se mohly posunout opět o kus dál? Na konferenci se bude projednávat řada důležitých otázek, především je třeba udělat řadu rozhodnutí v oblastech licencování, inovace, fi nancování, vlivu na prostředí a začlenění do energetické distribuční sítě. V závislosti na výsledcích jednání této konference pak už bude jen na ministrech energetiky EU, zda-li těmto závěrům dají i oni zelenou.

- Provozované větrné farmy na moři kolem Evropy
- Stavba VE na moři
- Tab.1 Provozované větrné kapacity na moři kolem Evropy dle obr. 1
- Odhad poptávky po větrné energii z moře v EU v letech 2004 – 2020
- Tab. 2 Plány a cíle zemí EU s větrnou energií z moře

Literatura: Garrad Hassan, Germanischer Lloyd: Study of Offshore Wind Energy in the EC, 1995

Přeložil a zkrátil: Ing. Jaromír Peterka

---

Větrné elektrárny míří na moře II

Zdá se, že vývoj větrných elektráren určených k nstalaci na pevnině, pokud jde o jejich velikost, již skoro narazil na hranice reálných možností. Stroje s výkonem 5 - 6 MW již dosahují výšky stožárů i průměru rotorů kolem hranice 120 metrů. Největším problémem a limitem pro umísťování takových strojů jsou hmotnost jednotlivých dílů, schopnosti současné techniky zvednout je do potřebné výšky a také možnosti transportu listů.

Vždyť i v případě 4,5 MW elektrárny Enercon E-112 u Egelnu, nedaleko Magdeburgu (SRN), bylo třeba jejich listy k místu stavby - i v rovinaté krajině této části Německa - dopravit nejprve lodí po vnitrozemském kanálu a pak bylo nutno vytvořit novou cestu v délce 300 metrů a její povrch zpevnit ocelovými pláty.

S výškou elektráren a hmotností jejich dílů rostou nejen problémy s dopravou komponentů, zvláště v členitém nebo horském terénu, ale také možnostmi dostat na místo stavby i potřebné jeřáby. Rotory je nutno pro dodržení zejména hlukových limitů a dalších ekologických hledisek při provozu výkonově omezovat a snaha o větší a vyšší stroje se tak stává částečně kontraproduktivní, není-li možné využít zcela potenciálu lokality a technických hranic konkrétního stroje.

Je totiž například v možnostech již zmíněného stroje E-112 při stejných rozměrech, ale bez nutnosti dodržet omezení a limity pro provoz na pevnině, dosáhnout výkonu až 6 MW. Takových variant již bylo několik postaveno a jsou určeny pro provoz „offshore“ - na mořských mělčinách, ve vzdálenosti až několika desítek kilometrů od pobřeží.

Průkopníkem „offshore“ elektráren bylo Dánsko

Se stavbou větrných elektráren na mořských mělčinách začalo Dánsko. Na souši totiž byly příznivé lokality již většinou obsazeny a dochází už jen k obměně techniky a k náhradě výkonnějšími elektrárnami na nejlepších stanovištích. Je zajímavé, že první pokusy s využitím „polomořských“ lokalit přišly v této zemi současně s produkcí prvních elektráren, jejichž výkony se blížily hranici 100 kW na přelomu 80. a 90. let minulého století. Na pobřeží Jutského poloostrova tak bylo na uměle vytvořeném kamenném molu, vybíhajícím několik stovek metrů do vod Baltu asi 20 km západně od Arhusu, postaveno 16 elektráren Nordtank s výkonem po 80 kW.

Podobným způsobem - na umělé kamenné hrázi - bylo postaveno v devadesátých letech 6 větrných elektráren Bonus 600 kW na cípu ostrova Amager u Kodaně. Pak již ale projektanti zamířili přímo na moře. První taková opravdu „offshore“ větrná farma 11 větrných elektráren Bonus 450 kW zahájila provoz roku 1991 severně od obce Vindeby (ostro v Loland).

Roku 2000 byly zveřejněny záměry o další expanzi větrné energetiky na mořské lokality. Současné offshore elektrárny na dánských mořských lokalitách již překročily hranici 200 MW instalovaného výkonu a do roku 2030 chce Dánsko mít na mořích až 4000 MW výkonu z větru.

Návštěvník Dánska se pravděpodobně nejčastěji setká s větrnými elektrárnami Middelgrunden Vindmollepark, postavenými koncem roku 2000 v průlivu Oresund, asi 3 km od pobřeží a 8 km východně od centra Kodaně. Tuto větrnou farmu tvoří 20 větrných elektráren Bonus v úpravě pro mořské lokality s výkonem po 2 MW. Elektrárny jsou umístěny v severojižní linii a jejich vzájemné rozestupy jsou nečekaně malé, 182 metrů. Elektrárny jsou doslova posazeny na urovnané dno v hloubce kolem 10 metrů a „kotveny“ jsou pouze gravitačně, hmotností vlastního železobetonového fundamentu, vážícího 1660 tun. Provoz těchto elektráren je možné běžně sledovat na internetu (www.middelgrund.com). V sekci „online - park view“ běží neustále aktualizovaná animace provozu dvaceti „větrníčků“, s údaji o směru a rychlosti větru v průlivu, s momentálním výkonem každé z elektráren i s výkonem celé větrné farmy. V dalších sekcích je možné zjistit statistiku provozu každé elektrárny i celé farmy od jejich spuštění po měsíčních intervalech i v celkových součtech až po současný stav.

V současnosti největší dánskou i světovou offshore větrnou farmou je Horns Rev - instalace 80 větrných elektráren 2 MW elektráren Vestas ve vlnách Severního moře, asi 35 km západně od Esbjergu, nebo 20 km od nejzápadnějšího cípu dánské pevniny, mysu s majákem Blavands Huk, v němž je i expozice o mořské větrné farmě. Zkušenosti z tříletého provozu potvrzují předpoklady neporovnatelně vyššího potenciálu větrné energie nad mořskou hladinou; využití instalované kapacity této větrné farmy se pohybuje kolem 46 %.

V průběhu devadesátých let nezůstalo Dánsko ve využívání větrných podmínek nad mořskou hladinou osamocené. Větrné parky u svých břehů začaly stavět elektrárenské společnosti u břehů Německa, Velké Británie a Švédska. A jejich plány jsou velmi ambiciózní, chystají na jednotlivých lokalitách instalace desítek, občas i stovek turbín a stovek MW výkonu. Celkem již realizace a v různém stádiu rozpracované projekty přesáhly hranici 10 tisíc MW. Přehled stavu offshore větrných instalací v Evropě uvádí výše uvedená tabulka.

Aktuální ambiciózní plán rozvoje větrné energetiky v Německu (a v jejím mořském okolí) představil v polovině listopadu v Praze při veletrhu Aquatherm ve stánku SRN, věnovaném výhradně možnostem obnovitelných zdrojů energie, Steffen Ebbert, z německé asociace pro větrnou energii BWE. Kromě hledání nových lokalit na souši a náhrady současných instalací výkonnějšími zařízeními je podle Ebberta třetím pilířem právě stavba větrných elektráren na moři a také export zařízení pro větrnou energetiku do celého světa. Zatímco největší meziroční boom pozemských instalací v SRN již pominul, čeká se daleko výraznější nárůst v oboru náhrady starších strojů na pevnině a zejména nových mořských instalací.

V současnosti byly již na zkušebních pobřežních lokalitách postaveny tři typy větrných elektráren, s nimiž se v příštích letech počítá právě pro mořské instalace. Jsou to stroje Enercon E-112 (výkon 6 MW, výška stožáru 112 m, průměr rotoru 114 m), REpower 5M (5 MW, výška 120 m, průměr 126 m) a Multibrid (5 MW, výška 102,6 m, průměr 116 m).

Zatím bylo postaveno 5 zkušebních Enerconů a po jednom stroji REpower a Multibrid, vesměs v oblasti severního Německa, u Emdenu, Wilhemshavenu, Bremenshavenu a Brunsbuttelu. Podobně jako tomu bylo u větrných elektráren na souši, chce se poměrně brzy Německo stát lídrem v oboru „offshore“ větrných elektráren. Plánuje instalace větrných elektráren jak v Baltu (severně od pobřeží dřívějšího území NDR), ale zejména v koridoru severozápadně od ústí Labe. Stavbou větrných elektráren na mořských mělčinách začíná psát větrná energetika novou kapitolu své světové historie.

Foto:
- Plovoucí zařízení pro manipulaci, dopravu a uložení fundamentu a prvních dílů věže větrných elektráren offshore větrného parku Middelgrunden u Kodaně
- Větrný park Middelgrunden v průlivu Oresund u Kodaně
- Online zobrazení provozu větrných elektráren mořské větrné farmy Middelgrunden v průlivu Oresund u Kodaně. Stránka www.middelgrund.com je běžně přístupná každému uživateli internetu.
- Větrné elektrárny na kamenném molu u Ebeltoftu (Dánsko) - předchůdce dnešních offshore větrných parků
- Současný stav a výhledy instalací offshore větrných elektráren v Evropě

Břetislav Koč

Seriál: Větrná energie, článek z roku 2005

zdroj: Alternativní energie

Líbil se vám článek?

ano: 282     ne: 195

Doporuč


 

Poslat známému


logo © 2007 4-INDUSTRY, s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Ochrana údajů –  Podmínky při poskytování služeb