V posledních letech popularita větrné energie ve světě láme všechny rekordy. Na začátku roku 2016 již celkový výkon všech větrných generátorů na planetě překročil celkový výkon jaderné energie. Jenže na Ukrajině si stále málokdo dovolí vyrábět energii tímto způsobem.
Zdálo by se, že vítr je absolutní osvobození od neobnovitelných a drahých zdrojů energie, jako je ropa a plyn. To je nepopiratelná vyhlídka. Ale kromě řady výhod má taková energie také několik nevýhod, které zpomalují masové šíření tohoto typu alternativní energie.
Výhody větrné energie
Žádné znečištění
Využití větrné energie prakticky snižuje emise do životního prostředí na nulu. Tradiční zdroje energie takové možnosti neposkytují. Větrná energie nemá skrytá nebezpečí jaderného paliva a nepřispívá ke globálnímu oteplování.
Pokud se navíc místo energie vyráběné tepelnými elektrárnami použije větrná energie, sníží se emise skleníkových plynů, což bude mít pozitivní vliv na ozonovou vrstvu Země.
Toto je energie, která je s námi navždy
Větrná energie je zcela obnovitelná. Nehrozí, že by vítr jednoho dne na planetě zmizel. Tradiční zdroje jsou naopak omezené a časem dojdou. Vzhledem k tomu, že v útrobách Země je každým rokem méně a méně fosilií pro výrobu energie, jsme nuceni hledat alternativy.
Vítr je dostupný po celém světě
Ropa se koncentruje v určitých oblastech a to vede ke geopolitickému napětí. Nyní je pro celý svět důležité kontrolovat a nakupovat ropu výhodně. Vítr je zdroj, který existuje v každé zemi na světě. Někde je vítr slabší, někde silnější, ale je tam skoro všude. Takže se k němu může „připojit“ téměř každý.
Umožňuje racionální využívání půdních zdrojů
Obyvatelé tradičně chudých skalnatých a pouštních koutů naší planety díky větru budou moci zbohatnout prodejem přebytečné energie – vítr je tam silnější.
Dalším plusem je, že nyní lze pro umístění větrných elektráren využít pozemky nevhodné pro zemědělství a bytovou výstavbu. Takto racionálně využíváme každý kousek planety.
Větrná energie stojí haléře a snižuje závislost na tradičních zdrojích energie
Stejně jako jiné alternativní zdroje energie i větrné elektrárny snižují závislost firem a jednotlivců na monopolu ropných a plynárenských společností, protože vytvářejí konkurenci, z níž profitují koneční spotřebitelé.
A v posledních letech se účinnost větrných turbín zvýšila, takže výroba elektřiny se výrazně zlepšila.
Nevýhody větrné energie
Vysoké počáteční náklady odradí mnoho potenciálních kupců větrné energie
Náklady na větrný generátor na Ukrajině dnes v průměru 100 tisíc UAH. A to bez povinné speciální výbavy jako je baterie, převodovka a samotná elektrocentrála. To je hlavní překážkou pro každého na cestě k budoucnosti nezávislé na ropě a plynu.
Větrné elektrárny jsou hlučné
Větrné turbíny vytvářejí hluk srovnatelný s hlukem automobilu pohybujícího se rychlostí 70 km/h, což způsobuje nepohodlí lidem a plaší zvířata. Nemůžete je proto umístit příliš blízko domu a pro umístění dále potřebujete velké pozemky.
Někteří lidé jim říkají „estetická monstra“
Mnoho lidí si stěžuje, že větrné generátory vypadají hrozně a ničí absolutně jakoukoli krajinu. Většinou jsou totiž umístěny někde v oblastech otevřených větru a místo krásy se musíte dívat na čepele těchto obrů. Někomu se ale dokonce líbí jejich městský vzhled.
Představují také hrozbu pro ptáky.
Rotující lopatky větrných turbín představují potenciální nebezpečí pro některé druhy zvířat. Podle statistik lopatky každé instalované turbíny způsobí smrt nejméně 4 ptáků ročně.
I když pravděpodobnost, že se ptáci dostanou pod lopatky, není větší než úraz elektrickým proudem z vedení vysokého napětí.
A poskytují příliš málo elektřiny
V současné době tvoří obnovitelné zdroje energie v celkové energetické bilanci naší země, včetně velkých vodních elektráren, cca 7 %.
Větrná energie není konstantní hodnota. S tradiční elektrárnou můžete udržovat konstantní výkon, ale množství větrné energie závisí na povětrnostních podmínkách. To znamená, že se nemůžete zcela spoléhat na vítr, ale potřebujete mít i záložní zdroje energie.
Navzdory zjevným nevýhodám přitahuje větrná energie každým rokem více a více zemí. Větrné turbíny loni vyrobily 42 % elektrické energie v Dánsku. Ukrajina stále zaostává, ale je to dočasné. Do roku 2020 by měl vítr u nás vyrábět 11 % elektřiny – současný průměr Evropy. Pro nováčky existují dokonce dotace ve formě „zeleného tarifu“.
Elektřina je jedinečný zdroj. Dá se vyrobit v jakémkoli množství, je nevyčerpatelný a není založen na fosilních prvcích. Díky těmto vlastnostem je elektřina velmi žádaná, rozšířená a oblíbená. Existuje také nevýhoda – výroba elektřiny vyžaduje poměrně výkonné zařízení, které vyžaduje údržbu, opravy a další práce, které mohou provádět pouze kvalifikovaní lidé.
Elektrické rozvody, jejichž rozsáhlá síť pokrývá celou zemi, vedou pouze do hustě obydlených oblastí a obcházejí odlehlé oblasti. To je pochopitelné, protože náklady na instalaci elektrického vedení jsou velmi vysoké, takže elektřinou jsou nejprve zásobovány pouze největší body.
Metody autonomní výroby elektřiny a jejich důsledky
Problém nedostatku elektřiny lze řešit různými způsoby. Běžné jsou dieselové a benzínové generátory a někdy existují mini-vodní elektrárny, které mohou poskytnout energii malé vesnici. Všechny tyto metody mají určitou nevýhodu – negativně ovlivňují okolní přírodu. Emise z motorů benzinových nebo dieselových generátorů mají škodlivý vliv na atmosféru a obsahují výpary olova a dalších škodlivých chemických sloučenin.
Přehrady vytvořené za účelem vytvoření minivodních elektráren vytvářejí umělé nádrže, které narušují přirozenou rovnováhu přírodních procesů v regionu, mění hydrodynamický režim podzemních vod a objem zásob řek umístěných po proudu. Všechny tyto dopady spouštějí procesy, které ničí přírodní zdroje země. Nejnebezpečnější na nich je jejich neviditelnost a postupné působení. Vše se děje velmi pomalu, postupně, až se jednoho dne ukáže, že došlo k nevratným změnám, které zcela mění stav ekologie v regionu.
Alternativní zdroje energie
Kromě tradičních nejběžnějších způsobů výroby elektřiny existují i jiné, méně používané, ale vcelku účinné prostředky. Patří mezi ně solární energie, přílivové elektrárny, jaderné elektrárny a další energetické jednotky schopné vyrábět elektřinu v průmyslovém měřítku nebo pro potřeby jednoho domova. Existuje však jedna metoda, která má oproti ostatním spoustu výhod.
Hovoříme o větrné energii, velmi efektivním a aktivně se rozvíjejícím energetickém sektoru v západních zemích. Větrné proudy pohybující se atmosférou mají obrovskou energii, která je stále využívána poměrně šetrně.
V Rusku takový vývoj začal relativně nedávno, protože v sovětských dobách byla větrná energie považována za nerentabilní a neproduktivní průmysl. Důraz byl kladen na velké vodní elektrárny, které by dodávaly energii průmyslovým regionům a energetickým dílnám a hutním provozům. Spotřeba energie pro potřeby domácností obyvatel je ve srovnání s potřebami průmyslu nevýznamná, proto byla zajišťována prakticky reziduálně. Proto stále existují regiony, kde elektrické vedení není položeno.
Síla větru – nejúspěšnější cesta ven ze situace. Faktem je, že pomocí jedné nebo dvou větrných turbín můžete zásobovat energií celé sídliště, aniž byste vytvářeli velkou síť se spoustou drahých zařízení.
Klady a zápory větrných elektráren
Větrné elektrárny mají mnoho výhod. Mezi nimi:
- kompaktnost. Větrný mlýn zaujímá bodovou polohu a ke svému provozu nevyžaduje žádné území
- Zcela bezpečné pro životní prostředí. Větrný generátor pouze přijímá energii, aniž by na oplátku něco dával, takže nemůže provádět žádné změny v životním prostředí
- není potřeba žádné palivo, veškerá činnost systému probíhá zcela autonomně
- vysoká udržovatelnost větrných turbín, zejména ve srovnání s vodními elektrárnami
- náklady na energii jsou stabilní a předvídatelné
- minimální energetické ztráty při přenosu, možnost instalace větrných turbín v blízkosti spotřebitelů
S tak významnými výhodami, které dělají z větrné energie velmi atraktivní odvětví, existuje mnoho argumentů proti. Kromě různých tvrzení o poškozování ptáků nebo hlasitého hluku vydávaného větrnými mlýny, která se při testování jednoduše ukáží jako neopodstatněná, existuje několik opravdu vážných nedostatků:
- vysoké jednorázové investice, zvláště pokud mluvíme o větrné elektrárně sdružující několik desítek větrných turbín
- proměnlivost rychlosti a směru větru, kterou je obtížné předvídat nebo plánovat. Zde je třeba poznamenat, že dochází k bouřkám nebo bouřkám, které mohou poškodit vysoké stožáry s lopatkami, které nejsou na takové zatížení připraveny
- Účinnost větrných generátorů je v nejlepším případě 30 % a v průměru mnohem méně, což je nejvážnější argument proti tomuto směru energie.
Je třeba vzít v úvahu, že větrnou energii lze považovat za alternativu k vodní energii pouze z hlediska její úplné nedostupnosti.
Při rovných příležitostech je prvenství vodních elektráren zřejmé, nemluvíme tedy o výměně jednoho typu stanic za jiný, ale pouze o možnosti získávání energie při absenci konvenčních metod.
Pokud mluvíme na každodenní úrovni, pak nákup větrného mlýna, byť levného, zasáhne rodinný rozpočet docela tvrdě. S ohledem na realitu můžeme zcela zodpovědně konstatovat, že ve většině regionů, kde není elektřina, si lidé pořízení průmyslového větrného mlýna nemohou dovolit. Vyrobit si to sám je jiná věc. Zde je obrázek jiný, protože technická kreativita je v krvi ruského člověka, a pokud to životní okolnosti tlačí, pak je zaručena nejvážnější motivace.
Typy větrných turbín
Existující návrhy větrných turbín se dělí především na horizontální a vertikální. Zařízení s horizontální osou otáčení jsou účinnější, stabilnější v provozu a poskytují hladší výsledky, ale vyžadují neustálé vedení do větru a je obtížnější je vyrobit samostatně.
Větrné mlýny se svislou osou otáčení jsou jednoduché a snadno vyrobitelné vlastníma rukama. Nejsou náročné na směr větru ani výšku stoupání nad zemí, hlavní podmínkou pro ně je absence velkých budov nebo staveb v blízkosti, které větru blokují.
Nevýhodou těchto konstrukcí je relativně nízká účinnost způsobená současným dopadem jak na pracovní část lopatek, tak na reverz, čímž vzniká síla, která lopatky v klidu vyrovnává. K vyřešení tohoto problému byly vytvořeny různé konstrukce rotorů, včetně:
- Savonius rotor
- Rotor Daria
- Treťjakovský rotor
- ortogonální
- helikoid atd.
Rozdíl mezi těmito konstrukcemi spočívá v konfiguraci lopatek a v tom, jak je řešena otázka negativního dopadu na zadní stranu. Nejjednodušší a nejdostupnější design Savonius se skládá ze dvou čepelí zakřivených podél podélné osy, umístěných podél diametrální osy. Nejobtížnější z nich je Treťjakovův design, což je systém přívodů vzduchu a vodicích konstrukcí, které organizují proudění vzduchu tak, aby zcela eliminovaly ztráty protisměrnými vlivy.
Jak si vyrobit vlastní větrný generátor
Odpověď na tuto otázku spočívá v úrovni lidského výcviku v teoretické nebo technické oblasti. Obvyklý pracovní postup je přibližně následující:
- vytvoření projektu
- součin všech dostupných výpočtů
- příprava materiálů
- prvky nákupního systému, které nelze vyrobit samostatně (například baterie)
- výroba rotačních dílů (rotor)
- instalace rotoru, kontrola výkonu, provedení nezbytných konstrukčních změn
- montáž generátoru (pokud ho plánujete sestavit sami, spíše než pomocí hotových vzorků)
- propojení celého systému do komplexního zkušebního provozu
- nastavení systému, seřizovací práce
- vykořisťování
Užitečné videa
Pořadí prací je určeno podmíněně, každý konkrétní případ má své podmínky či možnosti. Někteří uživatelé se obejdou bez zařízení a připojují odběrná zařízení přímo ke generátoru. Ne všechna zařízení nebo spotřebiče to umožňují, ale například topná tělesa lze takto zapínat. To se provádí, pokud ještě není žádné další zařízení, ale již potřebujete ohřívat vodu. Navíc je nutné, aby rychlost větru byla víceméně konstantní a rovnoměrná.
