Větrná elektrárna
Orientační ceny |
Malé domácí VTE (lopatkové konstrukce)
výkon 300-500 W = cca 16-20 tis. Kč (bez baterie) výkon 1000 W = cca 30-35 tis. Kč (bez baterie) výkon 2000 W = cca 40-50 tis. Kč (bez baterie) výkon 3000 W = 90-100 tis. Kč (bez baterie) Malé domácí VTE (axiální konstrukce) výkon 300 W = cca 50-60 tis. Kč (bez baterie) výkon 1500 W = cca 300-350 tis. Kč (bez baterie) výkon 3000 W = 400-450 tis. Kč (bez baterie) Při větších výkonech (více turbín) kolem 1 MW výkonu jsou náklady v řádu 35 – 40 mil. Kč |
Zavilost výkonu na rychlosti větru |
Výše uvedené výkony jsou tzv. nominální, které vykazují uvedený výkon při maximálním větru kolem 15 m/s. Průměrná rychlost větru v ČR je cca 4 m/s.
Např. 500 W domácí větrná elektrárna má při rychlosti větru 4 m/s výkon pouze 40W, při 11 m/s pak 300 W. |
Celosvětový celkový instalovaný výkon větrných elektráren | 238 GW (roční statistika GWEC 2011) |
Podíl větrné energie v ČR | Cca 7,6% celkem obnovitelné zdroje energie, z toho pouze 0,5 % je zastoupení větrné energie. Z obnovitelných zdrojů má největší podíl biomasa a fotovoltaická (sluneční) energie. |
Výkupní ceny a zelené bonusy pro VTE |
Pro rok 2017
Výkup 1,9 Kč/vyrobenou kWh Zelený bonus 1,43 Kč/vyrobenou kWh Aktuální ceny viz http://www.csve.cz/cz/clanky/prehled-platnych-vykupnich-cen-a-zelenych-bonusu-platnych-pro-vetrne-elektrarny-pro-rok-2017/607 |
Minimální síla větru pro roztočení lopatek |
Od 2-3 m/s (průměrná rychlost větru v ČR je cca 4 m/s)
Větší větrné parky je vhodné instalovat do oblastí, kde je rychlost větru vyšší jak 6m/s |
Výstupní napětí | 12 V nebo 24 V – pro převod na 220 V je potřeba střídač/invertor |
Návratnost | Při vhodném umístění větrné elektrárny je návratnost domácí elektrárny i po 5 let (při sazbě elektrické energie D02d) |
Průměrná roční využitelnost větrné elektrárny pro průměrnou rychlost větru v ČR | Cca 25 – 30 % |
Pro jednoduchý výpočet malé větrné elektrárny lze použít tento postup
http://www.ve.mzf.cz/index.php?nc_postup_vypoctu
Silné stránky
Příležitosti
Slabé stránky, hrozby
Mýty
Vodní elektrárna
Bioplynová stanice
Co je větrná energie a jakou roli hraje v České republice ve srovnání s EU?
Větrná energie je klíčový obnovitelný a nevyčerpatelný zdroj, který přeměňuje kinetickou energii větru na elektřinu s nulovými emisemi skleníkových plynů během provozu. Na globální úrovni je široce adoptována, přičemž v zemích jako Dánsko pokrývá 40 % spotřeby elektřiny a v Německu 25 %. Průměrný podíl větrné energie na celkové spotřebě v Evropské unii dosahuje 15 %. Navzdory značnému domácímu potenciálu, větrné elektrárny v České republice pokrývají k roku 2024 pouze zhruba 1 % celkové spotřeby energie, což je výrazně pod evropským průměrem. Tento nízký podíl je překvapivý, protože mnoho lokalit v ČR nabízí větrné podmínky srovnatelné se sousedním Německem.
Jaké jsou hlavní výhody a nevýhody větrných elektráren?
Výhody:
Ekologické přínosy: Nulové emise skleníkových plynů během provozu, čistá a obnovitelná forma energie.
Ekonomické a provozní efektivita: Vítr je bezplatné palivo, což vede k velmi nízkým provozním nákladům po počáteční investici.
Využití půdy: Turbíny zabírají minimální plochu na úrovni terénu, což umožňuje jejich instalaci na zemědělské půdě bez významného narušení produkce a s možností dodatečného příjmu pro zemědělce.
Energetická nezávislost: Větrná energie může být získávána lokálně, snižuje závislost na importovaných fosilních palivech a posiluje národní energetickou bezpečnost.
Technologický pokrok: Neustálý vývoj vede k účinnějším, tišším a bezpečnějším turbínám.
Nevýhody:
Vizuální dopad: Mohou narušovat přirozený ráz krajiny.
Hlučnost: Při provozu mohou být hlučné, i když moderní technologie hluk výrazně snižují.
Vliv na faunu: Riziko kolize ptáků a netopýrů, ačkoli výzkumy naznačují, že toto riziko je menší než u silničního provozu nebo vysokého napětí.
Vysoké počáteční náklady: Pořizovací náklady na turbíny a infrastrukturu jsou značné.
Intermitence: Výroba elektřiny závisí na proměnlivé síle větru, což vyžaduje záložní zdroje nebo akumulaci pro stabilitu sítě.
Životnost: Typická životnost turbíny je přibližně 20 let.
3. Jaké jsou typické náklady na větrné elektrárny v ČR a jak rychle se energeticky vrátí investice?
Náklady se liší podle velikosti a účelu. Pro komerční větrnou turbínu o výkonu 100 kW se kapitálové výdaje (CapEx) pohybují kolem 567 500 USD (cca 13,3 mil. Kč), s ročními provozními náklady (OpEx) kolem 11 800 USD (cca 277 300 Kč). Celkové náklady na výstavbu jedné moderní 4 MW větrné elektrárny se mohou pohybovat kolem 150 milionů Kč. Kromě nákupu turbíny zahrnují náklady také projekční a schvalovací činnosti, zajištění pozemků, stavební práce, připojení k síti a příspěvky obcím. Energetická návratnost investice, tedy doba, za kterou větrná turbína vyrobí stejné množství energie, jaké bylo spotřebováno na její výrobu a instalaci, je velmi rychlá – zhruba šest měsíců. To podtrhuje silnou environmentální a energetickou efektivitu větrné energie v dlouhodobém horizontu.
Kde jsou větrné elektrárny v ČR nejvíce rozmístěny a proč?
Většina větrné energie v České republice je generována v severozápadní části země. V roce 2023 pocházelo téměř 62 % veškeré větrné energie z Ústeckého, Karlovarského a Libereckého kraje, následovaných severní Moravou (Olomoucký a Moravskoslezský kraj). Důvody tohoto rozmístění jsou primárně přírodní větrné podmínky, zejména v horských oblastech jako Krušné hory a Jeseníky, které nabízejí průměrné rychlosti větru nad 100 metrů kolem 6 m/s, což je ekonomicky efektivní hranice. Dalšími faktory jsou historické povolování, které bylo v těchto oblastech snadnější, a také vliv veřejné akceptace a legislativních omezení v jiných potenciálně vhodných regionech (např. Kraj Vysočina), kde odpor místních obyvatel nebo vliv Ministerstva obrany a památkářů brání výstavbě.
Jaký je aktuální stav a historický vývoj instalovaného výkonu větrných elektráren v ČR?
K 31. prosinci 2023 přesáhl celkový instalovaný výkon větrných elektráren v České republice 342 MW. Historicky se instalovaný výkon postupně zvyšoval z 17 MW v roce 2004 na současnou úroveň, ale s pomalejším tempem růstu ve srovnání s jinými evropskými zeměmi. Například, Národní akční plán počítal s 743 MW instalovaného výkonu do roku 2020, což nebylo dosaženo. I když vládní plány počítají s výrazným zvýšením až na 1 500 MW v nejbližších letech, současné tempo je nedostatečné pro splnění národních a evropských klimatických a energetických cílů.
Kolik elektřiny vyrábějí větrné elektrárny v ČR a jaký je jejich podíl na celkové spotřebě?
V roce 2023 vyrobily větrné elektrárny v České republice celkem 701 GWh brutto, což představovalo pouze 1,03 % hrubé konečné spotřeby elektřiny v zemi. Pro rok 2024 se uvádí výroba kolem 700 GWh. Průměrný roční koeficient využití větrných elektráren v ČR se pohybuje kolem 20 %. Tento podíl je výrazně pod průměrem EU (15-20 %), což naznačuje systémové problémy a promarněné příležitosti. Studie Ústavu fyziky atmosféry (ÚFA) však odhaduje, že do roku 2040 by větrná energie mohla pokrýt 6.2 TWh, což by představovalo 10 % roční spotřeby elektřiny v ČR.
Jaký je potenciál větrné energie v ČR a jaké překážky brání jeho plnému využití?
Česká republika disponuje značným technickým potenciálem pro větrnou energii, odhadovaným kolem 2 750 MW. Některé starší studie dokonce uváděly potenciál až 29 GW s roční výrobou 71 TWh. K dosažení tohoto potenciálu však brání několik významných překážek:
Povolovací procesy: Jsou složité a zdlouhavé, mohou trvat i více než 7 let. Nová legislativa má za cíl tyto procesy zkrátit, ale existuje skepse ohledně oslabení NIMBY efektu.
Veřejná akceptace: Nesouhlas místních obyvatel (NIMBY efekt) je častou brzdou výstavby, ovlivněný obavami z vizuálního dopadu a hluku, a také vlivem Ministerstva obrany a památkářů. Pozitivní je, že 59 % Čechů by podpořilo výstavbu větrných parků ve svém regionu.
Síťová infrastruktura: Současná distribuční síť není plně připravena na potřebný nárůst podílu obnovitelných zdrojů, což vyžaduje značné investice do jejího posilování.
Nedostatek státní podpory: Historicky byl významnou překážkou, ačkoli v současnosti existuje podpora prostřednictvím aukcí.
Jak se náklady na větrnou energii srovnávají s ostatními obnovitelnými zdroji a jadernou energií?
Globálně jsou solární a větrná energetika v současnosti považovány za nejlevnější zdroje elektřiny. Užitkové fotovoltaické elektrárny s bateriemi jsou výrazně levnější než jaderné elektrárny (LCOE pro FV s bateriemi 24-96 USD/MWh oproti 141-221 USD/MWh pro JE). LCOE (Levelized Cost of Energy) pevninských větrných elektráren se pohybují mezi 3,94 a 8,29 €cent/kWh s očekávaným poklesem. Větrné a solární elektrárny mají navíc inherentní výhodu nulových nákladů na palivo, což je odlišuje od ostatních zdrojů. Pro biomasu se LCOE pohybují mezi 7.22 a 17.26 €cent/kWh. Pro plné využití potenciálu větrné energie v ČR je nezbytná komplexní strategie zahrnující zjednodušení povolovacích procesů, aktivní zapojení veřejnosti a investice do posílení energetické sítě, podpořené významnými finančními prostředky z EU (odhadem 213 miliard Kč na nové FV a větrné elektrárny do roku 2030).
Nelze definovat specifika pro sektory budov. Instalace jsou globálního charakteru spadající pod vlastníka, který prodává nebo využívá elektrickou energii pro svou potřebu.
Nejpoužívanější pojmy | popis | jednotka |
---|---|---|
Aktivní regulace Pitch | U větrné turbíny využívá natáčení celého listu rotoru podle okamžité rychlosti větru. | |
Energetický mix | Někdy také jako "Národní energetický mix ČR" představuje přehled podílů jednotlivých zdrojů energie a slouží dodavateli elektřiny pro účely stanovení podílů jednotlivých zdrojů energie na své celkové směsi paliv a uvedení těchto podílů na dokladu dle Vyhlášky o vyúčtování dodávek č 70/2016 Sb. (§ 6 odst. 3 písm. a, § 7 odst. 3 písm. a nebo § 9 odst. 6) pro tu část dodávky elektřiny svým zákazníkům, která není prokázána uplatněnými zárukami původu v souladu s příslušnými právními předpisy a s Obchodními podmínkami Evidence záruk původu. V roce 2016 byl mix z 60% fosilních paliv (uhlí, ropad, zemní plyn), 30% jaderné zdroje a 10% obnovitelné zdroje s největším podílem biomasy, solární energie, vodní a větrné. | |
ERÚ | Energetický regulační úřad | |
Grid-Off | Viz ostrovní systém | |
GWEC | Celosvětová organizace zabývající se větrnou energetikou (Global Wind Energy Council) | |
Malé větrné elektrárny | Turbíny do 30 kW určené pro přípravu teplé vody a vytápění rodinného domku. | |
Obnovitelné zdroje | Zdroje energie nebo surovin pro člověka, které se částečně nebo úplně obnovují v přirozeném nebo antropogenně ovlivňovaném koloběhu látek a energií (např. energie větru, slunce, přílivu a odlivu, energie biomasy). | |
Obnovitelné zdroje energie | Přírodní energetické zdroje, jež mají schopnost částečné nebo úplné obnovy. Mezi obnovitelné zdroje energie řadíme jak energii sluneční, větrnou a vodní, tak energii z biomasy. Podle konkrétních přírodních podmínek se v některých částech světa využívá také energie mořského přílivu nebo geotermální energie (pocházející z nitra Země). V našich podmínkách má klíčový potenciál biomasa, stavět lze také malé vodní elektrárny (potenciál těch velkých už je vyčerpán). Sluneční a větrná energie se u nás uplatňuje zatím jen částečně, jejich využití ale roste i díky dotacím a podpoře ze strany státu a EU. | |
OZE | Obnovitelný zdroj energie | |
Pasivní regulace Stall | U větrných turbín má rotor elektrárny pevné listy a pro regulaci využívá odtržení proudnice vzduchu od listu rotoru při určité rychlosti větru. | |
Střední větrná elektrárna | Turbína od 30 kW do 450 kW pro malé podniky, dodávka do veřejné sítě | |
Střídač / měnič / invertor | Slouží k přeměně stejnosměrného napětí vyráběného fotovoltaickými panely nebo větrnou elektrárnou (12V) na střídavé napětí elektrorozvodné sítě (230V). | |
Účinnost větrného turbogenerátoru | Účinnost větrného turbogenerátoru je poměr získané mechanické práce rotoru a kinetické energie větru procházejícího plochou opsanou vrtulí turbogenerátoru. Teoreticky dosažitelná účinnost roste se součinitelem rychloběžnosti turbíny. Teoreticky dosažitelná účinnost: 59 %. Maximálně dosažitelná účinnost: holandský větrný mlýn - 18 %, americký mnoholistový rotor - 30 %, rotor Darrieus - 46 %. | |
Velké větrné elektrárny | Turbíny nad 450 kW pro dodávku elektřiny do veřejné sítě. | |
Větrná elektrárna | Větrné elektrárny se budou dobře uplatňovat především v oblastech se silným a pravidelným větrem. Mezi takové lokality patří především hory a přímořské kraje. Přes nesporný užitek, který výstavba větrných elektráren jakožto obnovitelných zdrojů elektrické energie přináší, nelze pominout ani estetická hlediska. | |
Větrná energie | Obnovitelný zdroj energie. V podstatě forma energie sluneční, protože vzniká při nerovnoměrném ohřívání Země - to způsobuje tlakové rozdíly v atmosféře, které se následně vyrovnávají prouděním vzduchu. Energie větru se ve světě využívá především k výrobě elektřiny. Větrné elektrárny buď fungují jako systémy dodávající elektřinu do rozvodné sítě (tzv. grid-on), nebo jako systémy na rozvodné síti nezávislé (grid-off). Pro efektivní využívání větrné energie je důležitá rychlost větru. Vhodné lokality pro výstavbu větrné elektrárny mají průměrnou rychlost větru minimálně 5 m/s. | |
Větrná turbína Darrieus | V roce 1930 stál Francouz George Darrieus u kolébky vynálezu větrné turbíny se svislou osou, jejíž funkce je nezávislá na směru proudícího větru. Svislé listy mohou být upevněny buď rovnoběžně s osou rotoru ve speciálním rámu (např. dvoulistý rotor Darrieus-H, nebo třílistá varianta), či do oblouku ve tvaru luku, jehož tětivu tvoří osa rotoru (Darrieus fí). | |
Větrný turbogenerátor | Základní část větrné elektrárny, v níž dochází k přeměně kinetické energie větru na mechanickou práci rotoru a na elektrickou energii. Obvykle sestává z větrné turbíny, převodovky a elektrického generátoru. | |
VTE | Větrná elektrárna pro výrobu elektrické energie | |
Zelený bonus | Zelený bonus můžete získat v případě, že jste výrobcem elektřiny z obnovitelných zdrojů a že elektřinu generovanou z obnovitelných zdrojů využíváte pro svou osobní potřebu (např. v rodinném domě) a případné přebytky odevzdáváte do sítě. Pokud si zvolíte podporu formou zeleného bonusu, musíte si ovšem svého odběratele elektrické energie najít sami. Více viz http://www.mojeenergie.cz/cz/zeleny-bonus. |
Mapa obnovitelných zdrojů energie
http://www.fieldlines.com - diskuzní fórum o stavbě VEhttp://www.ae.uiuc.edu/m-selig/ads/coord_database.html - databáze aerodynamických profilůhttp://www.profili2.com/eng/lista_profili.asp - poláry aerodynamických profilů
https://cs.wikipedia.org/wiki/V%C4%9Btrn%C3%A1_energie
Jak spolu fungují elektrárny a ptáci?
Větrná energie a její využití v České republice
kach-a-potocich-zustava-nevyuzit/