Větrná energetika má nový rekord
Do služby nastoupilo dosud největší zařízení na výrobu energie z větru – monstrózní kolos s ohromujícím průměrem rotoru 260 m může dodávat čistou energii pro asi 36 000 domácností.
V červnu společnost Three Gorges Energy z čínské skupiny Mingyang připojila k energetické síti první 16MW pobřežní větrnou turbínu na světě. Pod označením MySE (Mingyang Smart Energy) 16-260 jde o největší větrnou elektrárnu, jaká kdy byla připojena k síti.
Gondola se „strojovnou“ a generátor na vrcholu 152 m vysokého stožáru váží 385 tun a k této hmotnosti přidává dalších 54 tun každý ze tří 123 m dlouhých rotorových listů. Během každé otáčky obsáhne turbína vzdušnou plochu zhruba 50 000 m2 (což je ekvivalent 7 fotbalových hřišť) a do elektrické sítě pošle až 34,2 kWh energie. Očekávaná roční výroba by měla činit zhruba 66 GWh.
Demonstrační jednotka se nachází v pobřežní větrné farmě Fujian v Tchajwanském průlivu, kde bude využívat přirozený efekt aerodynamického tunelu. Podle skupiny Three Gorges Group je toto místo na úrovni označované číslovkou 7 „blízko vichřice“ s prouděním větru přesahujícím po většinu roku rychlost 51 km/h (více než 200 dní každý rok). Jde o oblast náchylnou k tajfunům, ale obří turbína je konstruována jako vysoce odolná proti přírodním živlům – aby mohla čelit větru o rychlosti až 287 km/h – tzn. s dostatečnou rezervou proti nejdrsnějším podmínkám, jaké zatím byly v severozápadním Pacifiku naměřeny (např. tajfun Tip v roce 1979 s trvalým větrem o rychlosti 260 km/h).
Na obzoru jsou další giganti
Závody o rekordní parametry ale pokračují a výkon i rozměry pobřežních větrných elektráren budou dále narůstat. Například státní společnost China State Shipbuilding již počátkem letošního roku představila komponenty zatím největší a nejvýkonnější větrné turbíny pro mělká moře o výkonu 18 MW a dalším milníkem bude pravděpodobně monstrum o výkonu 20 MW.
Nová 18MW elektrárna, která by měla o 2 MW překonat dosud největší zařízení tohoto typu, bude mít 128m lopatky s regulací sklonu, celkový průměr záběru 260 m a plochu záběru 53 tisíc m2. Řídicí technologie zajistí flexibilní nastavení nejen lopatek, ale i točivého momentu celého modulárního převodového ústrojí i generátoru s permanentními magnety. Konstruktéři očekávají díky lepšímu rozložení tlaku snížení chvění lopatek o asi 10 % a až o 50 % se má snížit úroveň vibrací ve věži a jejich základech. Elektrárna, která bude mít kapacitu až 74 000 MWh roční výroby elektřiny, by měla především významně snížit náklady na výrobu elektřiny z pobřežních větrných farem.
Asijská velmoc je světovým lídrem v oboru a s přehledem vede v instalované kapacitě větrné energie na pevnině i na moři. Podle údajů Národního úřadu pro energetiku má s přibližně 26 GW výkonu v pobřežních větrných elektrárnách téměř polovinu z celosvětové instalované pobřežní kapacity. Za Čínou s odstupem následují USA, kde od roku 2021 roste větrná kapacita tempem přes 11 % za rok. Třetí je Německo, které chce do roku 2035 dosáhnout na 110 GW na pevnině a 30 GW na moři.
S velikostí roste efektivita, ale i problémy
Gigantické větrné elektrárny na moři by měly generovat energii levněji a za konkurenceschopnější ceny. Letos např. začne 160 km od pobřeží severovýchodní Anglie dodávat pod hranicí 56 eur/MWh elektřinu do sítě větrná farma Dogger Bank, tvořená třemi stovkami obřích turbín Haliade X společnosti General Electric s jednotkovým výkonem 13 MW, tyčících se 260 m nad mořskou hladinou.
Předpoklad, že větší větrné turbíny budou vyrábět levnější energii, potvrzují i vědci z energetického institutu na Durhamské univerzitě ve Velké Británii. Turbíny samotné by se podle nich mohly teoreticky zvětšovat ještě více, protože platí, že větší lopatka získá energii z větru na větší ploše, což generuje více elektřiny. Existuje ale řada omezení, která zatím čekají na technické řešení.
Problémem je např. to, že větší turbíny s delšími lopatkami se musí otáčet pomaleji. Dlouhé listy rotorů jsou zároveň pružnější a je stále těžší zajistit, aby za extrémních větrných podmínek nenarazily do věže turbíny, kterou by tak mohly poškodit – a náklady na opravu jsou na moři u těchto obřích zařízení značné. Limitující jsou i síly působící na turbínu, což vývojáři řeší zvýšením hmotnosti a tím pádem i zvýšením nákladů, takže výroba se po dosažení určitého bodu stává nerentabilní.
Přes tyto problémy budou podle očekávání Mezinárodní energetické agentury náklady na jednotku výkonu u větrných elektráren dále klesat a množství energie vyrobené větrem poroste.
Petr Sedlický
Foto: China Three Gorges Corporation
20
.gif)
