U tohoto článku nebylo technicky možné zajistit fotografie a obrázky.
Voda a vítr
Kategorie: Teplo domova | Autor: Vít Straňák
Je to nad slunce jasné: vodní energie je nejrozšířenější a nejvíce vyvinutou formou využívání obnovitelných zdrojů energie. V Evropě je více než 17 400 malých vodních elektráren – tedy elektráren o výkonu pod 10 megawattů. A vítr? O jeho strategickém významu svědčí, že největším výrobcem elektrické energie z větru je na evropském kontinentu Německo.
Obnovitelný zdroj č. 1
Malá vodní elektrárna není pouhou kopií velké. Co ji tvoří? Vlastní vodní dílo, vodní stroj (turbína) a generátor elektrické energie. Vodní turbína se skládá ze tří hlavních částí: z oběžného kola, zařízení pro přívod k oběžnému kolu a zařízení pro odvod vody od oběžného kola. Při provozu dochází v oběžném kole turbíny k přeměně energie vody v mechanickou energii, která je pomocí rotujícího hřídele přenášena na generátor. Hlavním požadavkem je vytvoření umělého spádu, aby voda vedená do turbíny vtekla zpět do říčního proudu pod elektrárnou. Dílo zůstává “silou toku řeky”, nestaví se velké přehrady a nádrže. Aby byl provoz ekonomicky výhodný, musí vás zajímat především spád (výškový rozdíl hladin) a průtok vodního toku. Přesný průtok zjistíte v Českém hydrometeorologickém ústavu nebo u Správy toku. Pro nízkospádové elektrárny (do 15 m) lze využít spád 1,5 m na instalaci turbíny a spád alespoň 0,5 m na instalaci vodního kola. Podmínkou výhodnosti je tu vyšší průtok (řádově stovky litrů za sekundu). U vysokospádových elektráren (nad 50 m) je ekonomicky využitelný průtok již kolem 10 l/s. Podle spádu rozlišujeme dvě základní kategorie turbín: rovnotlaké (zejména Peltonova) a přetlakové (nejvíce Francisova a Kaplanova). U rovnotlaké turbíny je proud vody veden na rotor uzpůsobený tak, aby obrátil směr proudu, čímž se využije pohybová energie vody. Tento typ turbíny je vhodný pro vyšší spád a malé výpusti. Přetlaková turbína se otáčí naplněná vodou a vlastně uvolňuje hydrodynamické zdvihové síly k pohonu rotorových lopatek. Hodí se pro střední až nižší spád a větší výpusti. Máme velmi dobré podmínky pro výrobu elektřiny v malých vodních elektrárnách, ale technicky využitelný potenciál nevyužíváme ani z poloviny. Přitom může jít o výhodný podnikatelský záměr na několik generací – životnost zařízení se odhaduje na 100 let. Uvažujete-li o založení malé vodní elektrárny, vyplatí se vám navštívit pražské Středisko pro obnovitelné zdroje a úspory energie EkoWATT nebo Energy Centre České Budějovice.
Vítr nejen v kapse
Jak vzniká proudění vzduchu čili vítr? V důsledku tlakových rozdílů mezi jednotlivými vrstvami vzduchu v zemské atmosféře, různě zahřátými sluneční energií. U nás vzniká nejsilnější vítr v horských oblastech. Proto jsou zde příhodné lokality pro instalaci větrných turbín téměř vždy v nadmořské výšce nad 650 metrů. Teoreticky lze z energie větru pokrýt výrobu zhruba 3 až 6 % současné spotřeby elektřiny v České republice. První prototypy větrných elektráren se objevily teprve před 20 lety. Větrné elektrárny dneška jsou ovšem moderní technologií se vším všudy: lze je snadno sestavit, nainstalovat i zapojit do provozu. Vyrábějí se o výkonu od několika kilowattů až po 3500 kW. Může nás těšit, že vedoucí roli v prudkém rozvoji větrných elektráren hraje Evropa. Méně už skutečnost, že Česká republika v něm nehraje roli skoro žádnou. Jde vlastně o nejčistší energii: vítr jako zdroj nevylučuje žádné emise oxidu uhličitého, což je hlavní skleníkový plyn, a zároveň nevytváří ani jiné znečišťující látky spojené s využitím fosilních paliv či jaderné energie. Elektřina vyrobená ve větrných elektrárnách na celém světě během roku 2001 nás ušetřila přímo gigantického množství emisí: 33 milionů tun oxidu uhličitého! Ale zpátky na zem: investice do zařízení využívajícího energie větru je značná a bez státní podpory se pravděpodobně nevyplatí. V úvahu přichází nejspíše kombinace větrné elektrárny a solárního systému, protože v zimě je energie větru nejvyšší, kdežto solární energie nejnižší – a v létě je to právě naopak. Příkladem takového využití je chalupa ve větrné lokalitě. Ohřev užitkové vody a přitápění lze zajistit solárním systémem, který je zálohován například kotlem na zplyňování dřeva. Elektřinu můžete získávat z malé větrné elektrárny (24 V, 1 kW, stejnosměrný proud). Osvětlení pak bude vyřešeno halogenovými žárovkami. Přebytečná elektrická energie se akumuluje olověnými akumulátory. Základní podmínkou, aby stálo za to o podobné variantě uvažovat, je ovšem průměrná roční rychlost větru alespoň 4, raději 5 m/s (měřeno ve výšce 10 metrů). Pro prvotní orientaci vám pomohou údaje z blízkých meteorologických stanic.
***
Výhody využití sluneční energie
– ochrana životního prostředí
– nízká cena elektřiny
– ve vybraných lokalitách jistota energetického zdroje
– snadná instalace, rychlé uvedeni do provozu
– větrná energie je nevyčerpatelná
– ceny jsou nezávislé na kolísání cen paliv
Foto: Energy Centre České Budějovic
