USA: Pro koho melou větrné mlýny Kalifornie?

Pro živý obraz klikněte níže!

Když se řekne větrná elektrárna, lidé si obvykle představí točící se vrtuli ve větru, který vzniká nestejnoměrným ohříváním zemského povrchu sluncem. Dnes sice větrné elektrárny stojí ve stínu slunečních fotovoltaických kolektorů, jejichž rozvoj nastal v ČR stále klesající výrobní cenou solárních článků a výhodnou výkupní cenou elektřiny, ale větrná energie patří trvale, a to zejména v jiných evropských státech (Rakousko, Dánsko, Německo) k oblíbeným zdrojům elektřiny. Výroba elektřiny z VE je podstatně šetrnější k životnímu prostředí, než spalování fosilních paliv v uhelných elektrárnách. Vyžaduje však průměrnou rychlost větru kolem 21km/hod. V našich evropských stísněných podmínkách musíme respektovat také pohled na krajinu a vytvářený hluk, tahy ptáků, námrazu a další aspekty.

Větrné elektrárny se staví nejen v Evropě, díky globálním snahám o zlepšení životního prostředí se VE staví na všech kontinentech. Navštívili jsme dvě obří větrné farmy v USA, o kterých přinášíme střípky našich zážitků.

Krátce po opuštění Mojave v kraji plných vojenských základen se brzy ocitáme v kopcích Tehachapi (jihovýchodně od Bakersfieldu, CA) ve výšce 1.100m.  Kolem nás je asi 5.000 větrných generátorů. Ocitáme se v druhé největší sbírce větrných generátorů na světě (největší je u San Francisco). Ekologická elektrárna Tehachapi [čti Téhetčepi] je typickou ukázkou větrné megavýroby elektrické energie. Generátory jsou provozovány desítkami soukromých společností a celkově vyrobí cca 800 miliónů kWh elektriky ročně. Je to dostatečné množství energie pro zajištění bytové spotřeby až pro 350.000 lidí.
Stavba VE zde začala postavením prvního větrného zdroje v roce 1980. Dnes tento plošně rozlehlý energetický park obsahuje několik generací větrných elektráren s horizontální osou rotoru generátoru, včetně jednoduchých i dvojitých listů turbín, stejně jako modernějších třílistých vrtulí s natáčivými lopatkami.

Elektrický výkon starších typů generátorů je řádově v kW. Moderní konstrukce elektráren dosahují až 3MW výkonu. Velikost výkonu generátoru je závislá na konstrukci a výrobci konkrétního typu zdroje. Konstrukce větrných zdrojů, zejména jejich vrtulí, jsou navrženy tak, aby efektivně využívaly větrný potenciál. Tehachapi je oblast čistého energetického zdroje pro vývoz elektřiny do jiných části Kalifornie. Z důvodu potřeby posílení přenosových cest z elektrárny Tehachapi v roce 2008 začal stát CA s renovací distribuční soustavy, její dokončení se očekává v roce 2012. Tento způsob je zde velmi žádaný, proto kalifornští energetici plánují stávající výkon v dalších letech dokonce zdvojnásobit. Ale to už míříme směrem k Death Valley ...

Národní park Joshua Tree uhrane snad každého návštěvníka. Neuvěřitelné "kaktusopalmy" tvoří zcela odlišný obraz krajiny než v předešlých dnech. Přespáváme v Indio, abychom časně ráno spatřili San Gorgonio (severozápadně od Palm Springs, CA). Jeden z nejkrásnějších větrných tunelů na světě.
Vítr fouká úzkou bránou mezi San Bernardino Valley a Coachella Valley v průměru 18km/hod. To vysvětluje stavby 4.000 obřích větrných mlýnů na poušti a stráních poblíž obydlí. Pro představu, za jednu hodinu vyrobí jeden z větrných generátorů elektřinu, kterou spotřebuje typická domácnost za celý měsíc.

Obrázek z družice NASA ukazuje přístupové cestičky k jednotlivým věžím.

Klikatou a strmou silnicí stoupáme do vrcholků národního parku San Bernardino, kde později zápasíme se sněhem ...

Energie větru roztáčí dvou až tří listé vrtule větrných rotorů, které jsou z důvodu regulace výkonu natáčivé. Při kolmém nastavení vrtulí,  zejména při silném větru ohrožujícím bezpečný provoz větrného zdroje elektřiny, směrem k větrnému proudění se vrtule zastaví a zdroj je odstavený z provozu. Výroba „větrné“ elektřiny je dodávána do elektrické sítě v závislosti na dispečerském řízení provozu distribuční elektrické soustavy tak, aby byla vsoučinnosti s ostatními fosilními zdroji energie.
Velkou část z celkového vyrobeného množství elektřiny ve větrné elektrárně v Kalifornii prodává za různé soukromé výrobce společnost California Edison. I přesto, že jde o obnovitelný zdroj energie, u kterého stojí výroba kWh asi $0,05, by však bez dotační pomoci státu nevznikl.

Větrná energie se dá v USA využít výhodněji proto, že není problém s rozmístěním věží generátorů. Země je tak obrovská, že "těch pár" větrníků v obrovském území  zanikne stejně tak jako například známá tajná základna AREA 52.
Američané nyní vyvíjejí i nové řídící systémy pro elektrárny, které budou synchronizovat přenosy vyrobené elektrické energie všech typů elektráren, a to nejen pro jejich efektivnější využití výkonu, ale také jako základní opatření proti hrozícímu blackoutu (technický i elektrický „rozpad“ jednotné elektrizační sítě, který vede k odstavení výrobních zdrojů elektřiny nebo částí elektrických sítí z provozu a k přerušení dodávek elektřiny).

Náš článek dál doplňuje František Zoul ...

Přerušení dodávek elektřiny zažili nejen Američané východního pobřeží, na kterém „díky“ blackoutu bylo bez elektřiny v roce 2003 několik miliónů lidí. Také obyvatelé některých everopských zemí na vlastní kůži pocítilo to, co znamená, když se nesvítí, nechladí, nevaří, nefungují výtahy, počítače a další elektrická zařízení. Například v roce 2003 se bez elektřiny musela obejít celá Itálie, a to po dobu celých 9 hodin! V roce 2004 se díky blackoutu ocitly bez elektřiny některé spolkové země Německa - Dolní Sasko, Westfálsko a Hessensko.

Bylo by naivní se domnívat, že v ČR jsme proti blackoutu ochráněni. Například 24. července 2006 hrozil v ČR blackout, ale operátoři ČEPS blížící se hrozbu včas odvrátili.
Sítě v okolních státech byly tehdy kvůli běžné údržbě přetížené, takže se změnil objem elektrické energie protékající přes území Čech a Moravy. "V 9 hodin ráno kritického dne byla teplota vzduchu již 33 stupňů Celsia a zatížení elektrické přenosové sítě bylo o 500 megawatt vyšší než obvykle, ve stejný den se navíc vracelo do provozu poškozené vedení mezi rozvodnou Hradec a německým Etzenrichtem. Kvůli požáru nedaleko rozvodny Diviča ve Slovinsku narostl odběr proudu z Česka do Rakouska, přičemž přetížená rozvodna Hradec nevydržela a vypadla.
"Dominovým efektem pak došlo k dalším výpadkům, čímž část sítě přešla do ostrovního provozu a v tomto provozním stavu byla část sítě provozována bez negativního dopadu na konečného spotřebitele, komplikace trvaly celý kritický červencový den. Stav nouze byl ukončen až 1 hodinu před půlnocí.
Aby k výpadkům sítě ČR v budoucnu nedocházelo, pozastavili distributoři elektřiny v únoru 2010 na základě požadavku ČEPS a.s. vyřizování žádostí o připojení nových obnovitelných zdrojů do energetické sítě. Toto pozastavení může trvat až do doby, než bude k dispozici dostatek špičkových energetických zdrojů, které budou schopné krýt výpadky výroby elektřiny způsobené např. bezvětřím nebo zakrytím slunce mraky nebo tak jako v USA nejmodernější regulační systém provozu sítě.

Ing. František Zoul
Přední brněnský energetik stojící na pozadí adresy www.infoenergie.cz. Dlouholetý poradce portálu Elektrika.cz.