Vietor človek dokázal vo svoj prospech využívať už pred tisíckami rokov, ale veterná energia premieňaná v turbínach na elektrickú energiu je pomerne mladý zdroj.

Kým v okolitých krajinách sú celé oblasti pokryté veternými turbínami, u nás je ich len pár. Dá sa veterná energia na Slovensku využívať?

Princíp fungovania veternej elektrárne je v zásade jednoduchý. Ide o premenu kinetickej energie (energie pohybu) na elektrickú. Je to prírodný a obnoviteľný zdroj energie, ktorý by mal podľa očakávaní tvoriť hneď po solárnej energii druhý najvýznamnejší zdroj energie ľudstva.

Ako funguje veterná elektráreň?

Zariadenia, ktoré premieňajú veternú energiu na elektrickú, sa nazývajú veterné turbíny. Dosahujú výšku niekoľkých desiatok metrov.

Hoci sa skladajú z takmer 8 000 rôznych komponentov, ich základné časti sú iba tri: rotor, generátor a systém natáčania rotora podľa smeru vetra.

Vrtule rotora prenášajú zachytenú veternú energiu na hriadeľ, ktorý sa vďaka tomu pomaličky otáča.

S hriadeľom je spojený generátor.

Aj na starých veterných mlynoch bola možnosť otáčať lopatky vrtule po smere vetra. Robilo sa to však ručne. Dnes túto úlohu zvládajú sofistikované systémy, ktoré prispôsobujú lopatky rotora vždy tak, aby sa do nich opieral vietor.

Klasické horizontálne veterné turbíny musia mať okrem toho aj dômyselný systém brzdenia lopatiek a odolnosť voči turbulenciám.

Novšie a zatiaľ menej známe vertikálne turbíny sú v porovnaní s nimi stabilnejšie, tichšie, odolnejšie voči silnému vetru a keďže dokážu fungovať aj pri nižšej sile vetra, sú spoľahlivým zdrojom energie. Preto sú vhodné aj do obcí a miest.

Koľko stojí veterná elektráreň

Hoci vietor fúka zadarmo, veterná energia zadarmo nie je. Postaviť veternú elektráreň, ktorá bude silu vetra premieňať na elektrickú energiu, si totiž vyžaduje značné vstupy.

Každá jedna turbína stojí desiatky až stovky tisíc eur – podľa veľkosti a princípu fungovania. Prirátať treba aj stavebné povolenia, výstavbu a prevádzku elektrárne, ktorá však tvorí iba zlomok z celkovej ceny.

Dlho diskutovanou je otázka bezvetria, keď je priemerný výkon veternej elektrárne nižší ako jej inštalovaný výkon, čo znamená finančné straty.

Prax ukazuje, že využívanie veternej energie je ekonomicky a energeticky výhodnejšie, keď sú veterné turbíny rozložené na dostatočne veľkej ploche. Inak povedané, čím viac je v krajine veterných turbín, tým viac sa dá spoľahnúť na tento zdroj energie a zároveň je lacnejšia.

Za veterný park (veternú farmu) sa považujú tri veterné turbíny postavené v jednej lokalite. Postaviť ich blízko seba je lacnejšie, zároveň však platí, že sa takto turbíny vzájomne ochudobňujú o výkon.

Preto krajiny s prístupom k moru (Nemecko, Veľká Británia, Dánsko) budujú čoraz viac veterných turbín na mori neďaleko pobrežia. Vzdialenosti medzi jednotlivými turbínami sú väčšie ako na pevnine a vďaka vyššej sile vetra dosahujú aj vyššie výkony.

Najväčšia veterná elektráreň na svete

Aj najväčšia veterná elektráreň na svete je postavená na vode. Stojí 90 km východne od Britských ostrovov a postavila ju dánska energetická spoločnosť Orsted.

Hornsea 2, ako sa projekt volá, tvorí 165 veterných turbín, každá s výkonom 8 MW. Do prevádzky bola spustená v januári tohto roka a ešte je vo fáze testovania.

Keď však začne fungovať na plný výkon, bude nielen najmladšou, ale aj najvýkonnejšou veternou elektrárňou na svete. Dokáže zabezpečiť elektrickú energiu pre viac ako 1,3 milióna domácností.

Čoskoro má byť však jej prvenstvo prekonané, pretože dánsky Orsted už pracuje na projektoch Hornsea 3 (elektrina pre 2 milióny domácností) a Hornsea 4.

Veľká Británia sa týmto projektom stala svetovou jednotkou vo využívaní veternej energie.

Čínsky obor

Prvenstvo, pokiaľ ide o najväčšiu veternú turbínu na svete, si zatiaľ drží Čína. Minulý rok oznámila spoločnosť MingYang Smart Energy vývoj morskej veternej turbíny, ktorá bude ešte väčšia ako obrovská turbína Haliade-X od spoločnosti GE.

Dostala meno MySE 16.0-242 a pôjde o 242 metrov vysoké monštrum s výkonom 16 MW. Jedna turbína tak zvládne uspokojiť energetické nároky až 20-tisíc domácností.

Zvyšovanie počtu veterných elektrární rovnako ako zväčšovanie ich rozmerov bude pravdepodobne viesť k znižovaniu ceny elektrickej energie vyrobenej z vetra.

Veterná energia na Slovensku

Na Slovensku máme zatiaľ jediný veterný park, a to v obci Cerová na Záhorí. Od roku 2003 vyrábajú štyri veterné turbíny s priemerom 47 metrov 4 000 MWh elektriny ročne.

Veterný park by mal teoreticky vyrásť aj neďaleko obcí Rohov a Popudinské Močidľany. Ministerstvo životného prostredia aktuálne posudzuje dva projekty od dvoch rôznych spoločností.

Oba rátajú s výstavbou siedmich turbín, no každá s iným variantom technológie.

Proti výstavbe tohto veterného parku sa zdvihla vlna odporu verejnosti. Stanoviská štátnych orgánov ešte nie sú známe.

Teoretický potenciál na využívanie veternej energie na výrobu elektriny je u nás v horských oblastiach (Orava, Kysuce, Spiš, Malé Karpaty) a v tých lokalitách Podunajskej nížiny, kde vietor dosahuje rýchlosť aspoň 5 m/s.

Odhadovaný potenciál veternej energie pre Slovensko je podľa enviroportálu 600 GWh ročne, čo je v porovnaní s inými alternatívnymi zdrojmi energie veľmi málo.

Je teda zrejmé, že veterná energia sa na našom území veľmi využívať nebude.

Výhody a nevýhody veternej energie

Tak ako všetko na svete, aj využívanie veternej energie má svoje plusy a mínusy.

Medzi výhody veterných elektrární nesporne patrí to, že pri prevádzke nevyužívajú žiadne zdroje a zároveň nevytvárajú odpad.

Zastavaná plocha, na ktorej turbína stojí, je minimálna a dbá sa o to, aby materiály, z ktorých je zložená, boli recyklovateľné.

Tento zelený zdroj energie má však aj svoje negatíva. Pod jeho lopatkami ročne uhynú stovky vtákov a netopierov. Rotory zároveň vytvárajú akustický zvuk aj infrazvuk a narúšajú elektromagnetický signál.

Nevýhodou využívania veternej energie je aj nestálosť zdroja. Ak nefúka alebo, naopak, fúka veľmi silný vietor, rotory stoja a elektrina, ktorá prúdi do siete z veternej elektrárne, musí byť nahradená iným zdrojom.

Zaujímavosti o veternej energii

Využívanie veternej energie je veľmi staré. Ľuďom tento prírodný zdroj energie slúžil na mletie obilia, čerpanie vody do zavlažovacích zariadení aj na pohon dopravných prostriedkov.

Dnes sa veľa úsilia, práce aj finančných prostriedkov sústreďuje na veternú energiu ako zelený zdroj elektrickej energie.

Faktom stále je, že veterné elektrárne patria medzi najmenej predikovateľné zdroje elektriny. Nové nádeje určite prinesie možnosť uskladnenia elektrickej energie vyrobenej takýmto spôsobom. Zatiaľ je to však iba hudba budúcnosti.

Aktuálne tvorí veterná energia asi 10 % celosvetového energetického mixu.

Súčasné moderné veterné turbíny sa princípom v podstate nelíšia od prvej turbíny, ktorá bola postavená v roku 1941 vo Vermonte v USA. Samozrejme, medzitým sa zásadne zdokonalili najmä materiály, z ktorých sa veterné elektrárne vyrábajú.

Lopatka tej prvej zlyhala už po 1 000 hodinách práce. K poškodeniu došlo na jej slabom mieste, ktoré nebolo posilnené pre nedostatok suroviny spôsobný druhou svetovou vojnou.

Malú veternú turbínu na dvore alebo na dome môžu mať aj jednotlivé domácnosti. Určite to nebude hlavný zdroj elektrickej energie, ale môže slúžiť ako doplnkový zásobník na napájanie niektorých spotrebičov.