Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /www/z/d/u8633/public_html/view.php on line 31
Združenie PČOLA
  Hlavné menu

  Vydané články
<<  Jún  >>
PoUtStŠtPiSoNe
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30      

  Prihlásenie
Meno (prezývka)


Heslo


Upraviť účet

Ak si želáte, aby Vám bol zasielaný informačný e-mail o novinkách na stránkach zaregistrujte sa.

  Návštevnosť
Celkom

630293

Jún

46981

Dnes

30

Energia

ENERGIE VĚTRU


Větrná energie vzniká jako důsledek dopadající sluneční energie. Vítr je proudění vzduchu, které vzniká tlakovými rozdíly mezi různě zahřátými oblastmi vzduchu v zemské atmosféře. Pokud není uvedeno jinak, rozumí se (i v odborné literatuře) pod pojmem vítr pouze horizontální složka proudění vzduchu.



Větrná energie vzniká jako důsledek dopadající sluneční energie. Vítr je proudění vzduchu, které vzniká tlakovými rozdíly mezi různě zahřátými oblastmi vzduchu v zemské atmosféře. Pokud není uvedeno jinak, rozumí se (i v odborné literatuře) pod pojmem vítr pouze horizontální složka proudění vzduchu.

Obrázek 1: Větrný mlýn, Holandsko

Přírodní podmínky

Větrná energie je na předním místě pomyslného žebříčku velikosti dostupného potenciálu obnovitelných zdrojů energie v ČR. Česká republika je vnitrozemský stát s typicky kontinentálním klimatem, který se projevuje významným sezónním kolísáním rychlostí větru. Příčinou je zejména globální vzdušně prouděni typické pro severní a střední Evropu. Rychlost větru, která je nejdůležitějším údajem při využívání energie větru, je úměrná velikosti tlakového rozdílu a udává se převážně v m/s. Poblíž zemského povrchu je toto proudění ovlivňováno drsnosti povrchu, ale s rostoucí výškou se rychlost větru logaritmicky zvyšuje. Pro rovný terén, kde je závislost mezi rychlostí a výškou ovlivňována pouze drsností povrchu, lze použít vztah závislosti mezi rychlostí větru a výškou:

kde:  
wo je střední rychlost větru ve výšce ho [m/s]
wh je vypočítaná rychlost větru [m/s]
ho je výška, ve které se provádí měření [m]
h je výška umístění osy rotoru [m]
p je exponent závisející na drsnosti povrchu, vertikálním profilu teplot a výšce nad zemských povrchem; vyjadřuje vliv atmosférické turbulence a nabývá hodnot 0 až 1. Při použití průměrných rychlostí větru lze orientačně předpokládat pro vrstvu 0 - 2 m hodnotu p=0,25, pro vrstvu 2 - 16 m hodnotu p=0,22 a pro vrstvu 16 - 250 m hodnotu p=0,20.
Druh povrchu P
hladký povrch, vodní hladina, písek, led, bláto 0,10 - 0,14
rovinatý terén s nízkým travnatým porostem,
ornice, zasněžený terén
0,13 - 0,16
vysoký travnatý porost, nízké obilné porosty 0,18 - 0,19
porosty vysokých kulturních plodin, nízké lesní
porosty
0,21 - 0,25
vysoké husté lesy 0,28 - 0,32
předměstí, vesnice, malá města 0,40 - 0,48

Tabulka 1: Orientační koeficienty pro extrapolaci rychlosti větru.

Pozn.: Pozor na rozdíl mezi výškou nad zemským povrchem a výškou nad terénem. Je dobré si uvědomit, že koeficienty v tomto přiblíženi platí pro rovinatý terén, a tudíž odrážejí vliv drsnosti podloží vzdušného proudu, ale nikoliv vliv členité orografie. Koeficienty se mění i s výškou vegetace, sněhu, atd. (závisí na ročním období). Drsnost povrchu může být různá i z různých směrů.

Směr větru (odkud vítr vane) se uvádí převážně v desítkách stupňů azimutu, případně v meteorologii závaznými anglickými zkratkami. Proudění vzduchu je vždy turbulentní, což se projevuje kolísáním rychlosti a směru větru. Výsledky měření směru a rychlosti větru jsou proto průměrované za určitý časový interval, tzv. vzorkovací dobu. Měření rychlosti větru se provádí nejčastěji miskovými anemometry. Pro tato měření jsou mezinárodně přijaty standardy. Pro rychlost a směr větru je to výška 10 m nad zemským povrchem (pokud ji není možno dodržet, jsou údaje dohodnutým způsobem přepočítávány na tuto výšku).Bohužel jednotlivé metody nejsou plně srovnatelné, na některých stanovištích jsou mezi naměřenými hodnotami kontinuálním měřením a vypočtenými průměrnými rychlostmi při měření v klimatických termínech rozdíly 10 - 20 %. Pro základní výpočet průměrných ročních rychlostí větru vznikl v Ústavu fyziky atmosféry AV ČR počítačový program VÁS (Větrný atlas ČR, za podpory České energetické agentury). Výpočet je prováděn interpolací údajů meteorologických stanic a z numerického modelu proudění nad naším územím. Umožňuje teoretické rozlišení pro oblast velikosti 2x2 km.

Možnosti využití

Možnosti využití větrné energie jsou dvě:

  • přímá přeměna energie větru na mechanickou práci, např.čerpání vody,
  • · přímá přeměna energie větru na elektřinu, kterou je možné dodávat do sítě, nebo využívat v dané lokalitě.

Systémy nezávislé na rozvodné síti (grid-off), autonomní systémy, slouží pro lokální zásobování elektřinou (mikroelektrárny). Větší autonomní systémy využívají klasické větrné elektrárny se záložními zdroji (bez akumulace) upravené pro ostrovní provoz. V každém případě je kladen důraz na minimální ztráty energie a na používání energeticky úsporných spotřebičů.

Systémy dodávající energii do rozvodné sítě (grid-on) jsou nejrozšířenější a používají se v oblastech s velkým větrným potenciálem; slouží výhradně pro komerční výrobu elektřiny. Podobně jako u sluneční energie se jedná o nestálý energetický zdroj, který je většinou doplňkem klasických zdrojů energie. Nevýhodou je obecná závislost na počasí, denní době a ročním období.

Základní části zařízení

Popis:
1 - rotor s rotorovou hlavici,
2 - brzda rotoru,
3 -planetová převodovka,
4 - spojka,
5 - generátor,
6 - servo-pohon natáčení strojovny,
7 - brzda točny strojovny,
8 - ložisko točny strojovny,
9 - čidla rychlosti a směru větru,
10 - několikadilná věž elektrárny,
11 - betonový armovaný základ elektrárny,
12 -elektrorozvaděče silnoproudého a řídícího obvodu,
13 - elektrická přípojka.

Přehled zařízení

Využitelný potenciál energie větru velmi ovlivňuje typ navržené větrné elektrárny a její výkon. Větrné elektrárny se od sebe liší výtěžností pro určité parametry větru, což vyplývá z konstrukce rotoru, typu generátoru a zejména regulace. V současné době převládají dva typy regulace výkonu v závislosti na rychlosti větru:Regulace Stali (pasivní): Rotor elektrárny má pevné listy a pro regulaci využívá odtržení proudnice vzduchu od listu rotoru při určité rychlosti větru. Po odtrženi dojde ke snížení výkonu. Výhody jsou o něco vyšší výroba elektrické energie při vyšších rychlostech větru s větrnými nárazy a nižší pořizovací náklady. V současné době se používá i aktivní varianta regulace typu Stali, která spočívá v mírném pomalém aktivním natáčení listů v závislosti na okamžitých klimatických podmínkách, např. hustotě vzduchu. Regulace Pitch (aktivní): Využívá natáčení celého listu rotoru podle okamžité rychlosti větru tak, aby byl celkový náběh větrného proudu v daném okamžiku optimální (dosažení nejvyšší výroby). Výhodou je vyšší výroba elektrické energie zejména při nižších rychlostech větru, kdy se optimalizace projeví nejvíce. Nevýhodou jsou vyšší pořizovací náklady. Podle aerodynamického principu dělíme větrné motory na vztlakové a odporové. Nejrozšířenějším typem jsou elektrárny s vodorovnou osou otáčení. Ty pracují na vztlakovém principu, kdy vítr obtéká lopatky s profilem podobným letecké vrtuli. Na podobném principu pracovaly již historické větrné mlýny, nebo tak pracují větrná kola vodních čerpadel (tzv. americký větrný motor). Při stejném průměru rotoru v zásadě platí nepřímá závislost počtu listů a frekvence otáčení. Moderní elektrárny mají obvykle tři listy, byly však vyvinuty i typy s jediným nebo se dvěma listy. Existují také elektrárny se svislou osou otáčení, některé pracují na odporovém principu (typ Savonius, jako misky anemometru) nebo na vztlakovém principu (typ Darrieus). Výhodou elektráren se svislou osou pracujících na vztlakovém principu je, že mohou dosahovat vyšší rychlosti otáčení a tím i vyšší účinnosti; není je třeba natáčet do směru převládajícího větru. Elektrárny se svislou osou otáčení se v praxi příliš neuplatnily, neboť u nich dochází k mnohem vyššímu dynamickému namáhání, které značně snižuje jejich životnost. Nevýhodou je malá výška rotoru nad terénem, tj. i menši rychlost větru. V praxi se téměř nepoužívají. Výkony mikroelektráren se pohybují od cca 50 do 1000 W. Elektřina se obvykle vyrábí pomocí synchronních generátorů buzených permanentními magnety, s výstupním napětím 12 nebo 24 V, které napájí malé spotřebiče (světla, TV, chladničky) a slouží pro nabíjeni akumulátorů (např. lodní palubní systémy). Elektrárny lze doplnit měničem, který dodává střídavý proud o napětí 220 V. Elektrárny velkých výkonů (300 až 3000 kW) jsou určeny k dodávce energie do veřejné rozvodné sítě. Mají asynchronní generátor, který dodává střídavý proud většinou o napěti 660 V, a tudíž nemohou pracovat jako autonomní zdroje energie. Existuji i elektrárny se speciálním mnohapólovým generátorem, který nevyžaduje převodovou skříň. Většina elektráren má konstantní otáčky. Některé typy mají obvykle dvě rychlosti otáčení, případně proměnné otáčky podle okamžité rychlostí větru. V praxi se používají většinou větrné elektrárny s horizontální osou rotace. Velké elektrárny mají průměr rotoru 40 až 80 m a věž o výšce více než 80 metrů. Trendem poslední doby je zvětšování výkonu větrných elektráren a zvyšování stožárů. Nejnovější zařízení instalovaná ve světě pracují s generátorem o výkonu až 3 MW, který je na tubusu dosahujícím výšky kolem 100 metrů. Důvodem jsou nižší měrné náklady na výrobu energie a optimální využití lokalit, kterých je omezený počet. K zefektivnění provozu a snížení nákladů na projektování a výstavbu se velké elektrárny sdružují do skupin (obvykle 5 až 30 elektráren) tzv. větrných farem. Velké větrné elektrárny mohou kvůli vysokému stožáru a velkému průměru rotoru negativně narušit optický reliéf krajiny. U nových typů je konstrukce podřízena velmi přísným požadavkům omezení hlučnosti, a to jak mechanické (převodová skříň, generátor) tak aerodynamické (rotor).

Obrázek 3: Větrná farma Naríao, Čina. (Zdroj: NEC Micon.)

Výběr vhodných lokalit a zásady pro dimenzování

V případě vnitrozemských oblastí, tedy v podmínkách ČR, jsou příhodné lokality převážně ve vyšších nadmořských výškách, obvykle nad 500 m n. m. V nižších nadmořských výškách je roční průměrná rychlost větru nízká (kolem 2 až 4 m/s). K ohodnocení konkrétní lokality je nejvhodnější stanovení distribuční charakteristiky, což je rozdělení četnosti rychlostí větru zjištěné kontinuálním měřením rychlosti ve výšce osy rotoru. Ideální je alespoň roční měření porovnané s dlouhodobými údaji na blízkých meteorologických stanicích. Jednotlivě roky se od sebe mohou značně lišit. Z výše uvedeného vyplývá, že důležité jsou následující vstupní údaje:

  • měřené průměrné rychlosti větru včetně četnosti směru,
  • množství a parametry překážek, které způsobují turbulenci a brání laminárnímu proudění větru (porosty, stromy, stavby, budovy),
  • chod ročních venkovních teplot či jiných nepříznivých meteorologických jevů (např. námrazy způsobují odstávku),
  • nadmořská výška (hustota vzduchu),
  • možnost umístění vhodné technologie,
  • únosnost podloží, kvalita podkladu a seismická situace, geologické podmínky pro základy elektrárny,
  • dostupnost lokality pro těžké mechanismy, případně vhodnost pro vybudování potřebné zpevněné komunikace,
  • vzdálenost od přípojky Vn nebo VVn s dostatečnou kapacitou,
  • vzdálenost od obydlí, která by měla být dostatečná kvůli minimalizaci možného rušení obyvatel hlukem. (Podle hygienických předpisů MZ ČR, vyhl. č. 13/1977 Sb., je nejvyšší přípustná hladina hluku ve venkovním prostoru na obytném území příměstském u menších sídelních útvarů ve dne 50 dB a v nocí 40 dB. Podmínka je většinou splněna při vzdálenosti 200 m od obydlí.),
  • míra zásahu do okolní přírody - zátěž při výstavbě elektrárny, zátěž budováním přípojky, zásah do vzhledu krajiny (umístění lokality v CHKO velmi komplikuje povolovací řízení),
  • majetkoprávní vztahy ohledně pozemku, postoj místních úřadů, vlastnictví či dlouhodobý pronájem pozemků.

Z výše uvedených parametrů je možné stanovit množství vyrobené energie, které je nejvíce ovlivněno měřením a má největší vliv na ekonomiku projektu. Vzhledem k tomu, že se výkon elektrárny mění se třetí mocninou rychlosti větru, promítne se i malá odchylka v rychlosti větru výrazně.

Moderní větrné elektrárny mají rozběhovou rychlost větru kolem 4 m/s. Pro zvýšení výroby jsou některé elektrárny vybaveny dvěma generátory (nebo jedním s dvojím vinutím). Při nízké rychlosti větru běží menší generátor, při vyšší rychlosti větru se přepne na větší generátor. Startovací rychlost pro snížený výkon je potom kolem 2,5 m/s. Aby se větrná elektrárna dostala z rozběhové části výkonové křivky do výrobní, musí být rychlost větru vyšší než startovací (záleží na typu a parametrech elektrárny). Pro praktické využití energie větru jsou zajímavé výšky 40 m a více nad zemským povrchem.V tomto rozmezí závisí rychlost větru zejména na tvaru okolního terénu. Čím hladší je jeho povrch, tím vyšší je rychlost větru. Zalesněná krajina klade větru v přízemní vrstvě odpor, který se projevuje tvorbou turbulencí.

Použitá a doporučená literatura

[1]Bednář, l, Zikmunda, O.: Fyzika mezní vrstvy atmosféry. Academia, Praha, 1985.
[2]Větrná energie. Časopis ČSVE. Vychází 2x ročně. ČSVE, Boční II 1401/la, 141 31 Praha 4.
[3]Koč, B.: Šance pro vítr. Ekocentrum, Brno, 1996.
[4]Kol. autorů: Katalog firem 2002 - 2003, obnovitelné zdroje energie. EkoWATT, Praha, 2002.
[5]Kol. autorů: Energie - kde ji vzít? EkoWATT, Praha, 1993. ISBN 87-87669-74-1. Dotisk EkoWATT, Praha, 1995.
[6]Nosek, M.: Metody v klimatologii. Academia, Praha, 1972.
[7]Rychetník, V., Pavelka, l, Janoušek, J.: Větrné motory a elektrárny. ČVUT, Praha, 1997.
[8]Sládek, l., Rychetník, V.: Větrná situace v ČR. Praha, 1989.
[9]Šeftěr, J. l.: Využití energie větru. SNTL, Praha, 1991.
[10]Štekl, J. a kol: Perspektivy využití energie větru pro výrobu elektrické energie na území ČR. Výzkumná práce UFA AV ČR. Praha, 1993.
[11]Štibranný, P.: Veterná energetika (rok a vydavatel neuvedeni).

Energia Autor:
Pavel Petráš
Vydané:
19.02.2008
Zobrazené:
1100 x
Odoslať
Tlačiť



Deprecated: mysql_escape_string(): This function is deprecated; use mysql_real_escape_string() instead. in /www/z/d/u8633/public_html/specfce.php on line 431
Združenie ochranárov severovýchodného Slovenska - PČOLA, Levočská 38
064 01 Stará Ľubovňa, Kontaktná osoba: Pavel Petráš mobil: 0910 598858

альфа банк голд максимум

  Novinky
Združenie zmenilo adresu ale nie pôsobenie !!!
Senior Modrová - Modrová 298 - 935 15 Modrová Kontaktnou osobou sa stal dočasne, ale navždy, už čerstvý 70 - desiatnik : Pavel Petráš E-mail : petras64pavel@gmail.com Potom čo sa 19. marca 2020 odobrala do ochranárskeho neba jej predsedníčka a zakladajúca členka ( 30 júna 1994 ) Eulalia Štefanová z Humenného. Kto ste ju mali tú česť poznať, venujte jej tichu spomienku, veľmi nám chýbaš Elly Green za T.O. Severka ďakuje za jej prínos trampskému hnutiu na severovýchode Slovenska šerif Lucky, Elly umí!
(25.05.2020)


  Foto dňa
foto 39

  Anketa
Uprednostňujete skôr energiu ?

Slnečnú ( výroba TÚV, kúrenie, výroba elektriny)
5121 (5121 hl.)

Vodnú ( malé vodné elektrárne
3065 (3065 hl.)

Biomasy (peletky, štiepky, brikety)
2862 (2862 hl.)

Geotermálnu
2979 (2979 hl.)

Veternú
3426 (3426 hl.)

Atómovú
2600 (2600 hl.)

V podstate ma to netrápi
2126 (2126 hl.)

Celkom hlasovalo: 22179


  Top články
ochranár, poslanec Európskeho parlamentu Martin Hojsík z Progresívneho Slovenska dnes predstavil návrhy zelených opatrení, ktoré môžu pomôcť Slovensku

38 x    (19.05.2020)

HROMADNÁ PODPISOVÁ AKCIA

21 x    (21.05.2020)

Vysoká koncentrácia NO2 takmer vo všetkých krajských mestách

6 x    (31.05.2020)



Designed by Salonky with phprs