U tohoto článku nebylo technicky možné zajistit fotografie a obrázky.
Malé elektrárny
Kategorie: Speciál | Autor:
Další přírodní silou, kterou se člověk snaží využít ke svému prospěchu, je energie větru. Větrné mlýny byly na území dnešní České republiky kdysi značně rozšířeny. Když je při mletí obilí nahradily parní a elektrické stroje, bylo využívání této alternativní energie dočasně utlumeno. Teprve koncem dvacátého století se díky technickému zdokonalení a značnému rozmachu v evropských státech začaly i u nás stavět větrné elektrárny. Vedle velkých strojů s vysokým výkonem vyvinuli technici také malé větrné elektrárny, které mohou provozovat i majitelé rodinných domků či drobní podnikatelé.
Označení “malé” se používá pro velmi rozdílné typy elektráren: od zařízení s výkonem menším než jeden kilowatt, která slouží výhradně k dobíjení akumulátorů, až po stroje větší, které mohou zásobovat elektrické spotřebiče nebo dodávat elektřinu do sítě. V tom případě jde o zařízení, jejichž maximální elektrický výkon nepřesahuje 15 kW (stožár není vyšší než 20 metrů). Hlavní výhodou malých větrných elektráren ve srovnání s velkými je větší počet míst, kde mohou být provozovány.
Umístění elektrárny
Úspěšnost, s jakou bude malá větrná elektrárna provozována, výrazně závisí na jejím umístění. Prostým úsudkem sice dojdeme k závěru, že by měla stát v otevřené krajině a nejlépe na vyvýšeném místě, ke správnému určení místa stavby ovšem tato úvaha nestačí. Výjimku tvoří pouze nejmenší zařízení pro dobíjení akumulátorů, kde volba umístění “od oka” nemůže ovlivnit fungování zařízení. Naopak u strojů určených k přímému zásobování spotřebičů či k dodávkám do sítě je detailnější vyhodnocení větrných podmínek nezbytné. Není pravdou, že se stavba malých větrných elektráren vyplatí pouze ve vyšších nadmořských výškách (pro ty velké se často uvádí hranice vhodnosti 600 metrů n. m.). Třebaže i malá elektrárna dodá na horském hřebenu větší množství energie, její provoz se může vyplatit i v nižších polohách, a to z důvodu vyššího atmosférického tlaku. Vyhodnocení vhodnosti lokality je ovšem třeba věnovat prvořadou pozornost. Nejlepší možností, jak získat odpověď na tuto otázku, je proměřovat v dostatečně dlouhém časovém období rychlosti větru v určité lokalitě (vzhledem k rozdílnému charakteru počasí v jednotlivých ročních dobách nejlépe celý rok). Druhou využívanou možností je vyhledání souřadnic určité lokality ve “větrné mapě VAS” zpracované Ústavem fyziky atmosféry Akademie věd ČR. Z ní pak lze vyčíst dlouhodobé větrné podmínky ve sledovaném místě. Lokalitu by měl posoudit i zkušený odborník. Tento postup je v porovnání s měřením větru rychlejší a levnější. Z hlediska malých větrných elektráren je dostatečně spolehlivý. Větrné elektrárny (VěE) vyrábějí elektrickou energii klasickým způsobem, pouze místo vodní nebo parní turbíny pohání hřídel generátoru turbína větrná. Hlavní části zařízení tvoří vedle oběžného kola turbíny v zemi zakotvený stojan, převodové soustrojí, generátor a elektrická regulace. Je zřejmé, že větrná elektrárna nemůže průběžně dodávat dostatek elektřiny podle potřeby majitele. Proto se volí taková zapojení, která umožňují její maximální a časově nepodmíněné využití.
Způsoby zapojení
1 – bez připojení k rozvodné síti
VěE jako zdroj pro nabíjení akumulátorů. Tohoto způsobu zapojení se využívá zejména pro větrné elektrárny s nejmenším výkonem (cca od 300 W do 5 kW). Elektrická energie vyrobená elektrárnou se ukládá v akumulátoru a kdykoli později může být využita v nízkonapěťových spotřebičích (osvětlení, rozhlasový přijímač). Energii z elektrárny lze používat i k napájení spotřebičů s napětím 230 V 50 Hz (počítač, televize, lednička), je ovšem nutné zapojit měnič napětí. Je vhodný zejména v místech, kde není možné připojit se k elektrické síti. VěE jako zdroj pro akumulační kamna a ohřev vody. Uvedený způsob je vhodný pro větrné elektrárny s výkonem vyšším než 3 kW. Zapojení je ve srovnání s ostatními případy jednodušší, ale nelze je použít k napájení běžných elektrospotřebičů (kvůli nestálosti větru). Energie vyrobená větrnou elektrárnou se ukládá jako teplo ohříváním vložek akumulačních kamen nebo vody v bojleru.
2 – s připojením k síti
VěE připojená k síti s dodávkou přebytků a paralelním provozem. Tento způsob zapojení se většinou používá pro větrné elektrárny s výkonem vyšším než 5 kW. Elektřina vyrobená ve větrné elektrárně je pomocí regulačního zařízení přizpůsobena požadavkům spotřebičů a využívána v domácnosti nebo v dílně. V době, kdy nefouká vítr, odebírá uživatel energii ze sítě. Naopak, když elektrárna vyrábí větší množství elektřiny, než může majitel spotřebovat (např. za větrné noci), tak do sítě naopak dodává. Provozovatel pak vedle standardního elektroměru, který měří jeho odběr ze sítě, používá ještě elektroměr druhý, který měří jeho dodávku. S rozvodnými závody si pak vyplatí rozdíl mezi elektroměry. VěE pro odprodej veškeré energie do sítě. Od předchozího se tento způsob zapojení liší tím, že majitel větrné elektrárny elektřinu sám nespotřebovává, ale všechnu prodává do sítě. Svou spotřebu pokrývá odběrem ze sítě a platí za ni stejně jako ostatní. (Podle platné legislativy je provozovatel elektrické sítě povinen elektřinu z větrných elektráren odkoupit a zaplatit za ni minimálně 3 Kč za kilowatthodinu.)
Co elektrárna zvládne
Množství vyrobené elektřiny je pochopitelně plně závislé na počtu větrných dní a rychlosti větru v jejich průběhu. Velmi tedy záleží na lokalitě, kde je elektrárna instalována. Výsledky se mohou značně lišit i v jednotlivých letech. Zjednodušené výpočty produkce větrných elektráren nedávají spolehlivé výsledky, přesnější je vycházet ze zkušeností s provozem strojů instalovaných v minulosti. Pro představu o možnostech malých větrných elektráren uvádíme orientační údaje o roční produkci podle jednotlivých výkonů: Poznámka: vyšší hodnoty odpovídají velmi příznivým větrným podmínkám (průměrné roční rychlosti větru zhruba 7 m/s) Pro srovnání – spotřeba elektřiny v běžné domácnosti se pohybuje kolem 6 tisíc kWh/rok. V případě, kdy elektřinu používáme i k vytápění a ohřevu vody, je to zhruba 30 tisíc kWh/rok.
Postup při výstavbě
Záměr stavby je vhodné předběžně konzultovat se stavebním úřadem. Pokud tento úřad zájemci nesdělí, že existují skutečnosti, které by výstavbě bránily, může přistoupit k hodnocení lokality z hlediska větrných podmínek. Měření větru, případně jiný způsob posouzení, zajistí specialisté. Pokud lokalitu pro výstavbu elektrárny doporučí, lze požádat o stavební povolení. Stavebnímu úřadu je třeba předložit projektovou dokumentaci (zpracování nabízí většina dodavatelů jako součást dodávky). K získání stavebního povolení je nezbytný i souhlas orgánu ochrany přírody a krajiny. V chráněných krajinných oblastech je tímto orgánem jejich správa, na ostatním území příslušný referát životního prostředí. (Větrné elektrárny nelze stavět v prvních zónách národních parků, chráněných krajinných oblastí ani na území státních přírodních rezervací.) Pokud bude větrná elektrárna připojena k síti, je třeba podat žádost o udělení státní autorizace pro podnikání v energetických odvětvích. Žádost se podává na Energetický regulační úřad (ERÚ, Masarykovo nám. 5, 586 01 Jihlava, tel. 567 580 111). Osoby s technickým vzděláním získávají autorizaci přímo, ostatní musí absolvovat jednoduchý kurz nebo si sjednat zástupce. Dále je třeba od příslušných rozvodných závodů (Západočeská energetika, Jihomoravská energetika apod.) získat povolení o připojení k síti a uzavřít s nimi smlouvu o odkupu elektřiny. Za předpokladu, že elektrárna splňuje požadované technické parametry, probíhají jednání s rozvodnými závody bez problémů.
Výběr dodavatele
Firem, které nabízejí dodávku malé větrné elektrárny, působí v České republice zatím pouze několik. Protože žádná z nich nenabízí elektrárny v celém výkonovém rozsahu, je nezbytné zjistit, která dodává právě zařízení odpovídající našemu záměru. V případě, že takových dodavatelů najdeme několik, porovnáme jejich cenové nabídky, systém záruk a servisní podmínky. Při porovnávání cen je třeba prověřit, zda firma do dohodnuté částky zahrnuje kromě samotné větrné elektrárny i další zařízení nezbytná pro fungování systému. Cenné informace mohou poskytnout i uživatelé, kteří stejné zařízení již několik let provozují. Kontakty na ně lze vyžádat přímo u firmy. Zájemce o výstavbu větrné elektrárny musí mít samozřejmě jasnou představu o tom, k jakému účelu ji hodlá využívat. Aby mohl dodavatel uspokojit jeho požadavky, musí vědět, zda míní pomocí energie větru dobíjet akumulátor, napájet spotřebiče, nebo prodávat elektřinu do sítě.
Instalace, provoz, záruky
U větrných elektráren s výkonem vyšším než 1 kW je před samotnou instalací nutné vybetonovat základ, do kterého bude elektrárna usazena. Tuto stavební část většinou dodavatelské firmy nezajišťují, uživatel ji může provést sám (podle projektu), případně objednat u stavební firmy. Vlastní instalaci, která trvá jeden den, zajistí dodavatel zhruba tři týdny po vybetonování základu. Při první příležitosti (za příznivých větrných podmínek) rovněž celé zařízení vyzkouší. Provoz větrné elektrárny nevyžaduje obsluhu. Údržba, která spočívá ve výměně oleje v převodovce či promazání ložisek, se provádí v intervalu několika let. Podle pokynů dodavatele ji zvládne sám provozovatel. Záruční doba, během které se dodavatelská firma zavazuje k bezplatné opravě případných závad, musí být stanovena ve smlouvě mezi firmou a zákazníkem. Dvouletá záruční doba, kterou dodavatelé vesměs nabízejí, je z hlediska zákazníka dostačující. Životnost malé větrné elektrárny je určena dobou, kdy dojde k opotřebování pohyblivých částí (převodovka, ložiska). Odhaduje se na 20 let. Po jejím uplynutí je třeba opotřebované díly repasovat nebo vyměnit. Finanční náročnost a návratnost Cena malé větrné elektrárny a dalšího vybavení nutného pro její provoz záleží hlavně na jejím výkonu a způsobu zapojení. Konkrétní nabídky na požádání předloží jednotlivé dodavatelské firmy, níže uvedené ceny jsou čistě orientační. Systém s malou větrnou elektrárnou o výkonu 1 kW (včetně akumulátoru a měniče) lze pořídit zhruba za 100 tisíc Kč. Elektrárna o výkonu 5 kW přijde zhruba na 300 tisíc Kč (včetně přípojky), zařízení s výkonem 10 kW stojí okolo 500 tisíc Kč. Nejjednodušší je výpočet návratnosti investice v případě, kdy se veškerá elektřina vyrobená elektrárnou prodává do sítě. Provozovatel větrné elektrárny utrží za každou dodanou kilowatthodinu 3 Kč. Pokud tedy například elektrárna o výkonu 5 kW s pořizovací cenou 300 tisíc Kč bude vyrábět v průměru 20 tisíc kWh ročně, vydělá investované prostředky za 5 let (při zanedbání inflace). Při lepších větrných podmínkách bude doba návratnosti kratší a naopak.
Možnosti finanční podpory
Speciální program na podporu využívání obnovitelných zdrojů energie v rodinných domech má Všeobecná stavební spořitelna Komerční banky (Modrá pyramida). Její Ekoprogram spolupracuje se Státním fondem životního prostředí a jeho prostřednictvím lze získat půjčku s úrokem 6,9 %. Úvěr na stavbu větrné elektrárny lze získat i v dalších bankách, které poskytují stavební a podnikatelské úvěry. Dotace poskytuje SFŽP a MPO podle konkrétních podmínek. V případě, že díky stavbě větrné elektrárny došlo k náhradě spalování fosilních paliv, je provozovatel po dobu pěti let od uvedení do provozu osvobozen od daně z nemovitosti (novela zákona o daních č. 315/93 Sb.).
Využití síly větru není nic nového
FOTO: JAN NOVÁK
Moderní větrný generátor
FOTO: JAN NOVÁK
