Hybridní energetické zdroje lokální Josef Luťcha, červenec 2012

Hybridní energetické zdroje lokální Josef Luťcha, červenec 2012 [email protected]

1 Spotřeba elektrické energie budovy Hybridní soustavou se zde rozumí, že jsou lokálně a současně k dispozici dva energetické zdroje. Jedním z těchto zdrojů jsou fotovoltaické panely, které konvertují sluneční záření na elektrickou energii přímo. Druhým zdrojem větrná elektrárna přeměňuje kinetickou energii větru na energii elektrickou. Vítr - proudění vzduchu - je způsoben rozdílnými teplotami povrchů země což je opět způsobeno různými podmínkami pro absorpci slunečního záření. Dále uvedený postup při výběru a dimenzování hybridní soustavy odpovídá energetickým potřebám samostatné budovy. Tepelné ztráty rezidenčních a komerčních budov jsou významnou složkou energetické spotřeby. Zvýšením účinnosti tepelných izolací lze dosáhnout cíle norem některých rakouských zemí ve spotřebě tepla 50 kWh/rok a m2 podlahové plochy. Bude li velikost podlahové plochy samostatné budovy rovna 250 m2 potom roční spotřeba tepla má hodnotu 250 x 50 = 12 500 kWh a denní spotřeba 12 500 / 365 = 34,3 kWh/den. Pro krytí této spotřeby je výhodné využít tepelné čerpadlo. Současné zkušenosti s tepelnými čerpadly ukazují, že jejich denní provoz po dobu šesti hodin je dostatečný pro krytí tepelných ztrát budovy. Tudíž odpovídající tepelný výkon čerpadla v hodnotě 34,3 x 6 = 5,72 kW by měl být pro definované podmínky dostatečný. Účinnost současných tepelných čerpadel je charakterizována hodnotou topného faktoru (Coefficient Of Performance) rovnou čtyřem. Odtud elektrický příkon tepelného čerpadla je roven hodnotě 5,72 / 4 = 1,63 kW e. Při provozování tepelného čerpadla po již zmíněnou dobu šesti hodin denně spotřeba elektrické energie je 1,63 x 6 = 9,78 kWh, nebo též 9 780 Wh/den. Obvyklý postup při zjišťování spotřeby elektrické energie budovy je zpracování seznamu všech elektrických spotřebičů, jejich elektrický příkon a průměrné trvání provozu v průběhu jednoho dne. Pro tuto úlohu jako vodítko jsou použity údaje rodinného domu, který je vybaven tepelným čerpadlem a z hlediska přívodu energií pouze jediným zdrojem je odběr z elektrické rozvodné sítě. 255 m2 je velikost podlahové plochy tohoto domu. V tomto kontextu relevantní informace jsou následující:

Počet Světla Venkovní světla TV Video Počítač Mrazák Chladnička Sporák Pračka Bazén Tepelné čerpadlo Malé spotřebiče Celkem

20 10 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2

Příkon W 13 10 250 150 180 180 180 750 1200 750 1700 500

Wh/den

Denní provoz hodiny 4 8 4 1 6 12 12 4 3 3 6 3

Denní spotřeba Wh 1040 800 2000 300 2160 4320 4320 6000 3600 2250 10200 3000 39990

1

2 Větrné elektrárny Je přirozené, že elektrický výkon větrné elektrárny je závislý na lokálních větrných podmínkách. Dokument, který je obsažen v souboru Hybrid_VE&PV_02.pdf (1), dosti podrobně popisuje postupy při zjišťování větrných podmínek. Při proudění větru podél povrchu lze zjistit, že rychlost větru se zvětšuje při stoupající výšce, toto je způsobeno vzniklou meznou vrstvou. Tento jev je ilustrován dále uvedeným vertikálním rychlostním profilem. Odtud je patrné výrazné zvětšení rychlosti větru až do výšky kolem 40 – 50 m.

Vzhledem k tomu, že výkon větrné elektrárny je v podstatě úměrný třetí mocnině rychlosti větru je snahou umístit osu rotoru co nejvýše. Následující graf ilustruje tento trend kvantitativně.

2

Je li uvažován nominální výkon při výšce osy rotoru 30 stop (9,1 m) potom jeho růst v dalších výškách je následující: Výška osy rotoru 30 stop, 9,1 m 60 stop, 18,3 m 90 stop, 27,4 m 120 stop, 36,6 m 150 stop, 45,7 m

Zvýšení v % 0 41 75 100 124

Proudění větru může být významně ovlivněno překážkami a tvarem terénu. Níže uvedený náčrt ukazuje vznik úplavu a vírů za překážkou. Tento prostor pro správnou funkci větrné elektrárny je nevýhodný.

Další ilustrace větrných podmínek ukazuje instalaci větrné elektrárny v blízkosti hradby lesa. Aby se zabránilo negativnímu vlivu zpětného proudění větru je nutné, aby výška osy rotoru umožnila zachovat dostatečnou vzdálenost mezi obvodovou kružnicí listů a vrcholky stromů – nejméně 10 m. Dále se ukazuje správné umístění větrné elektrárny ve zvlněné kopcovité krajině a to tak aby byl respektován převládající směr větru.

3

Následující ilustrace ukazuje správnou volbu výšky osy rotoru tak aby větrná elektrárna nebyla umístěna v závětří osamělé budovy.

V případě, že je větrná elektrárna umístěna na střeše budovy výšku osy rotoru je nutné volit tak, aby větrná elektrárna pracovala v prostředí malého vlivu interference proudění větru s okolními budovami.

4

Souhrnná doporučení pro vhodné umístění větrné elektrárny naznačují níže uvedené náčrty.

Dobrou základní informací o větrných podmínkách ve specifické lokalitě je větrná mapa České republiky, Anon., Česká Akademie Věd, Ústav fyziky atmosféry, Praha 2002 (2). Další údaje o rychlosti větru lze získat z meteorologických stanic, letiště nebo samostatných, které jsou umístěny blízko specifické lokality. Následující tabulka uvádí některé meteorologické stanice s průměrnou rychlostí větru ve výšce 10 m a výšce 35 m. Údaje jsou vypočítány pro drsnost povrchu typu osamělé domy a keře. Průměrná rychlost větru – m/s Název stanice

v 10 m 2,45 2,63 2,71 2,86 3,36 3,42 3,66 3,78 3,92 4,00 4,24 4,41 8,50 8,88 10,31

Bechyně Plzeň – Dobřany Karlovy Vary Cheb Brno – Tuřany Liberec Hradec Králové Holešov České Budějovice Náměšť nad Oslavou Ostrava – Mošnov Praha – Ruzyně Fichtelberg Milešovka Sněžka

5

v 35 m 3,15 3,38 3,48 3,68 4,32 4,39 4,70 4,86 5,04 5,14 5,45 5,67 10,92 11,41 13,25

6

Užitečné informace, v podstatě nepřímá měření, poskytne pozorování lokální vegetace. Stromy, zejména jehličnany, se trvale deformují převládajícím silným větrem. Jak naznačují následující symboly z tvaru trvalé deformace lze odhadnout lokální sílu větru.

Význam indexů je následující: IV Trvale ohnuté větve V Částečně ohnutý kmen stromu VI Kompletně ohnutý kmen VII Trvalá kobercová pokrývka

0 Žádná trvalá deformace I Roztřepení a mírně ohnuté větve II Málo ohnuté větve III Středně ohnuté větve

Přímé monitorování měřením rychlosti větru na místě dává jasnou odpověď jaké jsou zdroje větrné energie. Je nutné aby měření bylo dlouhodobé. Ovšem i když měření se provádí po dobu jednoho roku výsledky nemusí být nutně reprezentativní pro provozování větrné elektrárny v rámci životnosti (15 až 20 roků). Při jednoročním měření může být rok výjimečně větrný nebo málo větrný. Bylo by tedy užitečné znát rychlosti větru v období 11 až 15 let aby bylo možno brát v úvahu změny roční průměrné rychlosti větru a meteorologických cyklů. Nejsou li prováděna měření rychlosti větru ve specifické lokalitě, což je asi obvyklý případ, dobrým vodítkem jsou data zaznamenaná na nejbližší meteorologické stanici. Je li stanic několik měla by být vybrána taková která nejlépe reprezentuje profil větru – výsek proti větru.

7

Uspořádání malých větrných elektráren. V porovnání s větrnými elektrárnami velkých výkonů malé elektrárny vykazují některé odlišnosti. Lze jmenovat:   

Vzhledem k tomu, že výška osy rotoru se pohybuje kolem 35 m rychlosti větru jsou obvykle v rozmezí od 1,5 m/s do 8 m/s. Větrná elektrárna pracuje v obtížných podmínkách jako jsou prudké nárazy větru, úplav za blízkými překážkami, prach, písek. Větrná elektrárna má jednoduchou konstrukci, obvykle pouze tři rotační pohyby jako je otáčení rotoru, natáčení do směru větru a otáčivý pohub celé části za účelem ochrany při překročení limitu rychlosti větru – over-speed limit. Mohou být ale jenom dva, otáčení rotoru a natáčení do směru větru.

Před dvěma roky se objevila zajímavá konfigurace větrné elektrárny s názvem Windtronics BTPS (Blade Tip Power Systém) 6500. Následující ilustrace ukazuje velmi jednoduchou konstrukci. Elektrická energie je generována na vrcholech rotorových lopatek a výstup je zabezpečen zařízením, které je zabudováno ve věnci. Do směru větru je natáčena ocasními plochami.

8

Základní specifikace této větrné elektrárny jsou následující:

Další informace lze získat na www.windtronicseast.eu (3). Elektrický výkon větrné elektrárny se v podstatě mění se třetí mocninou rychlosti větru, který vane ve směru osy rotoru, ovšem kvantitativně je vyjádřen výkonovou křivkou. Větrné elektrárny jsou koncipovány tak, aby začaly vyrábět elektrickou energii při rozběhových rychlostech větru, cut-in wind speed, - pro malou větrnou elektrárnu - v oblasti kolem 2 m/s a dosahovaly maximálního výkonu při nominálních rychlostech větru, rated wind speed, kolem hodnoty 15 m/s.

9

Výkonová křivka větrné elektrárny Windtronics BTPS 6500 je prezentována následující závislostí výkonu na rychlosti větru.

Průběh výkonové křivky této větrné elektrárny se odlišuje od obvyklého tvaru větrných elektráren jiné konfigurace. Je to především deklarovaná hodnota rozběhové rychlosti větru 0,2 m/s. I když věnec, který ovlivňuje aerodynamické chování, může přispět k dřívějšímu vzniku efektivních obvodových silových složek na rotoru indikovaný výkon 15 W, nebude pravděpodobně dostatečný k překonání brzdného odporu v ložiskách. Rozběhová rychlost větru v hodnotě 1,5 m/s, s odpovídajícím výkonem kolem 40 W, bude asi korespondovat s reálnými podmínkami. Při dosažení maximální přípustné rychlosti větru 17 m/s je zapnuta elektromagnetická brzda, což zabrání mechanickému poškození jak rotoru, tak i věnce. Pro výpočty výkonů větrné elektrárny při různých rychlostech větru algebraická forma výkonové křivky je užitečným nástrojem. Pro tento účel se nabízí regresní analýza dat odečtených z výše uvedeného grafu, kde nezávislou veličinou je rychlost větru a závislou je výkon větrné elektrárny. Jako regresní funkce je vybrán polynom třetího stupně. Výsledek regrese je ilustrován následovně.

10

Regresní analýza umožňuje vyjádření výkonu větrné elektrárny následujícím výrazem:

Měrná hmotnost vzduchu se mění v závislosti na jeho teplotě a výšce nad hladinou moře. Při použití informací U. S. Standard Atmosphere tato závislost je vyjádřena takto:

11

Elektrická energie produkovaná danou větrnou elektrárnou se výrazně mění s odchylkou rychlosti větru od její střední hodnoty. Např. jestliže 50 % časového úseku je rychlost 12 m/s a 50 % 0 m/s větrná elektrárna vyrobí podstatně více energie celkem než když 100 % tohoto časového úseku je rychlost větru 6 m/s. Tedy pro časový úsek v trvání 100 hodin je v prvním případě (při použití uvedeného výrazu pro výpočet výkonu větrné elektrárny na hladině moře a teplotě vzduchu 20°C – měrná hmotnost vzduchu 1,225 kg/m3) vyrobená energie:

a ve druhém případě je vyrobená energie:

Podle tohoto příkladu, pro vyhodnocení očekávané produkce elektrické energie v dané lokalitě je tedy nutná znalost distribuce rychlosti větru obvykle v průběhu jednoho roku. Tato informace se uvádí formou sloupcového diagramu, který udává procentuální výskyt rychlosti větru v třídách o šířce 1 m/s, viz níže uvedený příklad.

Zde lze rozpoznat, že rychlost větru mezi hodnotami 3 a 4 m/s mají výskyt 15,5 %. Pro kvantitativní vyjádření rozdělení rychlosti větru byly zavedeny pravděpodobnostní funkce. Často je to dvou parametrová funkce Weibull a nebo jedno parametrová funkce Rayleigh. Pro danou oblast jsou často k dispozici pouze údaje o středních hodnotách rychlosti větru, i když vyplývají z dlouhodobých měření. Informace o časovém rozdělení rychlosti větru nejsou, viz dříve uvedené údaje z vybraných meteorologických stanic. Přesto lze zjistit časově „průměrný“ výkon větrné elektrárny za určité období. Tedy využitím předpokladu, že rozdělení rychlosti větru koresponduje s pravděpodobnostní funkcí Rayleigh, výraz pro zmíněný výkon je následující:

12

Publikace „Obnovitelné zdroje energie a možnosti jejich uplatnění v České republice, ČEZ Praha 2007“ (4), uvádí rozbor větrných podmínek v České republice. Zde jsou prezentovány roční průměrné rychlosti větru v různých lokalitách. V tomto rozboru jsou uváděny hodnoty jak pro „referenční“ oblasti tak i pro oblasti kde je „větrno“. Za předpokladu, že průměrná výška nad hladinou moře je 300 m a průměrná teplota je 8°C potom 1,211 kg/m3 je průměrná měrná hmotnost vzduchu. Následující tabulka uvádí rychlosti větru a příslušné hodnoty „časově průměrných“ výkonů větrné elektrárny Windtronics BTPS 6500. Oblast „referenční“ „větrno“

osa rotoru 10 m Rychlost Výkon větru m/s W 4,66 335 5,21 468

osa rotoru 35 m Rychlost Výkon větru m/s W 5,63 591 6,63 965

Vlivem změn rozložení teplot povrchu země, které jsou hnacím motorem větru, v zimním a letním období rychlosti větru se v dané lokalitě mění. V zimě vane vítr silněji a v létě slaběji. Těmto podmínkám odpovídá i výkon větrné elektrárny. Pro kvantifikaci trendů tohoto jevu je využit záznam výroby elektrické energie v jednotlivých měsících roku větrných elektráren ENERCON E-40, které jsou instalovány v Jindřichovicích – Jindřichovice pod Smrkem. Poznámka. 600 kW je jmenovitým výkonem ENERCON E-40, průměr rotoru je 40 m a 45 m je výška osy rotoru. Uvedené údaje, které odpovídají místním podmínkám, jsou konvertovány na charakteristiky větrné elektrárny Windtronics BTPS 6500 a dále prezentovány v grafech.

13

3 Solární fotovoltaické články Druhým paralelním zdrojem elektrické energie v hybridní soustavě jsou solární fotovoltaické články. Sluneční záření – tok fotonů – dopadá na velkoplošnou diodu s PN přechodem. Přitom jsou generovány elektricky nabité částice (pár elektron-díra). Elektrony (-) a díry (+) jsou separovány vnitřním elektrickým polem PN přechodu a tak vzniká napěťový rozdíl mezi předním (-) a zadním (+) kontaktem článku. Vnějším zátěžovým obvodem zapojeným mezi kontakty protéká stejnosměrný elektrický proud, který je úměrný intenzitě slunečního záření. Tedy tímto mechanizmem dochází k přímé přeměně slunečního záření na elektrický proud. Tento jev je ilustrován na následujícím obrázku.

Napěťový rozdíl článku má přibližně hodnotu 0,5 V. Sériovým propojením více článků lze získat napětí, které je již použitelné v různých typech fotovoltaických systémů, obvykle jde o napětí 12, 24 a 48 V. Paralelním propojením skupin se zvyšuje proud. Energetická účinnost přeměny slunečního záření na elektrickou energii je ovlivňována technologií výroby fotovoltaických článků. V současnosti jsou produkovány články na bázi různých substrátů. Mohou to být typy Polysilicon, Monosilicon, Monocrystalline, Multi-Crystalline, Polycrystalline silicon. Z mnoha společností lze vybrat, jako příklad, z řady Caymax Monocrystalline. V tomto případě měrný výkon se pohybuje kolem hodnoty 180 W/m2 a energetická účinnost se blíží 20 %. Obvyklé uspořádání vychází z článku (cell), přes moduly (modules) na panely (array). Dále uvedený náčrt ilustruje řazení a rozměry jednoho z řady Caymax s výkonem 240 W a typovými rozměry 1640 mm x 990 mm.

14

V souvislosti s charakteristikami fotovoltaických článků dokument, viz soubor Hybrid_WT&PV_Publish_Cor.pdf (5), podává další užitečné informace. Např. je zde popsána závislost elektrického výkonu na změnách intenzity ozáření nebo vliv teploty PN přechodu na elektrický výkon. V úvodu tohoto dokumentu je popsána úloha, která souvisí s dodávkou elektrické energie hybridní soustavou. Spotřeba elektrické energie budovy je specifikována průměrnou hodnotou 40 kWh/den. Pro požadovaný nominální elektrický výkon solárních panelů 10 kW lze stanovit jejich potřebnou ozařovanou plochu. Při aplikací již zmíněných článků z řady Caymax Monocrystalline, které jsou charakterizovány měrným elektrickým výkonem 180 W/m2 a ozařovanou plochou 1,44 m2, potřebný počet panelů bude:

Panely mohou být uspořádány – montovány v řadách a to v poloze vertikální anebo horizontální. V případě horizontálního uspořádání celá plocha může být osazena pěti řadami po osmi panelech – tedy obdélník s delší stranou 8 x 1,6 = 12,8 m a kratší stranou 5 x 0,8 = 4 m. Následující obrázky uvádějí příklady montáže.

Panely mohou být též instalovány na samostatném přístřešku, zvláště tehdy není li na střeše budovy dostatek prostoru. Přístřešek může být také vhodně orientován ke směru dopadajících slunečních paprsků.

15

K dobrému využití instalované plochy solárních panelů sluneční paprsky by měly dopadat přímo na tuto plochu. Ovšem vlivem např. mraků dochází k jejich odrazu, absorpci, rozptylu a vzájemné interferenci již v atmosféře, jak to ilustruje následující obrázek.

Zatímco popsané jevy nelze prakticky ovlivnit po dopadu slunečních paprsků na zemský povrch je možné vhodnou prostorovou orientací solárních panelů získat co největší podíl slunečního záření dopadajícího přímo ale i difuzí paprsků odražených. Opět následující obrázek tuto situaci ilustruje.

Panely by měli být otočeny ke slunci, tj. nasměrovány na jih, jihovýchod anebo jihozápad. Úhel sklonu panelu je v podstatě určován zeměpisnou šířkou lokality. V České republice to může být mezi 30° a 45° vzhledem k horizontu. Stínění panelů okolními objekty snižuje jejich výkon. Kritické podmínky pro tento vliv jsou v době, když je slunce v zenitu.

16

Na povrch České republiky dopadá sluneční záření s průměrnou intenzitou 800 W/m2 ale skutečná intenzita závisí na lokalitě, ročním období a klimatických podmínkách (4). Podrobnější informace v tomto směru lze získat pomocí Geografického informačního systému PVGIS – Fotovoltaický GIS http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/ (6). Ukázka prezentace systému následuje.

Publikace (4) uvádí potenciál možností instalace solárních panelů v České republice. Zde se zjišťuje, že největší oblast pro využití těchto systémů je v obytných budovách. Je nutné zdůraznit, že tato predikce byla ovšem vyslovena v roce 2007. V případě rodinných domů bylo počítáno s tím, že na 70 % všech těchto objektů bude nainstalován výkon 5 kW na každém. Měsíční objemy elektrické energie vyrobené těmito systémy o celkovém možném výkonu 20 MW jsou naznačeny na následujícím grafu.

17

Údaje uvedené v grafu lze též využít po normalizaci pro odhad distribuce výroby elektrické energie v průběhu roku navrhovaných solárních panelů. Pro stanovení generované elektrické energie solárními panely lze uvažovat s roční dobou trvání osvitu, v prostoru České republiky, 1000 – 1200 hodin (5). Tudíž při nominálním výkonu 10 kW průměrná denní produkce elektrické energie bude:

Přesnější postup uvádí Anon., Photovoltaics in Buildings, Dpt of Enterprise, Ireland DT/Pub URN 06/1972. 4 Provozování hybridní soustavy Větrné elektrárny a solární fotovoltaické panely pracují paralelně. Vyrobenou elektrickou energii dodávají společně lokálnímu sotřebiteli, tj. budově. Z hlediska konfigurace se uvažuje, že 5 kW je nominálním výkonem slunečních fotovoltaických panelů. Pokud se týká větrných elektráren budou nainstalovány dvě jednotky Windtronics BTPS 6500. Předpokládá se, že větrné podmínky korespondují s oblastí referenční (výkon jedné je 335 W) tak i s oblastí kde je větrno (výkon jedné 468 W). Z důvodů konsistence produkce elektrické energie větrných elektráren je uvažována v jednotkách kWh/den. Tedy:

Celková průměrná produkce elektrické energie obou zdrojů je tedy:

Pro osvěžení paměti, průměrná spotřeba elektrické energie budovy je specifikována hodnotou 40 kWh/den. Srovnání této hodnoty s průměrnou produkcí elektrické energie obou zdrojů naznačuje, že jejich kapacita je dostatečná pro krytí elektrických potřeb budovy. Je ale nutné uvážit dynamické změny v čase a to jak produkce tak i spotřeby elektrické energie. Tato hlediska jsou předmětem dalších úvah. 18

2 x Windtronics BTPS 6500 plus 10 kW fotovoltaic panels

3 x Windtronics BTPS 6500 plus 6 kW fotovoltaic panels

19

Prezentované grafické vyjádření produkce a spotřeby elektrické energie indikuje jistá doporučení. Výsledkem instalace dvou jednotek větrných elektráren spolu s 5 kW nominálním výkonem fotovoltaických panelů by v letních měsících byl velký přebytek nespotřebované elektrické energie kterou by musela pojmout rozvodná síť. Naopak v zimních měsících, kdy jsou všší nároky na dodávku tepla spotřeba elektrické energie tepelným čerpadlem by musely být kryta odběrem z rozvodné sítě. Konfigurace hybridní soustavy, tři jednotky větrných elektráren spolu s 3 kW nominálním výkonem fotovoltaických panelů, by se projevovala nižší interakcí s rozvodnou sítí. Popisovaná hybridní soustava se projevuje časovým nesouladem mezi produkcí a spotřebou elektrické energie. To je důvodem proč je nutný zásobník elektrické energie. U autonomních soustav k tomuto účelu obvykle souží baterie. Takovýto postup je detailně popsán v dokumentu zde označeným jako reference (5). Vzhledem k tomu, že rozvodná síť je věeobecně přístupná baterie nejsou nutné. Následující schéma naznačuje hlavní prvky a vazby hybridní soustavy včetně připojení k rozvodné síti.

20

Z hlediska elektrického, větrné elektrárny obvykle vyžadují usměrňovač (rectifier) a střídač (invertor) pro úpravu elektrického proudu na podmínky rozvodné sítě, tj. frekvenci 50 Hz a napětí 220 -230 V. Fotovoltaické články, sdružené do panelů, generují elektrický proud stejnosměrný. Tudíž jeho úprava nejméně vyžaduje použití střídače. Několik obrázků prezentuje příklady architektonického uspořádání s fotovoltaickými panely a větrnou elektrárnou Windtronics BTPS 6500.

21

5 Legislativní hlediska Obvyklou součástí větrných elektráren jsou stožáry, sloupy nebo věže. Při stavbě je potřebné uvážit nejen lokalitu a vzájemnou polohu s okolím ale také vliv na prostředí. Součástí příprav jsou minimálně jednání se stavebními úřady i když větrná elektrárna umístěna na pozemcích vlastníka v blízkosti budovy. V případě větrné elektrárny Windtronics BTPS 6500 lze rozpoznat několik odlišností od standardních postupů. Tato větrná elektrárna je koncipována tak, že je možná její instalace na střeše budovy aniž by bylo nutné stavět stožár. Věnec o průměru 1,8 m efektivně stíní kmitavý pohyb listů, což může být iritující. Větrná elektrárna je přímo připojena do elektrických rozvodů budovy. Oblast solární fotovoltaiky je v České republice postupně řízena celou řadou předpisů a vyhlášek, v počátku zaměřených na podporu tohoto směru. Důležitým krokem bylo zavedení motivace ve formě tzv. zeleného bonusu, což reprezentuje platbu ve výši 12 Kč za každou kWh, která je vyprodukována fotovotaickou soustavou. Záhy se ukázalo, že v důsledku těchto pravidel, v podstatě pouze administrativní povahy, je nutné zvýšit kapacity zálohových strojů v elektrárnách a změnit trasy v přenosových sítích, v podstatě dosti nákladově náročná opatření. Záhy byl zaznamenán prudký růst výstavby fotovoltaických elektráren, prakticky bez jediného technicky podloženého regulačního zásahu. V současnosti je ale zavedeno pravidlo administrativního charakteru, který vedl ke snížení zeleného bonusu a zavedení daně pro instalované výkony větší než 30 kW. Tato opatření se ovšem tolik neodrazí v hybridních soustavách, protože výkonové kapacity fotovoltaického segmentu jsou prakticky vždy menší než 30 kW.

22

Při plánování stavby větrných elektráren dosti častými námitkami jsou jejich hlukové charakteristiky. Hlavními zdroji hluku jsou aerodynamické podmínky při proudění vzduchu rotorem. V této souvislosti se jedná zejména o víry, které vznikají na volných koncích listů. Rychlost otáček a počet listů výrazně ovlivňují dominantní frekvenci hluku. Z těchto pohledů větrná elektrárna Windtronics BTPS 6500 vykazuje určité odlišnosti ve srovnání s konvenčními typy větrných elektráren. Věnec brání vzniku a intensitě koncových vírů. Vlivem velkého počtu listů dominantní hluková frekvence se posouvá k vyšším hodnotám. Intenzita hluku způsobená mechanickými vibracemi rotujících částí, jako jsou např. převodovky s ozubenými koly, elektrický generátor ale i kmitání stožáru, u větrné elektrárny tohoto typu prakticky mizí. Hodnota menší než 35 dB(A) a to ve vzdálenosti 3,1 m je deklarovanou hlučností větrné elektrárny Windtronics BTPS 6500. Intenzita hluku je v podstatě nepřímo úměrná kvadrátu vzdálenosti od zdroje hluku. Tudíž lze očekávat, že hladina hluku ve vzdálenosti např. 10 m se může pohybovat kolem hodnoty 33 dB(A). Jak to ilustrativní stupnice hluku naznačuje, jde o hlukové pozadí ložnice.

23