Veterná energia

1. Veterná energia GJAR Spracovali: Ondrej Bednarčák, 3.D Matúš Benko, 3.D Júlia Botková, 3.D Školský rok: 2006/2007

2. Zdroje: • http://nic.fns.uniba.sk/zp/fond/obnov/5.htm • http://www.endlessenergy.com/news/fenner_virtual_tour.shtml • http://www.studentske.sk/web.php?sk=Veterna_elektraren.htm&pred=fyzika • http://www.ekoskola.sk/en_veterna_vyuzitie_prax.htm • http://www.greenpeace.sk/medianet/archiv/national/story/story_103.html

3. Čo je to vietor a ako vzniká? • Energia vetra má svoj pôvod v slnečnej aktivite. Tým, že slnko ohrieva vzduch v atmosfére, prebiehajú v nej zmeny tlaku - a tak nie je Zem obalená nehybnou masou vzduchu ale dochádza k neustálemu prúdeniu, ktoré nazývame vietor. Vietor vanie z oblasti s vyšším tlakom do oblasti stlakom nižším a pri rovníku sa stáča vplyvom zemskej rotácie.

4. Veterná → mechanická → elektrická energia • Energia prúdenia vetra roztáča listy rotora a takto vytvorenú mechanickú energiu využíva generátor na výrobu elektrického prúdu. • Veterné turbíny môžu pracovať buď na odporovom alebo vztlakovom princípe. Turbíny pracujúce na odporovom princípe využívajú tlak vetra na listy rotora, ktoré môžu mať tvar napr. rovinnej dosky, pričom vyvinutá sila poháňa rotor. Takto pracujú najjednoduchšie zariadenia. V turbínach pracujúcich na vztlakovom princípe vietor obteká listy, ktoré majú profil podobný leteckej vrtuli. Listy sú tvarované tak, aby vznikla potrebná vztlaková sila uvádzajúca rotor do pohybu. Na tomto princípe pracuje dnes väčšina veterných turbín vo svete.

5. Rotor má zvyčajne dva alebo tri listy. Trojlistový rotor má o niečo vyššiu účinnosť a jeho chod je hladší, na druhej strane je drahší ako dvojlistový. Listy rotora sa bežne krútia vo výške 20-40 metrov nad zemou. Výkon turbín používaných na výrobu elektriny sa v súčasnosti bežne pohybuje od 300 do 1000 kW. Najväčšia veterná turbína na svete sa nachádza v Nemecku. • Množstvo elektrickej energie, ktoré je možné v danej lokalite turbínou vyrobiť závisí okrem rýchlosti vetra aj na jej veľkosti.

6. Pretože 1 turbína nevyrobí dosť elektrickej energie, musí sa spojiť dokopy viac turbín na veľkom území. Vzniká tak „veterná farma“. Vyše 90% elektrickej energie vyrábanej z vetra sa produkuje v Kalifornii (USA), pričom väčšina veterných fariem sa nachádza v horských priesmykoch. Najväčšou veternou farmou v Európe, ktorá mala byť pripojená na sieť koncom roku 1992, je farma v strednom Walese so 103 turbínami. • Podstatné však je, že cena vyrobenej elektriny z vetra je dnes na mnohých miestach porovnateľná alebo dokonca nižšia ako cena elektriny vyrobenej z uhlia, plynu alebo uránu...

7. Využitie v praxi (všeobecne) • Najčastejším spôsobom fungovania je systém, kedy veterný motor dodáva energiu na priamu spotrebu v rodinnom dome s tým, že ak je energie momentálne nedostatok odoberá energiu zo siete a naopak vyrobené prebytky zasa do siete odvádza. Dôležité je si uvedomiť doplnkovú úlohu malej veternej elektrárne, ktorú môže spĺňať popri inom zdroji energie - predovšetkým slnku. Spojenie slnečnej a veternej energie je v určitom zmysle ideálne. Za slnečných dní je možné elektrinu aj ohrev vody zabezpečiť pomocou kolektorov a fotovoltaických článkov a naopak v období "zlého" počasia kedy je menej slnka ale zvyčajne o to viac vetra, energiu dodáva práve veterná elektráreň. Táto nepriama úmernosť sa uplatňuje predovšetkým v prechodných obdobiach. V lete dominuje energia zo slnka a v zime potom preberá jej úlohu vietor.

8. Využitie a výskyt na Slovensku • Prvý veterný park Cerová (Malé Karpaty) je v prevádzke od októbra 2003. Veterná elektráreň na Ostrom vrchu (Myjava) bola daná do skúšobnej prevádzky v júli 2004 a dokončuje sa výstavba veterného parku Skalité (Kysuce). Oproti prímorským štátom, je u nás menej vhodných lokalít k inštalácii veterných turbín, kde priemerná rýchlosť vetra dosahuje aspoň 5 m/s, no pre celé územie bývalej CSFR sa potenciálne využiteľná plocha pre tieto účely odhadovala na 8500 km2. Mnohé z týchto oblastí sú však z technického hľadiska alebo z hľadiska ochrany prírody nevyužitelné.

9. Prečo sa veterná energia využíva takto obmedzene? • Navzdory pozitívnemu vývoju je nutné uviesť, že existuje niekoľko významných rozdielov medzi veternými elektrárňami a klasickými elektrárňami na fosílne palivá, ktoré negatívne ovplyvňujú ich ďalší rozvoj.

10. Potrebné je inštalovať veľký počet turbín rozmiestnených na veľkom priestore, aby bolo možné zabezpečit dostatočné množstvo energie. Každá turbína je z hľadiska výkonu veľmi malá v porovnaní s typickou elektrárňou na fosílne palivo. Aj tie najväčšie turbíny dosahujú len tisícinu výkonu modernej uhoľnej alebo atómovej elektrárne. • Veternú elektráreň nieje možné umiestniť tam, kde by to bolo najviac potrebné, ale len tam, kde sú na to vhodné poveternostné podmienky. • Vietor nefúka stále konštantnou rýchlosťou, čo znemožňuje využívať veterné elektrárneako výlučný zdroj energie bez nutnosti zálohovania.

11. Napriek uvedeným nedostatkom sa veterná energia vďaka nízkej cene vyrábanej elektrickej energie, ktorá je na mnohých miestach konkurencieschopná cene energie získanej v uhoľnej alebo atómovej elektrárni, stala najrýchlejšie sa rozvíjajúcim sektorom medzi obnoviteľnými zdrojmi energie.

12. Plusy veternej energie • pri malých výkonoch ľahká údržba a obsluha • možnosť pracovať plne automaticky • dajú sa kombinovať s inými elektrárňami, napr. s fotovoltickou, kolektorovou,...(pri vzájomnej kombinácii sa dosiahne vyšší výkon na rovnakej ploche) • výkon generátora rastie s treťou mocninou rýchlosti vetra (pri rychlosti 6 m/s získame osem krát viac energie ako pri rýchlosti 3 m/s) • vytvára nové pracovné príležitosti (výroba turbín, odborné až vedecké poznatky,…) • nepotebuje žiadne palivo • neprodukuje žiadne emisie

13. Mínusy veternej energie • výkon elektrárne závisí od rýchlosti vetra • elektráreň najčastejšie pracuje len pri rýchlosti vetra 3 až 20 m/s • pri veľkých elektrárňach zložité riadenie • výrazná hlučnosť niektorých starších typov

14. Porovnanie s hnedým uhlím Jedna veterná turbína s ročným výkonom400000kWh, ktorá pokryje spotrebu asi 300 domácností nahradí 120 ton čierneho alebo 200 ton hnedého uhlia a do atmosféry teda nepribudnú ďaľšie:

15. Greenpeace a veterná energia • „Atómová energia bráni rozsiahlejšiemu rozvoju obnoviteľných zdrojov energie v mnohých krajinách,“ povedal Jan Van de Putte, vedúci energetickej kampane Greenpeace v Belgicku. „Atómová energia je umelo zvýhodňovaná – obmedzeným ručením energetických spoločností za odškodnenie v prípade nehody, dotovaným výskumom, slobodným prístupom do energetických sietí, čo vytvára neférovú konkurenciu na trhu s elektrinou. Greenpeace podporuje rozvoj obnoviteľných zdrojov a požaduje ukončenie týchto privilégií jadrovej energetiky.“ • „Faktom je, že veterná energia je v súčasnosti lacnejšia než atómová, to znamená, že spolu s kogeneračnými jednotkami a úsporou energie existuje realistická alternatíva k atómovej energii (alt.: je k dispozícii alternatíva...),“ povedal Van de Putte. „To znamená, že by bolo hlúpe udržiavať nebezpečné reaktory v prevádzke ešte 23 rokov. Členovia belgického parlamentu, ktorí sa zúčastnia hlasovania, musia prevziať zodpovednosť za budúce generácie a odstrániť prekážky obnoviteľným zdrojom energie.“

16. Náhľad do histórie... • Prvá zlatá doba veternej energie nastala ešte pred druhou svetovou vojnou v Dánsku, v tej dobe tam bol inštalovaný celkový výkon 50 kW. Po vojne sa rozvoj tohto druhu energie takmer úplne zastavil pre všeobecné nadšenie ropným priemyslom a jeho vtedy ešte lákavými perspektívami. Negatívne následky spalovania fosílnych palív ako smog, kyslé dažde, sklenníkový efekt vtedy nikoho príliš netrápili a pojem vyčerpatelnosť surovinových zdrojov vtedy nikdo nebral príliš vážne. Práve preto sa veterná energia dočkala svojho znovuobjavenia až v sedemdesiatych rokoch - počas ropnej krízy.

17. Obrázky

25. Video

26. Záver • Vďaka tejto práci sme získali nové poznatky, ktoré sa nám určite zídu a snáď aj ovplyvnia naše správanie v budúcnosti. • My sami si musíme vybrať cestu, ktorou pôjdeme za získaním energie a nech sa už vyberieme po ktorejkoľvek, hlavné je aby sme sa rozhodli samostatne a nespoliehali sa na ostatných.