Specifika větrné energetiky

5. dubna 2007

prof. Ing. František Hrdlička, CSc.

Výroba elektrické energie je neakumulovatelná, a proto je nezbytné vyřešit případ, kdy v celé velké oblasti s vysokým instalovaným výkonem ve větrných elektrárnách přestane foukat vítr. Za tyto zdroje, které jsou prakticky skokovou změnou odstaveny, musí začít pracovat zdroje jiné, které téměř okamžitě výpadek výkonu nahradí.

Autor:

prof. Ing. František Hrdlička, CSc.

Absolvoval SPŠ jaderné techniky a poté FSI ČVUT v Praze, obor energetické stroje. Je profesorem pro obor konstruování a procesní technika. Pracoval v n.p. Strojtex Dvůr Králové. Od roku 1976 působí v Ústavu energetiky FS ČVUT v Praze. Zahraniční stáže v Itálii a Číně. Autor více něž 10 zavedených technických řešení v průmyslových podnicích, spoluautor 9 průmyslových vzorů a patentů. Soudní znalec pro obor energetika. Člen komitétu FBC Mezinárodní energetické agentury, národního výboru Udržitelná energetika. Řešitel a spoluřešitel 8 národních a 2 evropských grantů. Autor a spoluautor vědeckých příspěvků.

Problematiku náhrady výpadku ?největšího zdroje elektrické energie? v jedné soustavě řeší každá elektrizační soustava. Větrné elektrárny však mají jedno zcela srozumitelné specifikum, a to vysokou rozptýlenost (vzhledem k návaznosti na přenosové trasy elektrické energie), a dále pak i to, že vítr je faktor velmi obtížně předvídatelný a nelze vyloučit uklidnění větru na velmi rozsáhlém území.

Systémové zdroje

Toto jsou důvody, které vedou k nutnosti stavět tzv. systémové (zálohové) zdroje, které vykryjí poklesy disponibilního elektrického výkonu v lokálním měřítku. Jedná se o zálohové zdroje typu jednoduchá výkonná spalovací turbina s generátorem bez využití tepla, plynové, případně i naftové, motorgenerátory. Jsou to zdroje, které se běžně vůbec neprovozují, ale jsou dálkově ovladatelné (spustitelné do provozu) řádově v desítkách sekund, až v minutách. Nutný výkon těchto zálohových (náhradních) zdrojů se v odborné literatuře udává na cca 50 % celkového instalovaného výkonu ve větrných elektrárnách. Je skutečností, že tyto zdroje (tzv. systémových služeb) se do investičních nákladů na stavbu větrných elektráren neuvádějí, ačkoliv provoz VTE bez těchto zdrojů není bez velkých hospodářských rizik vůbec možný.
Rizika, která z potenciálního nedostatku výkonu (hromadné odstavení VTE, když přestane foukat vítr) vznikají, dobře ilustruje rozpad elektrické sítě a následující ?black out? - zhasnutí dvou třetin západní Evropy v počátku letošního roku. V tomto případě se kumulovaly dvě události - na pobřeží Severního moře (kde je vysoký instalovaný výkon VTE) přestal foukat vítr a současně bylo z bezpečnostních důvodů vypnuto jedno vedení VVN přes řeku Ems.

Instalovaný výkon větrných elektráren v ČR k 27. 2. 2007 naleznete zde ve formátu PDF.

Větrná mapa ČR. Podklad pro širší výběr lokality vhodné pro stavbu VTE. Zdroj: Ústav fyziky atmosféry Akademie věd ČR.