UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra technické a informační výchovy
Větrné elektrárny a využití energie větru Bakalářská práce
Olomouc 2010
Vedoucí práce: Mgr. Martin Havelka, Ph.D.
Autor práce: František Šejnoha 1
Prohlášení Prohlašuji, ţe jsem bakalářskou práci zpracoval samostatně a pouţil jen prameny uvedené v seznamu literatury.
V Olomouci dne 26. června 2010
....................................... František Šejnoha
2
Poděkování Děkuji vedoucímu práce, panu Mgr. Martinu Havelkovi, Ph.D, za odborné vedení, připomínky a rady, které mi poskytl při zpracování této práce.
3
Obsah TEORETICKÁ ČÁST .............................................................................................................. 6 Úvod.......................................................................................................................................... 6 1 Historie vyuţití energie větru .............................................................................................. 12 1.1 Větrné mlýny ................................................................................................................ 12 1.1.1 Sloupové větrné mlýny .......................................................................................... 13 1.1.2 Holandské větrné mlýny ........................................................................................ 13 1.1.3 Větrné mlýny v ČR ................................................................................................ 14 1.2 Větrná čerpadla ............................................................................................................. 14 1.3 Vznik větrných elektráren ............................................................................................. 15 2 Současnost vyuţití energie větru v ČR ................................................................................ 17 2.1 Větrná energie ............................................................................................................... 17 2.1.1 Vítr ......................................................................................................................... 17 2.1.2 Určení větrného potenciálu .................................................................................... 19 2.1.3 Větrný potenciál v České republice ....................................................................... 19 2.1.4 Větrný potenciál v jednotlivých krajích ČR .......................................................... 22 2.2 Větrné elektrárny a legislativa ...................................................................................... 23 2.2.1 Předpoklady k výstavbě větrné elektrárny ............................................................. 24 2.2.2 Větrné elektrárny a stavební povolení ................................................................... 25 2.2.3 Umístění větrných elektráren v zastavěném území ............................................... 25 2.2.4 Umístění větrných elektráren v nezastavěném území............................................ 25 2.3Větrné elektrárny a ekonomika ...................................................................................... 26 2.3.1 Výkupní cena elektřiny vyrobené pomocí větrných elektráren ............................. 26 2.3.2 Ekonomika větrné elektrárny ................................................................................. 28 3 Větrné elektrárny v ČR ........................................................................................................ 31 3.1 Větrná elektrárna jako technický objekt ....................................................................... 31 3.1.1 Stoţár ..................................................................................................................... 32 Ocelový tubusový stoţár ...................................................................................... 32 Příhradový stoţár .................................................................................................. 33 Prefabrikovaný betonový stoţár ........................................................................... 33 3.1.2 Gondola .................................................................................................................. 34 Hřídel .................................................................................................................... 34 4
Převodovka ........................................................................................................... 35 Generátor .............................................................................................................. 35 Systém natáčení strojovny .................................................................................... 37 −
Ocasní plocha .................................................................................................... 37
−
Boční pomocné rotory ...................................................................................... 37
−
Natáčení pomocnými motory............................................................................ 38
3.1.3 Rotor ...................................................................................................................... 38 3.1.3.1 Vrtule .............................................................................................................. 38 3.1.3.2 Lopatkové kolo ............................................................................................... 40 3.1.3.3 Darrierův rotor ................................................................................................ 40 3.1.3.4 Savoniův rotor................................................................................................. 41 3.1.4 Regulační systémy ................................................................................................. 42 3.1.4.1 Ovládací a kontrolní prvky ............................................................................. 42 3.1.4.2 Systém regulace vrtule .................................................................................... 42 3.1.4.3 Kontrolní systém ............................................................................................. 43 3.1.4.4 Systém připojení k síti .................................................................................... 43 3.2 Vliv větrné elektrárny na ţivotní prostředí ................................................................... 43 3.2.1 Hluk ....................................................................................................................... 43 3.2.2 Infrazvuk ................................................................................................................ 44 3.2.3 Vliv na krajinný ráz ............................................................................................... 44 3.2.4 Ptactvo a zvěř ......................................................................................................... 45 PRAKTICKÁ ČÁST .............................................................................................................. 47 4 Výzkumné šetření ................................................................................................................ 47 4.1 Uţitá metodika .............................................................................................................. 47 4.2 Charakteristika dotazníku ............................................................................................. 47 4.3 Charakteristika vzorku respondentů ............................................................................. 47 4.4 Interpretace výsledků provedeného průzkumu ............................................................. 49 Závěr ....................................................................................................................................... 71 Pouţité zdroje ......................................................................................................................... 73 Seznam příloh ......................................................................................................................... 77 Anotace ................................................................................................................................... 85
5
TEORETICKÁ ČÁST Úvod Poslední vědecké studie ukazují na globální oteplování naší planety, na kterém se určitou měrou podílí člověk emisemi skleníkových plynů. Podle Martina Kloze a kolektivu (1) je prakticky jisté, ţe pokud nebudou do deseti let realizována zásadní opatření vedoucí ke sníţení emisí skleníkových plynů, stanou se klimatické změny spojené s globálním oteplováním nevratné a povedou k celosvětové ekologické katastrofě. Existují i „konkurenční“ teorie, které hovoří o cyklickém střídání studených a teplých období, přičemţ nyní dochází ke střídání. Další názory (např. Václava Klause) zpochybňují míru vlivu činnosti člověka na oteplování klimatu, faktem však zůstává, ţe naše civilizace je z převáţné části zaloţena na exploataci fosilních paliv a surovin, které jsou vysoce ceněné jako zdroj uhlovodíků pro chemický průmysl a jejichţ zásoby se tenčí. Z tohoto pohledu je jistě vyšší míra uţívání obnovitelných zdrojů energie přínosem k trvale udrţitelnému rozvoj. Významným zdrojem škodlivých emisí skleníkových plynů je produkce a spotřeba fosilních uhlíkatých paliv. Snahou lidstva je tudíţ oprostit se ze závislosti na těchto palivech a postupně zvyšovat vyuţívání obnovitelných energetických zdrojů. (1) Jak je na tom s produkcí emisí skleníkových plynů Česká republika? Nepříliš dobře. Sice produkujeme pouze zhruba půl procenta celosvětových emisí skleníkových plynů, ale při přepočtu mnoţství emisí na počet obyvatel Česká republika překračuje dvakrát celosvětový průměr. Sniţování takového mnoţství emisí by mělo patřit k prvořadým povinnostem naší země. Existují dva základní přístupy ke sniţování emisí. Jsou jimi: -
zavádění nových technologií – tyto technologie jsou ekologičtější a nezatěţují tolik ţivotní prostředí jako technologie starší,
-
sniţování spotřeby a energetické náročnosti provozovaných technologií.
6
Aktuálním a sledovaným objektem zájmu se stále častěji stávají u nás i ve světě obnovitelné zdroje energie (dále jen OZE). Mezi ně řadíme dle platné definice energie slunce, vody, větru, vzduchu, půdy, skládkového plynu, kalového plynu a geotermální energie. V našich podmínkách patří mezi významné obnovitelné zdroje především energie biomasy (dřevo, sláma, různé biologické odpady,…), energie ze slunečního záření, energie vody, energie prostředí (tepelná energie hornin, podzemních či povrchových vod a ovzduší – vyuţívána pomocí tepelných čerpadel či přímo) a energie větru. (1) M. Kloz a kolektiv v práci (1) věnované tématu OZE shrnují hlavní přínosy vyuţívání energie z OZE takto: 1) OZE produkují energii s výrazně niţším poškozováním ţivotního prostředí neţ neobnovitelné zdroje energie, protoţe neprodukují nové skleníkové plyny (při vyuţívání energie biomasy se do atmosféry uvolňuje pouze mnoţství CO2, které bylo do rostliny akumulováno fotosyntézou během jejího růstu), ale zároveň vytváří většinou výrazně niţší mnoţství ostatních emisí. 2) Nevznikají odpady (pouze při spalování biomasy vzniká malé mnoţství popela, který však neobsahuje toxické látky). 3) Celosvětové zásoby fosilních paliv i uranu jsou omezené (ropu máme ještě zhruba na 40 let, zemní plyn na 80 let a uhlí na 400 let), zatímco OZE jsou jedinými v současné době dostupnými prakticky nevyčerpatelnými energetickými zdroji. Jsou proto jedinou reálnou moţností, jak zabezpečit energetické potřeby lidstva i do budoucna. Zásadním problémem Evropy jsou také její nejmenší energetické zdroje na světě (viz Graf č. 1).
7
Graf č. 1: Rozloţení ověřených zásob fosilní energie (1, s. 12)
4) Vzhledem k tomu, ţe OZE jsou k dispozici v daném regionu, tj. v místě, není nutné je s velkými náklady dováţet ze zahraničí. Tím přispívají k energetické nezávislosti státu a umoţňují decentralizaci energetických zdrojů. Další výhodou je přítomnost příjmů za energetické vyuţívání obnovitelných zdrojů v místě (regionu), zatímco příjmy za vyuţívání fosilních paliv převáţně region opouštějí. Přitom paliva tvoří v ČR cca 10 % všech dovozů a v zahraničním obchodě jsou poloţkou s nejvyšší pasivní bilancí. 5) Jmenovitý výkon zařízení na vyuţívání OZE je většinou malý (instalovaný výkon činí jednotky kW aţ jednotky MW) a díky tomu zvyšuje bezpečnost systému zásobování energií jako celku. 6) Získávání energie z OZE zaměstnává více lidí neţ vyuţívání klasických zdrojů (týká se především biomasy) a tím přispívá ke sniţování nezaměstnanosti a k omezování neţádoucího vylidňování venkova (viz odhady zaměstnanosti v energetice – Graf č. 2).
8
Graf č. 2: Zaměstnanost v sektoru energetiky v období do r. 2030 (1, s. 13)
7) Vyuţívání obnovitelných zdrojů energie je ve srovnání s ostatními zdroji energeticky výhodné. Zatímco například uhelná elektrárna vyrobí pouze cca 25 − 30 % energie, která se spotřebuje na její výstavbu a hlavně je do ní v podobě paliva (přesněji řečeno primárního obsahu energie v palivu) během jejího provozu vloţena, větrná elektrárna vyrobí oproti nákladům na její výstavbu a provoz cca 20krát více energie. (1) Samozřejmě i OZE mají své nedostatky. Mezi ně dle M. Klozeho a kolektivu (1) řadíme: 1) Vyšší jednorázové a jednotkové pořizovací náklady, které jsou způsobeny především malým mnoţstvím vyráběných zařízení a nedostatečně rozvinutou výrobou, ale i sloţitostí a technologickou náročností zařízení. Pokud se zvýší počet vyráběných zařízení, sníţí se fixní náklady na jejich výrobu, coţ povede k poklesu celkových nákladů. 2) Nízká koncentrace zdrojů, malá účinnost (tj. mnoţství získané energie převedené na metr čtvereční plochy) je u obnovitelných zdrojů výrazně niţší, neţ u konvenčních zdrojů energie. Pro srovnání: zatímco u energie slunce z 1 m2 v naší zeměpisné šířce získáme cca 1 − 1,2 kW, u větrné energie z 1 m2 můţeme získat cca 3 kW, u konvenčních energií je to 500 kW z m2 pro uhlí a 650 kW pro jaderné zdroje. Jelikoţ mají OZE výrazně niţší hustotu energie neţ klasické zdroje energie,
9
je potřeba větších ploch u solárních článků, solárních kolektorů nebo větrných zařízení, coţ znamená větší investici - zvláště pak počáteční. 3) Nerovnoměrnost dodávky energie (sezónnost, závislost na přírodních podmínkách), např. slunce v noci nesvítí, vítr fouká nepravidelně a vodní potenciál bývá v létě niţší neţ na jaře a na podzim. Spotřeba energie je soustavná, časově kolísající a pro její uspokojení je třeba mít moţnost krýt nerovnoměrné odběry. Není proto moţné spoléhat se pouze na OZE. Tento nedostatek je ovšem dlouhodobě řešitelný akumulací energie (přečerpávací vodní elektrárny, vodík) nebo záloţními zdroji. Částečným řešením je systém vyuţívaný v Německu, kde jsou k dispozici instrumenty, umoţňující na 24 hodin dopředu předpovědět, kdy, kde a jak bude na celém území státu foukat a kdy, kde a v jakém mnoţství budou potřeba záloţní zdroje elektřiny. Tento systém dosahuje dle M. Kloze spolehlivosti vysoko přes 90 %. 4) Praktická neskladovatelnost projevující se z důvodu jejich závislosti na přírodních podmínkách výrazněji neţ u klasických zdrojů energie. Konkurenceschopnými v tomto ohledu jsou pouze biomasa a geotermální energie. Je však moţné ukládat vyrobenou energii „do vodíku“ (přebytečná elektřina by slouţila pro elektrolýzu vody a následnou výrobu vodíku - ten je skladovatelný a lze z něj kdykoliv vyrobit zpět formu energie). Problémem zůstává finanční náročnost této technologie. Jiţ dnes se v zahraničí budují tzv. chytré rozvodné sítě, náš monopolní distributor sítě bohuţel zaspal. Z výše uvedeného vyplývá, ţe i obnovitelné zdroje energie mají určitá negativa, ale ta jsou řešitelná. (1) OZE se však stále uplatňují celosvětově v poměrně malé míře, uváţíme-li, ţe v současnosti je vyuţíváno pouze cca 4 – 5 % z celkem spotřebované elektrické energie. Cílem je tento podíl na výrobě energie zvýšit do roku 2020 na 10 %, coţ si vyţádá mnoho velkých investic a nových technologií, budování přenosové sítě vyšší generace. Nechápeme OZE jako samospasitelné řešení. Představují ale jednu z cest, jak sniţovat náš podíl na změnách klimatu a jak prodlouţit dobu, v níţ budeme postaveni před problém tenčících se zásob fosilních paliv.
10
Moji bakalářskou práci jsem zaměřil na vyuţití energie větru a to ze dvou důvodů: -
v blízkosti mého bydliště se nachází větrné elektrárny (Protivanov, okres Prostějov),
-
výroba
vybraných
komponent
větrných
elektráren
probíhá
v nedalekém
ČKD Blansko Wind. Cílem práce jako celku je zpracovat přehled základních faktorů, které ovlivňují vyuţití větrných elektráren (dále VTE) v podmínkách ČR. V teoretické rovině je cílem práce zachytit historii VTE ve světě i v ČR, zhodnotit potenciál větrné energie na našem území, zaměřit se na legislativu a finance související s VTE, vymezit hlavní konstrukční části VTE a nakonec posoudit vliv VTE na ţivotní prostředí. Cílem práce v aplikační rovině je zmapovat názory obecné veřejnosti na VTE a porovnat je s názory lidí, kteří mají s VTE praktickou zkušenost ve svém okolí a na základě tohoto srovnání posoudit úroveň „osvěty“ na téma VTE.
11
1 Historie využití energie větru Větrná energie je spolu s energií vodní OZE, jehoţ vyuţívání lidstvem má nejdelší tradici. (2) Jiţ ve starověké Číně se objevily větrem poháněné pohonné jednotky. Tehdy šlo výhradně o větrné motory s vertikální osou rotace, jejichţ rotor byl ve většině případů tvořen systémem plachet napnutých na dřevěném rámu. Později se podobná zařízení objevují také v Persii a Egyptě, přičemţ se pouţívaly převáţně pro pumpování vody do zavlaţovacích systémů. (2) Ve středověku se větrné motory, ať uţ v podobě větrných mlýnů nebo větrných čerpadel, objevují také v Evropě, a to nejdříve v Itálii, Francii, Španělsku a teprve později v Anglii a Holandsku. (2) O těchto vynálezech, jejich pouţití a historii bude pojednáno dále.
1.1 Větrné mlýny U většiny starých vynálezů známe datum nebo alespoň století jejich vzniku. U větrných mlýnů tomu tak není. Jako doba vzniku větrných mlýnů se uvádí období před 3000 lety v Moonu u Alexandrie nebo aţ rok 640 n. l. jako přibliţné datum zrodu větrných mlýnů v Persii a v Číně. V těchto krajích měly větrné mlýny svislou hřídel rotoru a vyuţívaly zejména větru vanoucího jedním směrem (chyběla jim tedy konstrukce natáčení rotoru proti větru). (3) První známá písemná zmínka o větrném mlýně v Evropě pochází z roku 833 a jednalo se o konstrukci větrného mlýna s osou rotoru rovnoběţnou se směrem větru. Větrné mlýny pouţívané v různých zemích světa můţeme dle B. Koče (3) rozdělit do dvou základních typů: 1. typ - sloupové větrné mlýny (viz Obr. 1) 2. typ - holandské větrné mlýny (viz Obr. 2)
12
1.1.1 Sloupové větrné mlýny Sloupové větrné mlýny byly dřevěné stavby čtvercového nebo obdélníkového půdorysu umísťované otočně na dubovém sloupu o čtvercovém nebo kruhovém průřezu. Sloup byl ve výšce stropu 1. etáţe mlýna upraven do kruhového výřezu a umístěn v loţisku vytvořeném v hlavním nosném trámu 2. patra, na kterém pak byla zavěšena celá, převáţně dřevěná stavba o hmotnosti několika tun. Tento typ mlýnu se natáčel proti větru pomocí rovných nebo svislých rumpálů poháněných prostřednictvím navíjení lana nebo řetězu. Spatřit jej můţeme například v Partutovicích či ve skanzenu v Roţnově pod Radhoštěm. (3)
Obr. 1 Sloupový větrný mlýn v Partutovicích (4)
1.1.2 Holandské větrné mlýny Holandské větrné mlýny byly dřevěnými, nebo častěji zděnými stavbami, přičemţ hlavní odlišností proti sloupovému mlýnu je způsob natáčení křídel proti větru. Natáčí se pouze střešní část s osou křídel a s křídly. Ta je na svém obvodu většinou umístěna na kolejnici, po níţ lze touto částí zvnějšku či zevnitř natáčet. Ve chvíli, kdy pomocná větrná kola zachytila vítr, začala se otáčet a směr otáčení se přes osu a převody převáděl na celou otočnou část mlýna aţ do ideálního nastavení (vítr přímo na rotor mlýna, boční regulační kola v „závětří"). Konstrukčně pocházejí tyto mlýny z Holandska a byly stavěny v různých velikostech s průměrem základny od 3 do cca 10 m. (3)
13
Obr. 2 Holandský větrný mlýn v Kuţelově (5)
1.1.3 Větrné mlýny v ČR Historicky první větrný mlýn na území Čech, Moravy a Slezska se nacházel v roce 1277 v zahradě Strahovského kláštera v Praze. (6) Největšího rozkvětu se větrné mlynářství v Čechách dočkalo ve 40. letech 19. století, zatímco na Moravě a ve Slezsku aţ v 70. letech 19. století, přičemţ celkový počet historicky doloţených větrných mlýnů byl 879. (6) Na území okresu Blansko se dochovaly větrné mlýny v těchto obcích: -
Šošůvka (ruiny),
-
Rudice (zachovalý a zpřístupněný veřejnosti),
-
Ostrov u Macochy (zachovalý),
-
Petrovice (zachovalý),
-
Němčice (zachovalý),
-
Kořenec (zachovalý). Ve všech případech se jedná o větrné mlýny holandského typu. (7)
1.2 Větrná čerpadla Účelem těchto zařízení (Obr. 3) bylo čerpání vody při otáčení lopatek kola, které tak poháněly čerpadlo dopravující vodu na potřebná místa, např. v zahradnictvích, statcích, nebo pro obecní rozvody vody. (3)
14
U nás je historie větrných čerpadel spojena především s firmou A. Kunz v Hranicích na Moravě, která na trh dodávala různé typy čerpadel pro různá vyuţití a pro lokality s různými větrnými poměry. (3) Bohuţel, koncem 50. let 20. století se větrná čerpadla začala z krajiny vytrácet. Důvodem se stala systematická snaha zlikvidovat vše, co bylo „přeţitkem doby“ a co nesymbolizovalo novou éru kouřících komínů. (3)
Obr. 3 Větrné čerpadlo značky Kunz ve Višňové na Znojemsku (8)
1.3 Vznik větrných elektráren V letech 1800 - 1831 došlo k sérii objevů, které se staly základem rozvoje celé elektrotechniky: -
r. 1800 - Alessandro Volta - výroba elektrického proudu v baterii ze zinku, mědi a roztoku soli,
-
r. 1820 - objev magnetismu vyvolaného elektrickým proudem H. Ch. Oerstedem a A. M. Ampérem,
-
1831 - v dílně M. Faradaye bylo vyrobeno dynamo (generátor). (3) Později se začala první dynama či generátory připojovat na různé hnací agregáty,
od parních strojů k parním a vodním turbínám, spalovacím motorům, nebo také k větrným kolům. Vítr hrál, ve srovnání s ostatními, mnohem efektivnějšími a pohotovějšími zdroji, 15
které navíc byly prakticky kdykoliv k dispozici, vedlejší roli. V druhé polovině 19. století dnes jiţ neznámý technik připojil dynamo k ose větrného pohonu. Přesná informace, kdy a kde to bylo, se však nedochovala. (3) Jiţ v letech 1893 - 1896 byla pouţita malá větrná elektrárna na lodi Fram při polární expedici Fridtjofa Nansena, kde dodávala elektřinu pro pohon vysílaček i pro svícení, čímţ šetřila palivo pro generátory poháněné naftou či benzinem. (3) Po více neţ sedm desetiletí dvacátého století byly moţnosti větrné energetiky přezírány. V této době měly větrné elektrárny šanci pouze jako alternativní zdroj nebo jako východisko z nouze tam, kde se nenacházela elektrická síť. (3) Aţ energetická krize v 70. letech poukázala na přílišnou závislost lidstva na ropě. V našich zemích jsme se ovšem z této krize nepoučili a stále jsme upřednostňovali energii z ropy, která byla snadno dostupná ze Sovětského svazu. (3) Naopak západní Evropa se z ropné krize poučila a začala vyhledávat nové a ekologičtější zdroje energie. (3) Jednou z firem, které se z původní činnosti přeorientovaly na nové energetické zdroje, se stala dánská firma Nordtank. Ta byla zaloţena roku 1962 a od počátku své existence vyráběla cisterny a zásobníky na přepravu a skladování ropy. (3) Výše zmíněná krize však firmu připravila o zákazníky a proto Nordtank vymyslel nové zaměření, kterým se stala výroba větrných elektráren. (3) V roce 1979 byla v halách firmy Nordtank sestavena první větrná elektrárna s výkonem 30 kW, o rok později byla v Dánsku instalována první 55 kW elektrárna a po nalezení odbytu v dalších evropských zemích i v USA se stala výroba větrných elektráren jediným předmětem činnosti této firmy. (3) U nás bohuţel doba nepřála podobným řešením, a proto se do vyuţívání energie větru pustila pouze řada nadšených amatérů vyrábějících si mnoho více či méně fungujících zařízení.
16
2 Současnost využití energie větru v ČR Začátek výroby novodobých větrných elektráren v ČR se datuje na konec 80. let 20. století, přičemţ jejich rozkvět proběhl v letech 1990 – 1995. Poté však došlo ke stagnaci (třetina ze všech 24 větrných elektráren postavených do roku 1995 patřila do skupiny s nevyhovující nebo vysoce poruchovou technologií, některá z těchto zařízení byla vybudována v lokalitách s nedostatečnou zásobou větrné energie). Začátkem tohoto tisíciletí se k nám hojně dováţely staré vyřazené větrné elektrárny, čemuţ zamezil aţ Zákon 180/2005. (9) V současnosti jsou v České republice instalovány nové větrné elektrárny, jejichţ nominální výkon se běţně pohybuje kolem 2 MW, výjimečně aţ 3 MW. Výroba větrných elektráren probíhá zejména v zemích EU, hlavně v Německu, ale na výrobě komponent (hřídele, převodovky, ocelové věţe, gondoly, atp.) se čím dál větší měrou podílí i výrobci z ČR. Některé malé elektrárny se u nás vyrábí kompletně a do budoucna se uvaţuje i s výrobou velkých strojů. (9) V minulosti jsme sice byli v oblasti větrné energetiky poměrně zaostalí, ale díky vyuţívání nejmodernějších strojů ve své kategorii jsme uţ v nárůstu vyuţití předstihli světového lídra SRN. Důvodem tohoto úspěchu je podstatně mladší věk VTE v ČR a tím i jejich vyšší průměrný výkon. (9)
2.1 Větrná energie 2.1.1 Vítr Vítr je proudění vzduchu vznikající tlakovými rozdíly mezi různě zahřátými oblastmi vzduchu v zemské atmosféře. Teoreticky vítr proudí z oblastí s vyšším tlakem do oblastí s niţším tlakem. Poblíţ rovníku se pak jeho směr mění také vlivem zemské rotace. Nejdůleţitějšími veličinami větru jsou jeho směr a rychlost. (10) Směr je dán světovou stranou, ze které vítr vane a můţeme jej sledovat pomocí zařízení nazývaného větrná korouhev (popř. větrný pytel), jejíţ postavení se mění dle směru větru. Pokud posléze porovnáme její polohu s kompasem, lze určit směr větru. (2) Rychlost větru měříme dvěma způsoby: -
vizuálně,
17
-
pomocí tzv. anemometru. (2) U vizuálního měření porovnáváme své pozorování s Beaufortovou stupnicí
(viz Tab. 1), která byla vytvořena počátkem 19. století kontraadmirálem Francisem Beaufortem a slouţí k odhadování rychlosti větru na moři i na souši podle jeho účinku na různé předměty. (11) Tab. 1: Beaufortova stupnice větru (12)
Měření pomocí anemometru provádíme ve výšce 10 metrů nad zemí. Anemometrů je několik variant, přičemţ základním provedením je anemometr rotační, který tvoří tři aţ čtyři ramena, z nichţ kaţdé je zakončeno dutou polokoulí. Pomocí jednoduchého mechanismu se přenášejí otáčky rotoru přímo na ručkový ukazovatel nebo na elektronický displej. (3)
18
2.1.2 Určení větrného potenciálu Určení větrného potenciálu dané lokality je sloţité. Díky poměrně řídké síti měřicích stanovišť, četnosti a úrovni jednotlivých měření je zjišťování rychlosti větru nedostatečné. Z tohoto důvodu můţeme hovořit pouze o více či méně přesných odhadech. Nevíme totiţ, jakým způsobem a na jaké úrovni kaţdá země jednotlivá měření provádí. Nepřesnost měřených údajů je také způsobena neexistencí přímé závislosti mezi průměrnou rychlostí a energií větru. (13) Ideálním terénem pro vyuţívání větrné energie jsou mořská pobřeţí, kde se větry vanoucí od moře vyznačují stálostí a velkou intenzitou. Vnitrozemí uţ takovéto ideální podmínky nenabízí – největší problémy vyuţívání větru ve vnitrozemí jsou následující: -
poměrně častý výskyt několikadenního bezvětří,
-
v případě větrného počasí vane vítr s různou intenzitou a z různých směrů,
-
velká členitost terénu a z toho vyplývající sloţitost určení vhodných větrných lokalit,
-
malá plocha, kterou lze reálně zastavit větrnými elektrárnami (kromě náhorních rovin pouštního a polopouštního charakteru). (13) Po přehledu vhodných a nevhodných míst pro stavbu VTE následuje popis větrného
potenciálu ČR.
2.1.3 Větrný potenciál v České republice Z polohy České republiky ve vnitrozemí vyplývá i její nesrovnatelně niţší větrný potenciál neţ například v Dánsku, které je světovou velmocí ve vyuţívání větrné energie. Je to dáno skutečností, ţe vnitrozemské klima je charakteristické nepravidelným a podstatně méně
výrazným prouděním vzduchu
v přízemních vrstvách atmosféry.
Rychlost
a pravidelnost vzdušného proudění jsou ve vnitrozemí silně ovlivňovány celkovým rázem krajiny. (13) Se stoupající nadmořskou výškou stoupá i rychlost větru. U nás sice nejsou ţádné příliš vysoké krajinné útvary, ale i přesto se zde mohou některé relativně nízké útvary vyznačovat vysokou rychlostí větru (viz Obr. 4). Tento obrázek dále naznačuje, jak důleţitý je i tvar útvaru, kdy v případě, ţe místo 1 má tvar hřebenu, je zde dosahovaná rychlost větru vyšší neţ v případě místa 2, které má tvar kupy. (13)
19
Obr. 4 Vliv tvaru terénu na rychlost větru (13, s. 113) I přes výše uvedené nevýhody lze na území naší republiky energii větru vyuţívat. Jak je uvedeno Edvardem Sequensem ze sdruţení Calla v práci Větrné elektrárny a ţivotní prostředí (14), Ústav fyziky atmosféry AV ČR odhaduje, ţe v roce 2020 by u nás mohlo být v provozu 437 větrných elektráren o výkonu 2 MW, 97 elektráren s výkonem 3 MW a 17 strojů s 6 MW, přičemţ u všech velikostí větrných elektráren se počítá s ročním vyuţitím 2000 hodin. Z toho vychází i odhad reálně dosaţitelné výroby elektrické energie pomocí VTE do roku 2020 ve výši 2,55 TWh (viz Graf č. 3). Graf č. 3: Předpoklad výroby elektřiny z VTE v ČR (14)
Následuje tabulka zachycující vhodnost území ČR k výstavbě větrných elektráren (Tab. 2). V tabulce jsou také zvlášť vyčleněny plochy po odpočtu území, leţících uvnitř národních parků a chráněných krajinných oblastí. (3)
20
Tab. 2 Vhodnost lokalit k výstavbě větrných elektráren v ČR (3, s. 10) Průměrná roční
4-5
5-6
nad 6
charakter lokality
dobrá
velmi dobrá
výborná
plocha (km2) v ČR
23060
4300
1270
% území ČR
29,3
5,5
1,6
19380
2760
885
24,6
3,5
1,1
rychlost větru m/s
plocha mimo chráněné území % území ČR
Vhodnost lokalit můţeme vidět také na větrné mapě (Obr. 5).
Obr. 5 Větrná mapa ČR (15)
21
2.1.4 Větrný potenciál v jednotlivých krajích ČR Velikost větrného potenciálu jednotlivých krajů v České republice je ovlivněna jejich velikostí, polohou v rámci republiky, typem terénu, blízkostí letišť a jiných monumentálních staveb v blízkosti vhodných oblastí, atd. Dle Ústavu fyziky atmosféry AV ČR (16) patří mezi nejvhodnější lokality pro stavbu VTE tyto kraje: 1. Ústecký kraj 2. Kraj Vysočina 3. Jihomoravský kraj 4. Moravskoslezský kraj Důvody, proč právě tyto kraje patří k nejvhodnějším pro stavbu VTE, si uvedeme podrobněji. V Ústeckém kraji je příčinou jeho vhodnosti pro výstavbu VTE poloha v centrální a východní části Krušných hor a také nízká hustota zalidnění z důvodu poválečného vystěhování. Kraj Vysočina je větrně nejbohatším krajem v rámci celé České republiky. Hlavním důvodem je poměrně vysoká nadmořská výška napříč celým krajem. Také Jihomoravský kraj má poměrně velký větrný potenciál, na němţ se podílí především okrajová část Českomoravské vrchoviny, zvláště v okresu Znojmo. Za vysokým větrným potenciálem Moravskoslezského kraje stojí vrcholové planiny oblastí Bruntálska, Opavska a větší část Nízkého Jeseníku a Oderských vrchů. Větrný potenciál všech krajů v České republice je uveden v Příloze č. 1. Zdrojem těchto dat je Ústav fyziky atmosféry AV ČR. (16)
22
V následující tabulce (Tab. 3) uvádíme měsíční výrobu elektrické energie spolu s instalovaným výkonem VTE v jednotlivých krajích České republiky: Tab. 3 Měsíční výroba a výkon větrných elektráren podle krajů (17)
2.2 Větrné elektrárny a legislativa Díky členství v Evropské unii musí Česká republika respektovat evropskou legislativu. (1) Nejdůleţitější směrnicí v oblasti OZE
je směrnice 2001/77/ES „o podpoře elektřiny
vyrobené z obnovitelných zdrojů energie“. Tato směrnice byla do právního řádu České republiky převedena zákonem č. 180 z roku 2005 a jeho prováděcími předpisy. V zahraničí je tento zákon povaţován za účinnou normu, která zajišťuje podporu výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů a Česká republika se jeho schválením přiřadila k nejprogresivnějším zemím v této oblasti. (1) Znění
zákona
č.
180/2005
Sb.
http://www.mpo.cz/dokument6697.html.
23
je
moţné
najít
na
adrese
Další zákony zabývající se problematikou energetiky uvádí Ústav územního rozvoje (18): -
Zákon č. 458/2000 Sb., o podmínkách podnikání a o výkonu státní správy v energetických odvětvích a o změně některých zákonů (energetický zákon), ve znění pozdějších předpisů (18),
-
Zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií, ve znění pozdějších předpisů. (18) Výše uvedené zákony (včetně zákonu č. 180/2005 Sb.) doplňují tyto vyhlášky
(opět uváděné Ústavem územního rozvoje): -
Vyhláška č. 475/2005 Sb., kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře vyuţívání obnovitelných zdrojů, ve znění vyhlášky č. 364/2007 Sb., (18)
-
Vyhláška č. 482/2005 Sb., o stanovení druhů, způsobů vyuţití a parametrů biomasy při podpoře výroby elektřiny z biomasy, ve znění vyhlášky č. 5/2007 Sb., (18)
-
Vyhláška č.
150/2007 Sb., o způsobu regulace cen v energetických odvětvích
a postupech pro regulaci cen, (18) -
Vyhláška č. 195/2007 Sb., kterou se stanoví rozsah stanovisek k politice územního rozvoje a územně plánovací dokumentaci, závazných stanovisek při ochraně zájmů chráněných zákonem č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií, ve znění pozdějších předpisů, a podmínky pro určení energetických zařízení. (18)
2.2.1 Předpoklady k výstavbě větrné elektrárny Základním předpokladem k výstavbě VTE je pozemek s dostatečným větrným potenciálem, který nemusí být oplocený. Dále VTE vyţadují: -
přístupovou komunikaci,
-
manipulační plochu pro montáţ,
-
připojení do distribuční, či přenosové soustavy.
24
2.2.2 Větrné elektrárny a stavební povolení Dle výšky stojanu dělíme VTE do těchto kategorií: do 10 m - je třeba územní rozhodnutí a příp. ohlášení stavby (§ 104, odst. 2 a § 107 odst. 2 SZ), od 10 m do 35 m - je třeba územní rozhodnutí a stavební povolení, nad 35 m - je třeba územní rozhodnutí a stavební povolení. (18) „Větrné elektrárny s celkovým instalovaným výkonem vyšším neţ 500 kWe nebo s výškou stojanu přesahujícího 35 m podle přílohy 1 zákona č. 100/2001 Sb., o ochraně přírody a krajiny, ve znění pozdějších předpisů, náleţí do kategorie záměrů, které vyţadují zjišťovací řízení. Záměr na výstavbu větrné elektrárny je předmětem posuzování vlivu na krajinný ráz podle zákona č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny, ve znění pozdějších předpisů.“ (18, s. 33)
2.2.3 Umístění větrných elektráren v zastavěném území VTE s výškou stojanu nad 35 m významným způsobem ovlivňují ráz území. Proto je nelze umisťovat ani do ploch výroby a skladování nebo ploch smíšených výrobních, pokud tyto plochy nebyly pro investici VTE přímo vymezeny. (18)
2.2.4 Umístění větrných elektráren v nezastavěném území V tomto případě lze dle (18) VTE umístit pouze v souladu s charakterem území, s ohledem na jeho měřítko a krajinný ráz. Také je nutno zohlednit velké nároky na výšku VTE, které, pokud mají výšku stojanu nad 35 m nebo se jedná o větrný park, je doporučeno umístit ve vzdálenosti několika stovek metrů od obytné zástavby a v pohledové izolaci.
25
2.3Větrné elektrárny a ekonomika 2.3.1 Výkupní cena elektřiny vyrobené pomocí větrných elektráren Výkupní ceny elektřiny vyrobené pomocí VTE jsou stanovovány cenovým rozhodnutím Energetického regulačního úřadu (ERÚ). Aktuální ceník (platný od 1. ledna 2010) je určen Cenovým rozhodnutím Energetického regulačního úřadu č. 4/2009 ze dne 3. listopadu 2009, kterým se stanovuje podpora pro výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, kombinované výroby elektřiny a tepla a druhotných energetických zdrojů. (19) Relativně vysoká výkupní cena ve srovnání s okolními státy vedla ke spekulacím ze strany zahraničních investorů. V reakci na tuto situaci byla v Poslanecké sněmovně Parlamentu ČR schválena novela příslušného zákona a napříště můţe ERÚ sníţit meziročně výkupní cenu o 5 % kaţdý rok. Z aktuálního ceníku ERÚ vyplývají podle bodu 1.7 následující výkupní ceny elektřiny vyrobené větrnými elektrárnami (viz Tab. 4): Tab. 4 Výkupní ceny vyrobené větrnými elektrárnami stanovené ERÚ (19, s. 5) Datum uvedení do provozu
Výkupní ceny elektřiny
Zelené bonusy
dodané do sítě
v Kč/MWh
v Kč/MWh Větrná elektrárna uvedená do provozu od 1. ledna 2010 do 31.
2230
1830
2390
1990
2610
2210
2680
2280
2730
2330
prosince 2010 Větrná elektrárna uvedená do provozu od 1. ledna 2009 do 31. prosince 2009 Větrná elektrárna uvedená do provozu od 1. ledna 2008 do 31. prosince 2008 Větrná elektrárna uvedená do provozu od 1. ledna 2007 do 31. prosince 2007 Větrná elektrárna uvedená do provozu od 1. ledna 2006 do 31. prosince 2006
26
Větrná elektrárna uvedená do provozu od 1. ledna 2005 do 31.
2990
2590
3140
2740
3480
3080
prosince 2005 Větrná elektrárna uvedená do provozu od 1. ledna 2004 do 31. prosince 2004 Větrná elektrárna uvedená do provozu před 1. lednem 2004
V bodě 1.7.1 je v aktuálním ceníku ERÚ poznámka, ţe „u větrných elektráren uvedených do provozu po 1. lednu 2005 včetně se výkupní ceny a zelené bonusy podle bodu (1.7) uplatňují pouze pro nově zřizované výrobny elektřiny, jejichţ výrobní technologické celky (zejména rotor a generátor) nejsou starší neţ dva roky.“ (19, s. 5) Kaţdý výrobce elektřiny získané z větrné energie dostává za kaţdou vyrobenou kWh zaplaceno. Cena, kterou výrobce obdrţí, závisí na jeho rozhodnutí, zda bude elektřinu prodávat pouze provozovateli regionální distribuční sítě, který ji musí kompletně odebrat (výkupní cena), zda bude elektřinu sám prodávat na volném trhu, nebo zda ji bude spotřebovávat (zelené bonusy – inkasovány od ČEZu, E.Onu či PRE). (20) Z výše uvedené Tabulky 4 vyplývá, ţe výrobce elektřiny získá vyšší částku při prodeji elektřiny přímo provozovateli regionální distribuční sítě. Pro elektřinu vyrobenou z OZE platí dle ERÚ (19) tyto určené podmínky: -
výkupní ceny elektřiny jsou stanoveny jako minimální ceny dle zvláštního právního předpisu,
-
výkupní ceny se uplatňují za elektřinu, která je naměřena a dodána v předávacím místě výrobny a sítě provozovatele či provozovatele přenosové soustavy,
-
zelené bonusy se uplatňují za elektřinu dodanou výrobcem obchodníkovi s elektřinou nebo zákazníkovi a dále za ostatní vlastní spotřebu elektřiny podle zvláštního právního předpisu.
27
2.3.2 Ekonomika větrné elektrárny Na větrnou energii je většinou pohlíţeno jako na energii, která je několikanásobně draţší, neţ jsou klasické zdroje energie. Skutečný vývoj srovnání ceny elektřiny z větrné elektrárny s trţní cenou silové elektřiny v průběhu let 2004 – 2008 je uveden níţe (viz Graf č. 4). (21) Graf č. 4: Srovnání ceny elektřiny z VTE s trţní cenou silové elektřiny v letech 2004 – 2008 (21)
Poznámka: svislá osa - Kč/kWh Z Grafu č. 18 je patrné, ţe výkupní ceny silové a větrné elektřiny se postupně přibliţují a argument o vysoké ceně větrné elektřiny jiţ v podstatě téměř neplatí. (21) Cena větrné energie je dokonce nejniţší ze všech ostatních obnovitelných zdrojů (viz Tab. 5).
28
Tab. 5 Srovnání cen větrné energie s cenou ostatních obnovitelných zdrojů (21)
Dle často veřejně prezentovaných názorů je tento druh energie drahý a kaţdý občan České republiky musí cenu všech obnovitelných zdrojů energie dotovat. To je sice pravda, ale pouze částečně, protoţe dotujeme i cenu klasické energie (např. v odstraňování následků provozu klasických elektráren). Analýzou dat z Grafu č. 5 zjišťujeme, ţe OZE nás stojí minimum finančních prostředků. (21) Graf č. 5: Příspěvky kaţdého občana na obnovitelnou a klasickou energii (21)
Z výše uvedeného Grafu vyplývá následující – příspěvek kaţdého občana v České republice na OZE je ve výši 2,6 haléře na kWh. Z tohoto příspěvku navíc tvoří větrná energie pouze jednu z mnoha částí. Jak je vidno, je to minimální investice do naší budoucnosti. (21)
29
Často prezentovaný názor o vysoké ceně energie z OZE moţná plyne z nepřehledné cenové politiky či z chybějící osvěty v oblasti.
30
3 Větrné elektrárny v ČR I přes nevelký větrný potenciál České republiky dosahuje dle České společnosti pro větrnou energii (viz Příloha č. 2) instalovaný výkon hodnoty 191 MW (údaje k 31. 12. 2009). Pokud však srovnáme hodnotu celkově vyrobené elektřiny pomocí VTE v roce 2009 (Tab. 3 – 289,888 GWh) s předpokládanou výrobou v roce 2009 (viz Obr. 5), která činí zhruba 450 GWh, dojdeme k výsledku, ţe uvedené odhady jsou příliš optimistické. Situaci aktuálně komplikují sloţité výkupy pozemků, administrativa či v poslední době tolik sledovaná ekonomická krize zabraňující investorům vkládat finanční prostředky do těchto projektů. Další tabulka (Tab. 6) obsahuje seznam výrobců větrných elektráren instalovaných v České republice. Jednotliví výrobci jsou řazeni podle instalovaného výkonu v ČR. Tab. 6 Seznam výrobců větrných elektráren podle instalovaného výkonu (22) Seznam výrobců podle instalovaného výkonu Vestas
62,95 MW
Enercon
61,86 MW
REpower
18 MW
DeWind
16,95 MW
Nordex
12,85 MW
Tacke
6,6 MW
WinWind
6 MW
Wikov
4 MW
Fuhrlander
1,35 MW
3.1 Větrná elektrárna jako technický objekt Větrná elektrárna má tyto základní části: -
stoţár,
-
gondolu,
-
rotor,
-
regulační systémy. 31
Dále se budeme zabývat jednotlivými částmi větrné elektrárny podrobněji.
3.1.1 Stožár Stoţár je spolu s rámem strojovny hlavní částí nosného systému větrné elektrárny, přičemţ jeho konstrukce souvisí s typem a velikostí větrné elektrárny. (2) Rozlišujeme tři typy stoţárů pro větrné elektrárny: -
ocelový tubusový stoţár,
-
příhradový stoţár,
-
prefabrikovaný betonový stoţár. (23)
Jednotlivé typy stoţáru si přiblíţíme dále.
Ocelový tubusový stožár Ocelový tubusový stoţár (viz Obr. 6) je v Evropě nejčastěji pouţívaným typem stoţáru pro VTE. Jeho výška většinou dosahuje 40 – 105 m, výjimečně i více. Z důvodu nemoţnosti převáţet takto velké předměty, jsou stoţáry rozděleny na segmenty o délce cca 25 m (jejichţ přeprava je jiţ reálná) a spojují se aţ v místě instalace stoţáru. (24) Kaţdý segment stoţáru je svařen ze speciálního plechu o tloušťce 30 – 45 mm u základny stoţáru a minimálně 12 mm u vrcholu stoţáru. Povrch segmentů je upraven buď ţárovým zinkem (u malých segmentů), nebo nátěrem barvami (u segmentů střední a větší velikosti). V České republice se výrobou segmentů stoţárů větrných elektráren zabývá firma SIAG se sídlem v Chrudimi. (24)
Obr. 6 Větrná elektrárna s tubusovým stoţárem (25) 32
Příhradový stožár Příhradový stoţár vyobrazený na Obr. 7 není v Evropě tak často vyuţívaným typem jako ocelový tubusový stoţár, přestoţe nabízí několik výhod: -
při výškách stoţáru přes 100 m je ekonomicky výhodnější,
-
bezproblémová doprava z důvodu malé hmotnosti a velmi příznivé délky jednotlivých nosníků. (26) Příhradový stoţár se často vyuţívá v Číně a Indii. (26) Nejvyšší větrnou elektrárnou v Evropě je instalace Führlander 2500 (2,5 MW)
postavená ve východním Německu. Výška jejího příhradového stoţáru je 160 m a listy větrné elektrárny dosahují aţ do výšky 205 m. (26)
Obr. 7 Příhradový stoţár větrné elektrárny (27)
Prefabrikovaný betonový stožár Prefabrikovaný betonový stoţár je poměrně novou technologií, která se zejména v Evropě rychle rozvíjí. Zásadní výhodou tohoto typu je stejně jako u příhradových stoţárů snadná doprava jednotlivých dílů na určené místo díky malým rozměrům, odolnost proti korozi a velmi dlouhá ţivotnost. (28) Stoţár je sestaven z dílců, coţ jsou betonové skořepiny s vnitřní ocelovou výztuţí. Velikost těchto dílců je přizpůsobena snadné přepravitelnosti na místo stavby a proto můţe být jeden dílec sloţen z 1, 2, 3, 4 … či vícero dílů (tedy kruhové, polokruhové nebo čtvrtkruhové skořepiny, popř. i jiné). (28) Na místě stavby malý jeřáb sestaví díly do jednotlivých prstenců a ze čtyř prstenců se sestaví kuţelovitá sekce stoţáru dosahující výšky maximálně 12 m (viz Obr. 8). Tato
33
sekce je propojena předepínacími kabely a následně je celá sekce přemístěna velkým jeřábem na svoji definitivní pozici, kde je opět se spodní sekcí propojena předepjatými kabely. (28) Na vrchol stoţáru se umístí ocelové zakončení, na které dosedá otočové loţisko gondoly, a celý stoţár se opět propojí předepínacími kabely. Poté se stoţár ještě natře barvou chránící jej proti povětrnostním vlivům. (28)
Obr. 8 Stavba prefabrikovaného betonového stoţáru větrné elektrárny (29)
3.1.2 Gondola Strojovna VTE umístěná na stoţáru se nazývá gondola a obsahuje mimo jiné tyto hlavní části: -
hřídel,
-
převodovka,
-
generátor,
-
systém natáčení strojovny. (30) Na tyto hlavní části se nyní zaměříme podrobněji.
Hřídel Hřídel je polodlouhou rotační součástí slouţící k přenosu kroutícího momentu na níţ jsou připevněny další součásti, které se spolu s ní otáčejí kolem její osy. Samotná
34
hřídel je připevněna k zařízení pomocí jednoho či několika loţisek. (30) Na hřídel navazuje převodovka.
Převodovka Převodovka VTE slouţí k přizpůsobení otáček rotoru potřebám generátoru. Ve většině případů jsou pouţity několikastupňové převodovky, na jejichţ těleso je přímo připojena brzda, která musí být schopna zastavit elektrárnu i v případě, ţe je roztočena na maximální otáčky. (30) Za převodovkou se nachází generátor elektrické energie.
Obr. 9 Převodovka větrné elektrárny (30, s. 26)
Generátor Generátory pouţívané ve větrných elektrárnách (viz Obr. 10) rozdělujeme do čtyř skupin: stejnosměrné generátory, synchronní generátory (alternátory), asynchronní generátory, generátory s permanentními magnety. (2)
Obr. 10 Generátor větrné elektrárny (30, s. 27) 35
Pro malé větrné elektrárny jsou v současnosti nejvíce vyuţívány stejnosměrné generátory vhodné pro dobíjení akumulátorů, či střídavé generátory (většinou na bázi permanentních magnetů) s vhodným typem usměrňovače. (2) Pro větrné elektrárny středních a větších výkonů se ve většině případů pouţívají synchronní nebo asynchronní generátory. (2)
Výhody synchronních generátorů: -
velká účinnost,
-
poměrně nízké pracovní otáčky (jsou však schopny vyrábět proud a napětí i při vysokých otáčkách), z čehoţ vyplývá jejich pouţitelnost pro široký rozsah rychlostí větru. (2)
Mezi nevýhody synchronních generátorů patří: -
oproti asynchronním generátorům jsou mnohem draţší,
-
vyţadují komplikovaný řídicí a kontrolní systém, který je schopen snímat otáčky, napětí, fázový posun a okamţiky připojení k síti a odpojení od sítě. Je to z toho důvodu, ţe synchronní generátor je nutné připojit k elektrorozvodné síti přesně v okamţiku, kdy jsou na jeho svorkách napětí a průběhy fází stejné jako na síti – generátor se musí tzv. nafázovat. (2)
Hlavními výhodami asynchronních generátorů proti synchronním generátorům jsou: -
levnější konstrukce,
-
ţádné rotující kontakty, kartáče apod.,
-
velmi snadné připojení k síti,
-
při připojení k síti se neprojevují oscilační jevy,
-
lze připojit k síti i v případě, kdy se liší jeho otáčky od synchronních aţ o 5%. Připojovací systém je navíc velmi jednoduchý a skládá se jen ze zařízení, které hlídá otáčky a rozhoduje o okamţiku připojení k síti.
36
-
lze je pouţít i v motorickém reţimu pro rozběh celého soustrojí – vyuţívá se u rychloběţných elektráren, jeţ mají malý rozběhový moment. (2)
Nevýhodou asynchronních generátorů je, ţe při rozběhu odebírají ze sítě proud pro vytvoření vlastního magnetického pole. Tuto skutečnost lze kompenzovat pouţitím baterie kondenzátorů. (2)
Systém natáčení strojovny Hlavním cílem při výrobě větrné energie je stejně jako v jiných oblastech dosahování zisku. Pro vyšší efektivnost je proto třeba vyuţívat energii proudícího vzduchu co nejlépe, k čemuţ přispívá systém natáčení strojovny. Systémů je několik a mezi ty hlavní patří: -
ocasní plocha,
-
boční pomocné rotory,
-
natáčení pomocnými motory. (2)
− Ocasní plocha Ocasní plocha je nejjednodušším způsobem natáčení rotoru větrné elektrárny do směru větru. Její vyuţití je zejména u malých větrných elektráren s výkonem do 5 kW, přičemţ podstata tohoto způsobu spočívá v opatření strojovny větrné elektrárny plochou pevně spojenou s rámem strojovny. Při změně směru větru tak vznikne točivý moment, jenţ natočí větrnou elektrárnu do poţadovaného směru. K výhodám této koncepce patří jednoduchost a spolehlivost a naopak mezi nevýhody řadíme vznik značných gyroskopických momentů při natáčení strojovny elektrárny způsobujících namáhání hlavního hřídele elektrárny na ohyb. (2) − Boční pomocné rotory Boční pomocné rotory tvoří dvojice lopatkových kol nasazených na pastorek zabírající do ozubeného věnce, který je pevně spojen se sloupem elektrárny. Při poryvech bočního větru se pomocné rotory roztočí a natočí strojovnu elektrárny do poţadovaného směru. Mezi výhody tohoto řešení řadíme pomalé natočení strojovny větrné elektrárny
37
do směru větru, jeţ zaručuje velmi malé namáhání hřídele gyroskopickými momenty, zatímco nevýhodou je sloţitější konstrukce. (2)
− Natáčení pomocnými motory Natáčení pomocnými motory je pouţíváno zejména u větrných elektráren velkých výkonů připojených k síti. Pomocné systémy natáčení strojovny jsou řízeny snímacím členem tvořeným většinou větrnou korouhvičkou přes vyhodnocovací člen, jenţ je součástí řídící jednotky. Akčním členem je potom elektromotor. Princip činnosti je moţné popsat následovně: -
vyhodnocovací člen sleduje okamţitý směr větru, který je dán polohou větrné korouhvičky, a předá signál akčnímu člen motoru, jenţ přes pastorek a ozubený věnec natočí strojovnu do poţadovaného směru. (2) Zatímco výhodou je přesné a pozvolné natočení větrné elektrárny do směru větru,
mezi nevýhody řadíme větší sloţitost zařízení a tím pádem i vyšší cena. Pro větrné elektrárny s vyšším výkonem je vybavení tímto zařízením naprosto nezbytné. (2)
3.1.3 Rotor Dle pramene (2) rozlišujeme čtyři základní typy rotorů větrného motoru – vrtuli a lopatkové kolo (představitelé větrných motorů s horizontální osou rotace) a Darriův a Savoniův rotor (představitelé větrných motorů s vertikální osou rotace).
3.1.3.1 Vrtule Vrtule je větrný motor s největší účinností (aţ 58 %). Při předpokladu, ţe účinnost přeměny mechanické energie na hřídeli rotoru vrtule na elektrickou energii na svorkách generátoru je 80 %, potom celková účinnost větrné elektrárny vybavené vrtulí je přibliţně 40 – 45 %. Rychloběţná vrtule má 1 – 4 listy, přičemţ nejrozšířenější zařízení mají dva aţ tři listy. Výkon, získaný při daném průměru vrtule (D) a dané rychlosti větru (v), orientačně zjistíme pomocí vztahu 1.1: P = 0,2 x v2 x D3,
38
(1.1)
kde: [P] = W, [v] = m x s-1, [D] = m. Mezi výhody rychloběţného větrného motoru patří: -
malý počet listů (a tím niţší cena oproti mnohalopatkovým rotorům),
-
menší namáhání listů způsobené poryvy větru (listy rotoru jsou dimenzovány pro výrazně větší odstředivé síly),
-
v případě, ţe je větrný motor v klidu (neotáčí se), je axiální tlak v ose rotoru na disk rotoru menší, neţ kdyby se otáčel – ohybové namáhání listu rotoru není tak významné. (2) Mezi nevýhody rychloběţného větrného motoru patří sloţitější konstrukce. Počáteční
točivý moment vyvozovaný vrtulí je tak malý, ţe je nutné vybavit tyto motory buď nuceným elektrickým rozběhem, nebo u menších typů dvoustupňovou regulací, kde první regulační stupeň nastaví rotor do rozběhové polohy (charakteristická velkým úhlem nastavení a tím i vyšší hodnotou rozběhového momentu) a kde druhý regulační stupeň přestaví rotor do pracovní polohy (přestavení je realizováno mechanicky nebo hydraulicky). (2) Velmi důleţitou charakteristikou u rychloběţných větrných motorů je typ pouţitého profilu – pouţívány jsou především profily NACA 44 či 23 a Göttingenské profily 623 a 624. Jedná se o profily s malým odporem a velkou aerodynamickou účinností. (2)
Obr. 11 Schéma provedení vrtulí: a) jednolistá, b) dvoulistá, c) třílistá (30, s. 24)
39
3.1.3.2 Lopatkové kolo Jedná se pomaloběţný větrný motor, který se pouţívá od poslední čtvrtiny 19. století. Je zobrazen na Obr. 12. Nejdříve byl vyuţíván v Americe a později se rozšířil i do Evropy. Počet lopatek tohoto větrného motoru se pohybuje od 12 do 24 a průměr lopatkového kola je 5 aţ 8 metrů. Výkon lopatkového kola lze vyjádřit vztahem 1.2: P = 0,15 x v2 x D3,
(1.2)
kde: [P] = W, [v] = m x s-1, [D] = m. Účinnost pomaloběţného větrného motoru dosahuje přibliţně 75% účinnosti rychloběţného motoru. (2) Vedle jiţ uvedené niţší účinnosti je pro výrobu elektrické energie méně výhodné neţ vyuţití rychloběţného větrného motoru a to hlavně z důvodu vyšší hmotnosti rotoru, jehoţ nosným prvkem je ocelový rám. (2) Ideálním vyuţitím pro pomaloběţné větrné motory je pumpování vody (čerpání), přičemţ rotor větrného motoru je přímo spojen s pumpou. (2) To je princip, který vyuţívala uţ firma Kunz u svých větrných čerpadel.
Obr. 12 Lopatkové kolo (30, s. 24)
3.1.3.3 Darrierův rotor Tento typ rotoru byl patentován v roce 1931; skládá se ze dvou či více křídel rotujících kolem vertikální osy (viz Obr. 13). Křídla v průběhu rotace vytváří válcovou,
40
kuţelovou, kulovou nebo parabolickou plochu. Nejvíce se Darrierovu rotoru věnovali ve Francii, USA a Kanadě. Pouţívá se pro výrobu elektrické energie (střídavého jednofázového a třífázového proudu). Mezi hlavní výhody Darrierova rotoru patří: -
vysoká účinnost (38 % aţ 48 %),
-
jednoduchá konstrukce,
-
moţnost umístění generátoru do spodní části stoţáru. (2) Nevýhodou Darrierova rotoru je špatná schopnost rozběhu – zpravidla musí být
vybaven systémem nuceného rozběhu. (2)
Obr. 13 Různé podoby Darrierova rotoru s vertikální osou rotoru (30, s. 25)
3.1.3.4 Savoniův rotor Savoniův rotor byl patentován v roce 1929 a je tvořen dvěma plochami tvaru půlválců, jeţ jsou vzájemně přesazeny (viz Obr. 14). Točivý moment způsobující otáčení rotoru vzniká díky různosti výslednic sil působících na vypouklou a vydutou plochu. Savoniův rotor se pouţívá k čerpání vody či k výrobě stejnosměrného proudu a napětí. (2) Výhodou Savoniova rotoru je jednoduchá a levná konstrukce, zatímco nevýhody Savoniova rotoru jsou následující: -
existence dvou mrtvých úhlů pro nabíhající proud vzduchu. V těchto úhlech je točivý moment velmi malý, případně dokonce záporný a jeho velikost závisí na velikosti přesazení válcových částí rotoru.
-
malá účinnost (max. 23 %) a tedy malý dosaţený výkon. (2)
41
Obr. 14 Savoniův rotor a princip jeho činnosti (30, s. 25)
3.1.4 Regulační systémy Dle velikosti a stupně vybavení větrné elektrárny má regulační systém zpravidla tyto části: -
ovládací a kontrolní prvky,
-
systém regulace a brzdění vrtule,
-
kontrolní systém jednotlivých částí větrné elektrárny,
-
systém natáčení strojovny do směru větru,
-
systém připojení k síti. (2) Na tyto jednotlivé prvky se nyní zaměříme blíţe.
3.1.4.1 Ovládací a kontrolní prvky Ovládací a kontrolní prvky větrné elektrárny rozdělujeme na technickou část (hardware), kterou tvoří řídicí počítač a ovládací prvky na řídicím panelu, a programovou část (software), která se skládá ze speciálně vyvinutého balíku programů určeného ke sledování a ovládání jednotlivých částí větrné elektrárny a reţimů jejich činnosti. (2)
3.1.4.2 Systém regulace vrtule Systém regulace vrtule udrţuje poţadované otáčky vrtule, případně vrtuli zabrzdí. Rozlišujeme systémy s pevnou vrtulí, vybavené aerodynamickou brzdou, která se v případě vysokých otáček rotoru při silném větru vychýlí, a systémy s nastavitelnou vrtulí, kde brzdného efektu dosáhneme změnou úhlu nastavení listů vrtule, přičemţ tak v obou případech omezíme otáčky rotoru. (2)
42
3.1.4.3 Kontrolní systém Kontrolní systém jednotlivých částí větrné elektrárny tvoří soustava čidel sledujících mimo jiné teplotu loţisek, hladinu oleje v převodovce, otáčky rotoru, nastavení listů rotoru, či vychýlení aerodynamických brzd, okamţitý výkon generátoru atd. Všechny tyto údaje lze sledovat i dálkově na řídicím panelu větrné elektrárny. (2)
3.1.4.4 Systém připojení k síti Systém připojení k síti je u větrné elektrárny velmi důleţitým z hlediska efektivnosti provozu a dokonce můţe rozhodujícím způsobem ovlivnit návratnost investovaných prostředků. (2) Jedná se o část řídicího systému vyhodnocujícího okamţité otáčky rotoru a generátoru, rychlost větru, výkon generátoru atd. a rozhodujícího o okamţiku připojení k síti či odpojení od sítě. Díky velké důleţitosti této části větrné elektrárny se jedná o jednu z nejpečlivěji utajovaných informací všech velkých světových firem. (2)
3.2 Vliv větrné elektrárny na životní prostředí Dle názorů veřejnosti mají VTE řadu negativních účinků na přírodu a na lidské zdraví. Většinou se však jedná o pouhé spekulace a dezinformace, které nemají se skutečností nic společného. Pravý stav věcí je popsán níţe.
3.2.1 Hluk Výhodou větrné energetiky je nezatěţování okolí odpady, neprodukování tuhých a plynných emisí a nulová spotřeba vody. Jejich nevýhodou je poměrně malý výkon jednotlivých VTE. Tzv. větrná farma je zase náročná na zastavěný prostor. (31) Ochránci přírody často poukazují na negativa spojená s přílišným hlukem VTE. Jedná se o hluk vydávaný strojovnou elektrárny, popřípadě interakcí proudícího vzduchu s povrchem listů rotoru a uvolňováním vzduchových vírů za hranou listů. Tento hluk se daří úspěšně zmírnit vývojem nových profilů listů rotoru. (31) V případě, ţe mají VTE stát poblíţ obytných domů, musí být zpracována tzv. akustická studie přepočítávající hodnoty akustického výkonu od výrobce na slyšitelnou
43
hladinu zvuku. Výsledek tohoto přepočtu musí splňovat české hygienické normy, které mají ve venkovním prostoru obytných domů hodnotu 50 dB (6 – 22 h) ve dne a 40 dB v noci. V případě pochyb, zda turbíny limity splňují, se provádí měření hluku u nejbliţších obytných domů a zároveň se porovnává hluk větrné elektrárny s hlukem okolního prostředí. Pokud hrozí překročení povolených limitů, lze situaci řešit nastavením ovládacího programu větrné elektrárny, který za podmínek, kdy by docházelo k překročení hlukových limitů, sníţí pomocí nastavení listů rotoru výkon elektrárny, popřípadě ji i vypne. (14)
3.2.2 Infrazvuk V české veřejnosti panují poměrně silné obavy z infrazvuku (tj. zvuku o frekvenci 20 Hz a niţší, který je pro člověka neslyšitelný) vydávaného údajně větrnou elektrárnou. Infrazvuk však bývá zaměňován za hluk větrného proudění a výsledky různých měření prokázaly, ţe větrné elektrárny nevydávají ţádné škodlivé zvuky takto nízké frekvence. Stejně tak nebyly zjištěny ani vysoké frekvence z oblasti ultrazvuku. (32)
3.2.3 Vliv na krajinný ráz Větrné elektrárny se postupně stávají novými dominantami širokého okolí. Naprosto zřetelně jsou viditelné z dálky 6 km, dobře viditelné jsou z 10 km a slabě viditelné jsou větrné elektrárny aţ z dálky 20 km. Pozornost navíc přitahují i otáčení rotoru a výstraţné osvětlení. (14) Někomu se elektrárny líbí a někomu ne. Jejich vliv na krajinný ráz by však měl být vnímán v kontextu s tím, nakolik tyto čisté zdroje energie nahradí jiné zdroje v budoucnu. Musíme si uvědomit, ţe čím více energie vyrobíme pomocí OZE, tím menší část krajiny zničíme těţbou uhlí, uranu, popelem, úloţišti jaderného odpadu a také stavbou uhelných či jaderných elektráren. (32) Samozřejmě, některá území jsou pro výstavbu větrné elektrárny z důvodu ochrany krajinného rázu nevhodná. Mezi tato území patří: − zvláště chráněná území (národní parky, chráněné krajinné oblasti, národní přírodní rezervace, národní přírodní památky, přírodní rezervace a přírodní památky), − přírodní parky, − registrované významné krajinné prvky (hlavně se jedná o mokřady, stepní trávníky, remízy, meze, trvalé travní plochy aj.).
44
Mnoho území je pro stavbu spíše nevhodných: − ochranná pásma zvláště chráněných území, významných krajinných prvků či památných stromů, − území se zvýšenou hodnotou krajinného rázu, včetně krajinných památkových zón, − ostatní významné krajinné prvky (lesy, rašeliniště, vodní toky, rybníky, jezera, údolní nivy). (14) V citlivých územích se nechá zpracovat orgánem ochrany přírody tzv. hodnocení vlivů na krajinný ráz, při němţ jsou vyhotoveny pohledové studie umístění plánovaného záměru v daném území. V potaz je brán počet turbín, jejich rozloţení v krajině a blízkost jiných větrných farem nebo dalších dominant (vytvářející kumulativní efekt). (32) Problémem mohou být poţadavky úřadů na denní zábleskové osvětlení nebo výstraţné zbarvení kvůli zabezpečení letového provozu. Tyto poţadavky bývají v protikladu ke zmenšení rušivého vlivu v krajině a jiţ při hodnocení vlivů na krajinný ráz je vhodné takové poţadavky příslušných úřadů znát. (32)
3.2.4 Ptactvo a zvěř Reakce ptáků ale i divokých zvířat na přítomnost větrné elektrárny je různá: zatímco některé druhy ptáků si svá hnízda staví částečně v úkrytu generátorových skříní, mnoho jiných druhů se okolí elektráren vyhýbá. (31) V případě, ţe jsou VTE dobře naplánované a postavené, nepředstavují pro ptáky a zvířata váţné nebezpečí. (31) Ptáci vnímají otáčející se lopatky rotoru jako viditelnou překáţku, kterou oblétají, pouze v noci nebo za mlhy ji nemusí zaznamenat. Ani tehdy však nebyly dle Edvarda Sequense ze sdruţení Calla a jeho článku Jaký mají větrné elektrárny vliv na ţivotní prostředí? (32) zaznamenány fatální důsledky. Britská Královská společnost pro ochranu ptáků (Royal Society for Protection of Birds) provedla na větrných farmách ve Walesu několik měření a dospěla k závěru, ţe na kaţdých 10 tisíc ptáků, kteří proletí přes větrnou farmu, dojde pouze k jedné smrtelné kolizi. (32)
45
Při přepočtení na jednu vrtuli, jde maximálně o 1 aţ 2 kolize za rok. Podobných výsledků dosáhly také studie uskutečněné ve Spojených státech amerických (2,19 smrtelné kolize na turbínu a rok), Finsku (0,2), Španělsku (0,13) a v dalších zemích. (32) Mezi reálné problémy patří rušení vedoucí k přemístění či lokálnímu vymizení některých druhů ptáků, a ztráta, zničení nebo narušení prostředí a biotopů v důsledku výstavby a přítomnosti staveb a s nimi spojenou infrastrukturou. (14) U zvěře je situace obdobná. K zajímavému závěru došel tříletý výzkum prováděný Ústavem pro výzkum divoce ţijících zvířat na Veterinární univerzitě v Hannoveru. Tento výzkum sledoval rozsáhlé území s celkem 36 větrnými elektrárnami i několik území bez přítomnosti větrných turbín. (31) Z výsledků studie je patrno, ţe hustota zvěře na územích s elektrárnami zůstávala stejná, nebo se dokonce zvyšovala. I z průzkumu prováděného mezi myslivci v Dolním Sasku vyplynulo, ţe nespatřují ve větrných elektrárnách váţné zdroje rušení domácí nízké zvěře. (31) Jiné skupiny zvířat takto posuzovány nebyly (nám nejsou tyto výzkumy známy).
46
PRAKTICKÁ ČÁST 4 Výzkumné šetření 4.1 Užitá metodika Výzkumné šetření probíhalo v březnu roku 2010 v Olomouci mezi studenty Univerzity Palackého a v obci Protivanov mezi jejími obyvateli. Šetření bylo prováděno pomocí dotazníku, který je jednou z metod hromadného zjišťování údajů. Mezi hlavní zásady při tvorbě dotazníku patří zejména srozumitelnost, jasné instrukce pro vyplnění, stručnost a výstiţnost pokládaných otázek. Dále musíme téţ zamezit dvojsmyslnosti, sugestivnosti a velkému mnoţství otázek. Výhodami dotazníku jsou získání poměrně velkého počtu údajů, jednotnost a snadné vyhodnocení, zatímco mezi jeho nevýhody řadíme především moţné nepochopení otázky dotazovanými a nemoţnost testovat všechny osoby. Mezi respondenty bylo rozdáno celkem 40 dotazníků, které byly po zpětném shromáţdění dotazníků překontrolovány a získaná data byla verbálně, tabulárně a graficky zpracována.
4.2 Charakteristika dotazníku V úvodu dotazníku je uveden návod k jeho vyplnění a dále zdůrazněna anonymita získaných údajů. Dotazník tvoří 13 otázek, z nichţ otázka č. 7 obsahuje i jednu podotázku. Odpovědi na většinu otázek jsou ANO, NE a NEVÍM, přičemţ otázky č. 5, 6, 9, 10, 11, 12 lze rozvinout vlastním názorem. Vlastní dotazník uvádí Příloha č. 3.
4.3 Charakteristika vzorku respondentů Výzkumu se účastnilo 21 ţen a 19 muţů, jejichţ věková struktura je zachycena v Grafu č. 6. Věk respondentů se pohyboval převáţně v kategorii 15-25 let ve skupině respondentů bydlících v okolí VTE i ve skupině respondentů, kteří v okolí VTE nebydlí. Tento výsledek
47
je způsoben zejména snazším navazováním kontaktu a větší ochotou této věkové kategorie občanů ke spolupráci na dotazníku. Graf č. 6: Věková struktura oslovených respondentů
V otázce č. 3 byl zkoumán fakt, zda respondenti trvale ţijí v okolí VTE. Z Tabulky 7 vyplývá stejný počet respondentů bydlících i nebydlících v okolí VTE. Tab. 7 Počet respondentů bydlících / nebydlících v okolí VTE odpovědi
absolutní četnost [N]
relativní četnost [%]
BYDLÍM V OKOLÍ VTE
20
50
NEBYDLÍM V OKOLÍ VTE
20
50
celkem
40
100
48
4.4 Interpretace výsledků provedeného průzkumu
Otázka č. 4 Otázka č. 4 zjišťuje, zda respondenti bydlící v okolí VTE ví, jaké přínosy má obec
z existence VTE v katastru obce: Pokud jste na předcházející otázku odpověděl/a ANO, víte, jaké přínosy má obec z existence VTE v katastru obce? Jednotlivé odpovědi jsou znázorněny v následující Tabulce 8 a Grafu č. 7: Tab. 8 Odpověď na otázku: Znáte přínosy z existence VTE pro obec? odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
7
35
NE
13
65
celkem
20
100
Graf č. 7: Odpověď na otázku: Znáte přínosy z existence VTE pro obec?
Na tuto otázku odpověděla většina občanů bydlících v okolí VTE záporně (Tab. 8, Graf č. 7), z čehoţ vyplývá poměrně malá informovanost občanů o přínosech VTE pro obec. Obec by se proto měla více zaměřit na osvětu v této oblasti.
49
Otázka č. 5 V 5. otázce se zkoumají postoje respondentů ke vzhledu osamocené VTE v krajině: Vadí Vám vzhled osamocené VTE v krajině? Respondenti, kteří bydlí v okolí VTE, odpovídali takto:
Tab. 9 Názory respondentů bydlících v okolí VTE na vzhled osamocené VTE umístěné v krajině odpovědi
absolutní četnost [N] relativní četnost [%]
VADÍ MI
5
25
NEVADÍ MI
15
75
NEVÍM
0
0
celkem
20
100
Graf č. 8 Názory respondentů bydlících v okolí VTE na vzhled osamocené VTE umístěné v krajině
Naproti tomu respondenti, kteří nebydlí v okolí VTE, odpovídali takto:
50
Tab. 10 Názory respondentů nebydlících v okolí VTE na vzhled osamocené VTE umístěné v krajině odpovědi
absolutní četnost [N] relativní četnost [%]
VADÍ MI
5
25
NEVADÍ MI
13
65
NEVÍM
2
10
celkem
20
100
Graf č. 9 Názory respondentů bydlících v okolí VTE na vzhled osamocené VTE umístěné v krajině
Jak je zřejmé z výše uvedených grafů č. 8 a č. 9, převáţné většině oslovených, jak mezi obyvateli ţijícími v okolí VTE, tak mezi obyvateli neţijícími v blízkosti VTE, vzhled osamocených větrných elektráren nevadí. Majoritně ji dokonce povaţují za poměrně zajímavou dominantu okolí. Čtvrtině dotázaných však vzhled VTE vadí a to především z důvodu narušování krajinného rázu. 10 % respondentů (ale jen z řad těch, kteří nebydlí v okolí VTE) na tuto otázku nemá vlastní názor.
51
Otázka č. 6 6. otázka zkoumá postoj respondentů ke vzhledu skupiny VTE v krajině: Vadí Vám vzhled skupiny VTE v krajině? Respondenti, kteří bydlí v okolí VTE, odpovídali na tuto otázku takto:
Tab. 11 Názory respondentů bydlících v okolí VTE na vzhled skupiny VTE umístěné v krajině odpovědi
absolutní četnost [N] relativní četnost [%]
VADÍ MI
7
35
NEVADÍ MI
13
65
NEVÍM
0
0
celkem
20
100
Graf č. 10 Názory respondentů bydlících v okolí VTE na vzhled skupiny VTE umístěné v krajině
Oproti tomu respondenti nebydlící v okolí VTE odpovídali takto:
52
Tab. 12 Názory respondentů nebydlících v okolí VTE na vzhled skupiny VTE umístěné v krajině odpovědi
absolutní četnost [N] relativní četnost [%]
VADÍ MI
4
20
NEVADÍ MI
13
65
NEVÍM
3
15
celkem
20
100
Graf č. 11 Názory respondentů nebydlících v okolí VTE na vzhled skupiny VTE umístěné v krajině
Grafy č. 10 a č. 11 ukazují, ţe většině dotázaných občanů z obou skupin nevadí ani vzhled skupiny VTE v krajině. Opět ji povaţují zejména za výraznou a zajímavou dominantu okolní přírody. 35 % respondentů ze skupiny občanů bydlících v okolí větrné elektrárny (Graf č. 11) ovšem vzhled skupiny VTE vadí, protoţe se jiţ podle nich jedná o výrazný kolos, který narušuje panorama krajiny. Mezi skupinou občanů, kteří v blízkosti VTE nebydlí (viz Graf č. 12), nemá 15 % respondentů na vzhled skupiny VTE utvořen vlastní názor.
53
Otázka č. 7a Otázka č. 7a se zjišťuje názor respondentů, zda vnímají zvuk produkovaný VTE: Vnímáte zvuk produkovaný VTE? Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE jsou zaznamenány v Tabulce 13 a Grafu č. 12, zatímco odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE jsou zobrazeny v Tabulce 14 a Grafu č. 13:
Tab. 13 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda vnímají zvuk produkovaný VTE odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
9
45
NE
11
55
NEVÍM
0
0
Celkem
20
100
Graf č. 12 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda vnímají zvuk produkovaný VTE
54
Tab. 14 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda vnímají zvuk produkovaný VTE odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
4
20
NE
13
65
NEVÍM
3
15
Celkem
20
100
Graf č. 13 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda vnímají zvuk produkovaný VTE
Podle odpovědí na otázku č. 7a těsná většina obyvatel bydlících v okolí VTE zvuk VTE nevnímá. Stejný názor převládá i u občanů nebydlících v blízkosti VTE. Velké rozdíly jsou mezi oběma skupinami respondentů v odpovědích ANO, kdy zvuk produkovaný VTE vnímá téměř polovina respondentů bydlících v okolí VTE, zatímco ve skupině respondentů nebydlících v blízkosti VTE zastává tento názor pouhých 20 %. Je otázkou, zda jde o jejich subjektivní názor, či zda odpovídají na základě předchozí zkušenosti. Respondenti, kteří bydlí v okolí VTE, zaujímají ze 100 % určitý názor, ať uţ ANO či NE. Oproti tomu 15 % respondentů nebydlících v blízkosti VTE nezaujímá k této problematice konkrétní postoj a zvolilo odpověď NEVÍM. Důvodem bude nejspíše to, ţe respondenti nebydlící v okolí VTE nemají s VTE praktickou zkušenost. Díky tomu jsou i ostatní názory respondentů nebydlících v okolí VTE na vnímání zvuku VTE poněkud irelevantní. 55
Otázka č. 7b Otázka č. 7b navazuje na otázku č. 7a: Pokud ANO, vadí Vám zvuk produkovaný VTE? Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE jsou uvedeny v Tabulce 15 a Grafu
č. 14: Tab. 15 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda jim vadí zvuk produkovaný VTE odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
4
45
NE
4
45
NEVÍM
1
10
Celkem
9
100
Graf č. 14 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda vnímají zvuk produkovaný VTE
Naproti tomu odpovědi respondentů, kteří nebydlí v okolí VTE, na otázku č. 7b zaznamenávají Tabulka 16 a Graf č. 15:
56
Tab. 16 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda vnímají zvuk produkovaný VTE odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
3
75
NE
1
25
NEVÍM
0
0
Celkem
4
100
Graf č. 15 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda vnímají zvuk produkovaný VTE
Na otázku 7b odpověděl mezi obyvateli bydlícími v blízkosti VTE (Graf č. 14) kladně i záporně stejný počet dotázaných (45 %), zatímco 10 % obyvatel nemělo utvořený vlastní názor. Obyvatelé jsou zvukem VTE obtěţováni a vnímají ho zejména díky proudění vzduchu od VTE k jejich domům. Jak jsem se od dotázaných dozvěděl, zvuk je obtěţující především v zimě, kdy dochází k namrzání lopatek turbín, které poté „krájí“ vzduch. Mezi občany nebydlícími v blízkosti VTE (Graf č. 15) se má situace následovně: výrazné většině těch, kteří vnímají zvuk produkovaný VTE, tento zvuk vadí. Musíme však brát v úvahu, ţe tito občané nebydlí v blízkosti VTE (a krátkodobý pobyt v blízkosti VTE nemá potřebnou vypovídající hodnotu) a ţe se jedná pouze o skupinu 20 % občanů, kteří zvuk produkovaný VTE vnímají. Čtvrtině této skupiny zvuk produkovaný VTE nevadí. Srovnáním četností odpovědí ANO v Tabulce 15 a Tabulce 16 docházíme k závěru, ţe v této oblasti respondenty silně ovlivňují „předsudky“ a ţe je třeba provést mezi veřejností osvětu.
57
Otázka č. 8 Názor respondentů na negativní účinky VTE je zaznamenán v otázce č. 8: Mají dle Vašeho názoru VTE negativní účinky na zdraví lidí žijících v okolí? Níţe uvedené tabulky 17 a 18 a grafy č. 16 a č. 17 uvádějí odpovědi respondentů na tuto otázku:
Tab. 17 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda mají VTE negativní účinky na jejich zdraví odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
3
15
NE
8
40
NEVÍM
9
45
Celkem
20
100
Graf č. 16 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda mají VTE negativní účinky na jejich zdraví
58
Tab. 18 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda mají VTE negativní účinky na jejich zdraví odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
4
20
NE
13
65
NEVÍM
3
15
Celkem
20
100
Graf č. 17 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda mají VTE negativní účinky na jejich zdraví
Velké procento respondentů ze skupiny obyvatel, kteří bydlí v blízkosti VTE (Graf č. 16), neví, zda má VTE negativní účinky na lidské zdraví (45 %). Je to dokonce větší část obyvatel neţ část, podle které VTE negativní účinky na lidské zdraví nemají (40 %). Naopak u skupiny respondentů, kteří v blízkosti VTE nebydlí, neví odpověď na tuto otázku pouhých 15 % oslovených. Jistě by zejména v prvním případě prospěla výrazně větší informovanost veřejnosti, aby si lidé utvořili vlastní názor (ať uţ kladný či záporný). Ve skupině občanů, kteří nebydlí v blízkosti VTE (Graf č. 17), převaţuje názor, ţe VTE nijak nenarušují lidské zdraví (65 %). V obou skupinách obyvatel je menší část těch, kteří povaţují VTE jako hrozbu pro lidské zdraví (15 % vs. 20 %). Dle našeho názoru však většina z nich nemá tento názor nijak podloţený.
59
Otázka č. 9 V otázce č. 9 jsou respondenti dotazováni na jejich názor na škodlivost VTE vůči
přírodě. Škodí dle Vás VTE výrazným způsobem přírodě? Odpovědi na otázku č. 9 od respondentů bydlících v okolí VTE jsou zachyceny v Tabulce 19 a Grafu č. 19: Tab. 19 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda škodí VTE výrazným způsobem přírodě odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
8
40
NE
7
35
NEVÍM
5
25
Celkem
20
100
Graf č. 18 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda škodí VTE výrazným způsobem přírodě
Naproti
tomu
odpovědi
od
respondentů,
jsou zaznamenány v Tabulce 20 a Grafu č. 20:
60
kteří
nebydlí
v okolí
VTE,
Tab. 20 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda škodí VTE výrazným způsobem přírodě odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
3
15
NE
15
75
NEVÍM
2
10
Celkem
20
100
Graf č. 19 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda škodí VTE výrazným způsobem přírodě
40 % obyvatel bydlících v okolí VTE (Graf č. 18) je přesvědčeno, ţe VTE výrazným způsobem škodí přírodě. Ve srovnání s odpověďmi na otázky č. 5 a 6, kdy byli respondenti dotazováni na to, zda jim vadí vzhled osamocené VTE či skupiny VTE, docházíme k výsledku, ţe sice většině respondentů nevadí vzhled VTE, ale zároveň si přibliţně třetina z nich myslí, ţe VTE výrazným způsobem škodí přírodě. Oběma skupinám občanů vadí především zabíjení ptáků vrtulemi VTE, občas se objevil i názor, ţe VTE brání zvířatům v usazení se v blízkosti turbín. To je v rozporu se studií E. Sequense ze sdruţení Calla (32) a jeho článku Jaký mají větrné elektrárny vliv na ţivotní prostředí? citovaného v části 3.2.4 Ptactvo a zvěř. Názor, ţe VTE neškodí výrazným způsobem přírodě, zastává v první skupině (bydlící v okolí VTE) pouhých 35 % občanů, zatímco ve druhé skupině je o tomto názoru přesvědčeno dokonce 75 % občanů.
61
V případě této otázky by k utvoření pravdivého názoru a zamezení různých fám prospěla výraznější osvěta o dané problematice.
62
Otázka č. 10 Otázka č. 10 zjišťuje stanovisko respondentů k případným jiným negativním
účinkům VTE: Mají dle Vašeho názoru VTE ještě i jiné negativní účinky? Respondenti bydlící v okolí VTE, odpovídali takto: Tab. 21 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda mají VTE i jiné negativní účinky odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
3
15
NE
3
15
NEVÍM
14
70
Celkem
20
100
Graf č. 20 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda mají VTE i jiné negativní účinky
Naproti tomu respondenti, kteří nebydlí v okolí VTE, odpovídali takto:
63
Tab. 22 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda mají VTE i jiné negativní účinky odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
3
15
NE
9
45
NEVÍM
8
40
Celkem
20
100
Graf č. 21 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda mají VTE i jiné negativní účinky
V první
skupině
občanů
(respondenti
bydlící
v okolí
VTE)
dokonce
70 % respondentů neví, zda mají VTE i jiné negativní účinky. Druhá skupina dotázaných (respondenti nebydlící v okolí VTE) je o něco menší, přesto i ona zahrnuje 40 % respondentů z celkového počtu. Opět to svědčí o malé informovanosti občanů o problematice VTE, na kterou by se měla odborná veřejnost výrazněji zaměřit a danou problematiku osvětlit i neznalé části obyvatelstva. Podle skoro poloviny druhé skupiny oslovených (lidé nebydlící v okolí VTE) VTE nemají jiné negativní účinky. V první skupině zastává tento názor pouze 15 % respondentů. O negativních účincích VTE je v obou skupinách přesvědčeno shodně 15 % oslovených.
64
Otázka č. 11 V 11. otázce je zkoumán postoj respondentů k energii z obnovitelných zdrojů
energie. Má podle Vás smysl získávat energii z obnovitelných zdrojů energie? V následující Tabulce 23 Grafu č. 22 jsou zaznamenány odpovědi respondentů, kteří bydlí v okolí VTE, na tuto otázku: Tab. 23 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda má smysl získávat energii z OZE odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
14
70
NE
4
20
NEVÍM
2
10
Celkem
20
100
Graf č. 22 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda má smysl získávat energii z OZE
Odpovědi respondentů, kteří nebydlí v okolí VTE, zachycují Tabulka 24 a Graf č. 23:
65
Tab. 24 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda má smysl získávat energii z OZE odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
17
85
NE
2
10
NEVÍM
1
5
Celkem
20
100
Graf č. 23 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda má smysl získávat energii z OZE
V obou skupinách dotázaných je naprostá většina přesvědčena o tom, ţe má smysl získávat energii z obnovitelných zdrojů energie (Graf č. 22 a Graf č. 23) - hlavně díky budoucímu nedostatku fosilních paliv. Výhodou OZE je především jejich „nevyčerpatelnost“ (z našeho časového měřítka). Podle menších částí obou skupin respondentů nemá smysl získávat energii z obnovitelných zdrojů energie, a to zejména z důvodu dostatečných zásob fosilních paliv. Naprostá menšina mezi respondenty obou skupin zvolila odpověď NEVÍM, z čehoţ plyne dobrá informovanost veřejnosti o OZE.
66
Otázka č. 12 Následující otázka zjišťuje názor respondentů na výstavbu VTE v jejich okolí. Podpořil/a byste výstavbu VTE ve Vašem okolí? Jak respondenti bydlící v okolí VTE odpovídali na tuto otázku, zjistíme z Tabulky 25 a Grafu č. 24:
Tab. 25 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda by podpořili výstavbu VTE v jejich okolí odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
6
30
NE
8
40
NEVÍM
6
30
Celkem
20
100
Graf č. 24 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda by podpořili výstavbu VTE v jejich okolí
Oproti tomu respondenti nebydlící v okolí VTE odpovídali takto:
67
Tab. 26 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda by podpořili výstavbu VTE v jejich okolí odpovědi absolutní četnost [N] relativní četnost [%] ANO
7
35
NE
7
35
NEVÍM
6
30
Celkem
20
100
Graf č. 25 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda by podpořili výstavbu VTE v jejich okolí
Na tuto otázku nebyla ani v jedné z dotazovaných skupin výrazně převaţující odpověď. Z Grafů č. 24 a č. 25 je patrné, ţe všechny odpovědi na otázku č. 12 jsou zastoupeny v rozmezí 30 % - 40 %. Je zde patrná velká názorová roztříštěnost. Opět by tu zajisté pomohla větší informovanost občanů.
68
Otázka č. 13 Otázka č. 13 se dotazuje respondentů na změnu jejich názoru na výstavbu
VTE v souvislosti s případnou finanční dotací od provozovatele VTE. Měla by případně výše finanční dotace od provozovatele VTE vliv na Váš souhlas s instalací VTE v katastru obce? Respondenti bydlící v okolí VTE odpovídali takto: Tab. 27 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda by měla výše fin. dotace vliv na souhlas s instalací VTE odpovědi absolutní četnost [N]
relativní četnost [%]
ANO
11
55
NE
6
30
NEVÍM
3
15
Celkem
20
100
Graf č. 26 Odpovědi respondentů bydlících v okolí VTE na otázku, zda by měla výše fin. dotace vliv na souhlas s instalací VTE
Tabulka 28 a Graf č. 27 uvádí odpovědi respondentů, kteří nebydlí v okolí VTE:
69
Tab. 28 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda by měla výše fin. dotace vliv na souhlas s instalací VTE odpovědi absolutní četnost [N]
relativní četnost [%]
ANO
2
10
NE
12
60
NEVÍM
6
30
Celkem
20
100
Graf č. 27 Odpovědi respondentů nebydlících v okolí VTE na otázku, zda by měla výše fin. dotace vliv na souhlas s instalací VTE
V této otázce je patrný výrazný názorový rozkol mezi respondenty bydlícími v blízkosti VTE a respondenty v blízkosti VTE nebydlícími: zatímco první skupina (viz Graf č. 26) na otázku odpověděla ANO v 55 % případů, druhá skupina (Graf č. 27) tento názor zastává v pouhých 10 % případů. Velké rozdíly jsou i v počtu odpovědí NE: v první skupině na otázku odpovědělo NE 30 % dotázaných, ale ve druhé skupině dvojnásobek – tedy 60 % dotázaných občanů. Domníváme se, ţe názory respondentů v obou skupinách v tomto případě neovlivňuje ani tak míra informovanosti jako spíše osobnostní charakter kaţdého z nás.
70
Závěr Tato bakalářská práce je zaměřena na informování o OZE se zaměřením zejména na energii větru a oblast VTE. Práce je rozdělena na část teoretickou a praktickou. Cílem v teoretické části je zachytit historii VTE ve světě i v ČR. Práce se zabývá nejen historií vyuţívání větru jako pohonné energie, ale také jednotlivými vynálezy, které toto vyuţívání větru člověku umoţnily. Jedná se o větrné mlýny (ať uţ sloupového či holandského typu), větrná čerpadla a VTE. Zejména u prvního dvou vynálezů je kladen důraz na jejich historii v ČR. Dále jsme se zaměřili na potenciál větrné energie na našem území. Tomuto předcházelo vysvětlení, co je vítr, jakým způsobem se dá měřit jeho síla a jaké jsou metody určování větrného potenciálu. Následně byl popisován celkový větrný potenciál našeho státu a dále větrný potenciál jednotlivých krajů v ČR. Řešena byla téţ otázka legislativy a financí souvisejících s VTE. Část věnovaná legislativě zahrnuje zejména přehled důleţitých zákonů a vyhlášek týkajících se OZE a VTE a předpisy o umísťování VTE v zastavěném či nezastavěném území. Oproti tomu část zabývající se financemi předkládá výkupní ceny elektřiny vyrobené VTE a dále ekonomiku VTE. Dále byly v práci vymezeny hlavní konstrukční části VTE a popsány jednotlivé typy těchto prvků. U jednotlivých typů jsou také vyjmenovány jejich výhody a nevýhody. Pozornost byla zaměřena téţ na posouzení vlivu VTE na ţivotní prostředí. Je zde popisován hluk vydávaný VTE a dále hygienické normy v ČR týkající se hluku a případné negativní účinky infrazvuku. Další část zachycuje vliv VTE na krajinný ráz, zabývá se nevhodností některých území k výstavbě VTE a zahrnuje také reakce ptáků a divokých zvířat na přítomnost VTE. Z těchto reakcí zkoumaných britskou Královskou společností pro ochranu ptáků a Ústavem pro výzkum divoce ţijících zvířat na Veterinární univerzitě v německém Hannoveru je patrné, ţe blízkost VTE prakticky neovlivňuje ţivot ptáků a divoké zvěře. Cílem praktické části je zjišťování názorů na problematiku OZE a VTE od dvou skupin respondentů, kteří byli osloveni formou dotazníku. Výzkumu se účastnil vzorek 40 respondentů v přibliţně stejném zastoupení muţů i ţen, z nichţ 20 bydlí v okolí
71
VTE a 20 jich v okolí VTE nebydlí. Věk oslovených respondentů se pohyboval převáţně v kategorii 15-25 let. Z průzkumu vyplývá, ţe většina respondentů bydlících v okolí VTE není dostatečně informována o přínosech VTE pro obec v jejímţ katastru se VTE nachází, a proto by se obec měla více zaměřit na osvětu v této oblasti. Z odpovědí na otázky č. 5 a č. 6 je patrné, ţe převáţné části respondentů nevadí vzhled osamocených VTE ani skupiny VTE v krajině. U otázek týkajících se zvuku produkovaného VTE je vidět značný názorový rozkol mezi respondenty bydlícími a nebydlícími v okolí VTE. Názor na negativní účinky VTE na lidské zdraví nemá utvořený poměrně velká část respondentů a i v této oblasti by se proto měla u veřejnosti provést důkladná osvěta. Jako zajímavost vyplývající z porovnání otázek č. 5, č. 6 a č. 9 hodnotíme fakt, ţe většině respondentů sice nevadí vzhled VTE, ale zároveň je přibliţně třetina z nich přesvědčena o škodlivosti VTE vůči přírodě. Odpovědi na otázku ohledně jiných negativních účinků VTE opět ukazují na nedostatečnou osvětu u veřejnosti. Respondenti jsou také přesvědčeni o tom, ţe získávat energii z OZE má smysl, coţ je jistě pozitivní. Na otázku ohledně výstavby nových VTE v okolí bydliště respondentů panuje opět značná názorová roztříštěnost. Díky rozdílným osobnostním charakterům kaţdého z respondentů není jednotná ani odpověď na otázku týkající se vlivu výše finanční dotace na souhlas s instalací VTE. Jak je patrné z předchozího textu, ohledně mnoha otázek souvisejících s OZE a VTE panují mezi respondenty výrazné názorové rozkoly. V mnoha případech by pomohla důkladná
osvěta
v celé
oblasti
OZE
a
VTE,
aby
nedocházelo
k nejrůznějším
dezinterpretacím. Doufáme, ţe i v praktické části byl splněn cíl této bakalářské práce a ţe se tato práce můţe stát jedním ze zdrojů podávajících nezkreslené informace v oblasti OZE a VTE.
72
Použité zdroje 1.
KLOZ, M., et al. Využívání obnovitelných zdrojů energie : Právní předpisy s komentářem. Praha : Linde, 2007. 511 s. ISBN 978-80-7201-670-9.
2.
CENEK, M., et al. Obnovitelné zdroje energie . Praha : FCC Public, 1994. 174 s. ISBN nemá.
3.
KOČ, Břetislav. Šance pro vítr. 1. vyd. Brno : EkoCentrum Brno, 1996. 95 s. ISBN 80-901668-8-1.
4.
Sokoli jedou : Stránky Sokolů [online]. 2.10.2009 [cit. 2010-04-22]. Pouťová Kaménka. Dostupné z URL:
.
5.
Bukovanský mlýn [online]. Datum neuvedeno [cit. 2010-04-22]. Větrný mlýn Kuţelov. Dostupné z URL:
.
6.
MOTLÍK, Jan, et al. Obnovitelné zdroje energie a možnosti jejich uplatnění v České republice. Praha : ČEZ, 2007. 181 s. ISBN 978-80-239-8823-9.
7.
VESELÝ, Petr. Povětrník : větrné mlýny v českých zemích, webík pro potěchu oka i ducha [online]. 11. 04. 2006 [cit. 2010-05-19]. Jihomoravský kraj. Dostupné z URL: .
8.
KOČ, Břetislav. Tzbinfo : stavebnictví, úspory energií [online]. 25.6.2007 [cit. 201005-18]. Vítr čerpá vodu - aneb oţije tradice? Dostupné z URL: .
9.
Z historie vyuţívání energie větru v českých zemích. ČSVE: Česká společnost pro větrnou energii [online]. 19.03.2009, [cit. 03.03.2010]. Dostupné z URL: .
10.
BERANOVSKÝ, J.; TRUXA, J. Alternativní energie pro váš dům. 2. Brno : ERA, 2004. 125 s. ISBN 80-86517-89-6.
11.
Rychlost větru. In Wikipedia : the free encyclopedia [online]. St. Petersburg (Florida) : Wikipedia Foundation, 27.11.2006, last modified on 24.12.2009 [cit. 2010-03-16]. Dostupné z URL: .
12.
KUBÍN, M. Větrná energie. Školská fyzika [online]. 02.04.2002, Mimořádné číslo, [cit. 2010-03-21]. Dostupný z URL: . ISSN 1211-1511.
13.
PÁZRAL, E. Větrná energie. In Obnovitelné zdroje energie. Praha : Agrospoj, 1993. s. 109-134. ISBN 80-7084-067-6. 73
14.
SEQUENS, E. Větrné elektrárny a životní prostředí. České Budějovice : CallaSdruţení pro záchranu prostředí, 2009. 4 s. Dostupné z URL: . ISBN 978-80-87267-04-2.
15.
Větrná mapa. ČSVE: Česká společnost pro větrnou energii [online]. 19.03.2009, [cit. 21.04.2010]. Dostupné z URL: .
16.
HANSLIAN, D.; HOŠEK, J.; ŠTEKL, J. Odhad realizovatelného potenciálu větrné energie na území ČR [online]. Praha : Ústav fyziky atmosféry AV ČR, 15.2.2008 [cit. 2010-06-21]. Dostupné z URL: .
17.
1003_Vyroba-a-vykon-podle-kraju_brezen10.pdf. ČSVE : Česká společnost pro větrnou energii [online]. Datum neuvedeno [cit. 2010-03-23]. Dostupné z URL: .
18.
Stavby a zařízení pro výrobu energie z vybraných obnovitelných zdrojů : metodický pokyn k jejich umisťování [online]. [s.l.] : Ústav územního rozvoje Ministerstva pro místní rozvoj, 2008 [cit. 2010-05-06]. Dostupné z URL: .
19.
Cenové rozhodnutí Energetického regulačního úřadu č. 4/2009 ze dne 3. listopadu 2009, kterým se stanovuje podpora pro výrobu elektřiny z obnovitelných zdrojů energie, kombinované výroby elektřiny a tepla a druhotných energetických zdrojů [online]. [s.l.] : Energetický regulační úřad, 3.11.2009 [cit. 2010-04-23]. Dostupné z URL: .
20.
CERMAN, J. Nazeleno.cz : Chytrá řešení pro každého [online]. 1.12.2008 [cit. 201005-06]. Obnovitelné zdroje: Výkup a zelené bonusy klesnou o 5 %. Dostupné z URL: . ISSN 1803-4160.
21.
Ekonomika větrné energetiky. ČSVE: Česká společnost pro větrnou energii [online]. 20.05.2009, [cit. 21.04.2010]. Dostupné z URL: .
22.
Tabulka aktuálních instalací k 31.12.2009. ČSVE: Česká společnost pro větrnou energii [online]. 10.01.2010, [cit. 21.04.2010]. Dostupné z URL: .
74
23.
Příhradový stožár větrné elektrárny. ČSVE: Česká společnost pro větrnou energii [online]. 06.01.2010, [cit. 18.03.2010]. Dostupné z URL: .
24.
Ocelový tubusový stožár. ČSVE: Česká společnost pro větrnou energii [online]. 08.01.2010, [cit. 03.03.2010]. Dostupné z URL: .
25.
Czechtourism.com : oficiální turistická prezentace České republiky [online]. 17.11.2008 [cit. 2010-04-21]. 2008-11-17-101101-bozi-dar.jpg. Dostupné z URL: .
26.
Příhradový stožár větrné elektrárny. ČSVE: Česká společnost pro větrnou energii [online]. 06.01.2010, [cit. 03.03.2010]. Dostupné z URL: .
27.
Lattice tower017. ČSVE: Česká společnost pro větrnou energii [online]. 06.01.2010, [cit. 03.03.2010]. Dostupné z URL: .
28.
Prefabrikovaný betonový stožár větrné elektrárny. ČSVE: Česká společnost pro větrnou energii [online]. 05.01.2010, [cit. 03.03.2010]. Dostupné z URL: .
29.
Concrete tower04.jpg. ČSVE: Česká společnost pro větrnou energii [online]. 05.01.2010, [cit. 03.03.2010]. Dostupné z URL: .
30.
FOJTÍKOVÁ, J. Větrné elektrárny [online]. Brno, 2008. 85 s. Diplomová práce. Masarykova univerzita, Pedagogická fakulta, Katedra technické a informační výchovy. Dostupné z URL: .
31.
Alternativní zdroje energie [online]. Datum neuvedeno [cit. 2010-04-21]. Větrné elektrárny. Dostupné z URL: .
75
32.
SEQUENS, E. Step : Síť ekologických poraden - Spotřebitelské otázky [online]. České Budějovice : Calla-Sdruţení pro záchranu prostředí, 13.12.2007 [cit. 2010-04-21]. Jaký mají větrné elektrárny vliv na ţivotní prostředí?. Dostupné z URL: .
76
Seznam příloh Příloha č. 1: Větrný potenciál v jednotlivých krajích ČR Příloha č. 2: Seznam VTE v ČR Příloha č. 3: Dotazník
77
Příloha č. 1 - Větrný potenciál v jednotlivých krajích ČR Středočeský kraj a Praha – díky jeho velké rozloze není větrný potenciál zcela zanedbatelný. Vhodné lokality jsou rozptýleny v různých částech kraje, zejména ve výše poloţených částech středočeské pahorkatiny (okr. Benešov), na jejím severním úbočí (Kolín, Kutná Hora), v oblasti Rakovnické pahorkatiny a Praţské plošiny (Rakovník, Kladno, Beroun, Praha – západ). U mnoha větrných lokalit je však problémem jejich umístění blízko letišť či zástavby, které znemoţňuje jejich vyuţití. (16) Jihočeský kraj – také tento kraj se vyznačuje velkou rozlohou a stejně jako ve Středočeském
kraji
jsou
vhodné
lokality
rozmístěny
v různých
částech
kraje.
Nejvýznamnějším místem je okrajová část Českomoravské vrchoviny, především v okresech Jindřichův Hradec a Tábor. (16) Plzeňský kraj – pozice vhodné pro výstavbu větrných elektráren jsou relativně řídce rozptýleny po území kraje. (16) Karlovarský kraj – jeho větrný potenciál není zcela zanedbatelný i přes poměrně malou rozlohu. Řada vhodných lokalit se nachází v sousedství Doupovských hor v jihovýchodní části okresu Karlovy Vary. Samotné Doupovské hory a Slavkovský les jsou z výstavby větrných elektráren vyloučeny kvůli tomu, ţe se zde nachází CHKO a vojenský újezd. (16) Ústecký kraj – zahrnuje centrální a východní část Krušných hor, tedy oblast, na kterou se soustředí největší pozornost. Část větrného potenciálu se nachází i mimo oblast Krušných hor, především v okrese Louny. Mimo příznivé větrné podmínky je výstavba větrných elektráren v Ústeckém kraji podpořena i nízkou hustotou osídlení v důsledku poválečného vylidnění. (16) Liberecký kraj – jedná se o malý kraj s nevelkým potenciálem větrné energie soustředěné především v okrese Liberec, a to do oblastí Frýdlantského výběţku a Lysého vrchu u Albrechtického sedla. (16)
78
Královéhradecký kraj – z hlediska počtu dostatečně větrných lokalit patří mezi nejchudší oblasti České republiky. (16) Pardubický kraj – patří z hlediska větrného potenciálu soustředěného zejména v okrajové části Českomoravské vrchoviny a na hřebenech v jihovýchodní a východní části kraje (hlavně v okrese Svitavy) mezi průměrné kraje. (16) Kraj Vysočina – v rámci naší republiky se jedná o zcela mimořádné území, protoţe z hlediska větrných poměrů je zde výstavba větrných elektráren moţná téměř v celém jeho prostoru. Limitujícím faktorem ve výstavbě větrných elektráren v tomto kraji jsou především otázky krajinného rázu a moţnosti vyvedení výkonu větrných elektráren. Díky tomu je očekávána značná redukce technického potenciálu kraje, který je i přesto stále větrně nejbohatším krajem v ČR. (16) Jihomoravský kraj – i on má vysoký potenciál větrné energie, která se nachází především v okrajové části Českomoravské vrchoviny, zejména v okresu Znojmo. Příznivě se jeví také některé níţinné polohy v rámci Dyjsko-Svrateckého úvalu, kde se však rychlosti větru pohybují na hranici rentability. (16) Olomoucký kraj – jeho větrný potenciál je přiměřený jeho velikosti a je rozptýlen zejména podél jeho okrajů – na území Drahanské a Zábřeţské vrchoviny, či v okrajových částech Nízkého Jeseníku a v Moravské bráně. (16) Zlínský kraj – tento kraj má nevelký větrný potenciál, který je rozptýlen především v Moravské bráně a v podhůří Bílých Karpat. (16) Moravskoslezský kraj – značně vysoký potenciál poskytují v tomto kraji vrcholové planiny oblastí Bruntálska, Opavska a větší část Nízkého Jeseníku a Oderských vrchů. Hlavními limity výstavby jsou ohledy na krajinný ráz a relativně nízká kapacita distribučních sítí. (16)
79
Příloha č. 2 – Seznam větrných elektráren v ČR
Lokalita Hostýn Ostruţná – Ramzová v Jeseníkách Velká Kraš Mravenečník
SEZNAM VĚTRNÝCH ELEKTRÁREN V ČR Výkon Typ Provozovatel Instalace (MW) 0,225 Vestas V27 Matice 1993 Svatohostýnská 3 (6x 0,5) Vestas V39 VE 1994 Ostruţná s.r.o. 0,225 1,17 (0,22 +0,315 +0,63) 0,315
Vestas V29 Energowars +WindWorld
Obec Benoco s.r.o.
1994 1993 – 96
Energowars
Neznámá dáma
2001
0,1
Fuhrländer
2002
Jindřichovice pod Smrkem Nová Ves v Horách na Mostecku Vítkov (Heřmanice, Lysý Vrch) Loučná pod Klínovcem Mladoňov
1,2 (2x 0,6)
Enercon E40
Pravoslavná akademie Vilémov Obec
3 (2x 1,5)
REpower MD77
Wind Tech s.r.o. 2003, 04
3,1 (5x 0,5 +0,6)
Tacke TW500 + ?
Konotech s.r.o.
2004
1,8 (3x 0,6)
DeWind D4
2004
0,5
Potštát
0,45 (3x 0,15) 0,85
Tacke repasovaný Bonus
Green Lines s.r.o. Caurus s.r.o. VAPOL CZ s.r.o. APB Plzeň a.s.
2005, 09
Haná Metal Wind s.r.o. Wind Invest s.r.o. WEB Větrná energie s.r.o. S&M CZ s.r.o., Jaroslav Etzler 2x Aleš Kastl, dřevovýroba
2005
Boţí Dar – Neklid I Protivanov
Hraničné Petrovice Hraničné Petrovice Protivanov Břeţany u Znojma Pohledy u Svitav
Vestas V52
0,85
Nordex N54
3 (2x 1,5)
REpower MD77
4,25 (5x 0,85) 0,75 (3x 0,25)
Vestas V52
Čiţebná 1,815 (3x u Nového Kostela 0,5 +0,315) – Skalná
Fuhrländer Tacke TW500 + Vítkovice VE315 80
dle ERÚ
2003
2004
17MW
2005
2005 2005 2004, 06 2006
28MW
Pavlov I
4 (2x 2)
Pavlov II
1,7 (2x 0,85) 6 (3x 2)
Nové Město u Teplic Anenská Studánka I Rusová (Měděnec) Boţí Dar, Jáchymov Neklid II Drahany
Vestas V90 2MW Vestas V52
APB Plzeň a.s.
2006 2006
0,5 (2x 0,25) 7,5 (3x 2,5)
Fuhrländer
0,66 (2x 0,33)
Enercon E33
WIND POWER s.r.o. WINDTEX s.r.o. S&M CZ s.r.o., HT Energo s.r.o. Green Lines Rusová s.r.o. Benoco s.r.o.
2
Větrné farmy a.s. Ing. Jan Hikele
2006
S&M CZ s.r.o. SVEP a.s. APB Plzeň a.s. BRODO Energetická s.r.o. Wind Finance a.s. Natur Energo s.r.o. ALTENERG s.r.o. ecoenerg Windkraft GmbH ALTENERG s.r.o. VTE Pchery s.r.o. WEB Větrná energie s.r.o. Wind Finance a.s. Wind Finance a.s. S&M CZ s.r.o., 1x HT Wind s.r.o. Wind Finance a.s.
2006 2005, 07 2007 2007
Enercon E70
Nordex N80
Solitary - Gruna – Ţipotín Gruna – Ţipotín Petrovice (Ústí) Gruna – Ţipotín Brodek u Konice
0,6
Vestas V90 2MW DeWind D4
0,6 4 (2x 2) 4 (2x 2) 1,2 (2x 0,6)
DeWind D4 Enercon E70 DeWind D8 DeWind D4
Veselí u Oder
4 (2x 2)
Norberčany Stará Libavá Mníšek
2
Vestas V90 2MW Enercon E70
4 (2x 2)
Enercon E70
Kryštofovy Hamry – Měděnec Klíny
42 (21x 2)
Enercon E82
2
Enercon E70
Pchery
6 (2x 3)
Bantice
2
Kámen
2
Maletín
2
Anenská Studánka II
5 (4x 1,25)
WinWinD WWD3 Vestas V90 2MW Vestas V90 2MW Vestas V90 2MW DeWind D6
Lipná
2
Vestas V90 2MW
81
2006 2006 2006 2006
2006 54MW
2007 2007 2007 2007 2007 2008 2008 2008 2008 2008 2008
116M W
Trojmezí
2,7 (0,6 +0,6 +1,5)
Vestas V52, V47 a Tacke TW600
Farma Trojmezí a.s.
2008
Hora sv. Šebestiána Stráţní Vrch u Nové Vsi
4,5 (3x 1,5)
Nordex S70
2008
8 (4x 2)
REpower MM92
Horní Částkov
4 (2x 2)
Janov
4 (2x 2)
Vestas V90 2MW Wikov W2000spg
Horní Loděnice – Lipina Ostrý Kámen
18 (9x 2)
Věţnice
4 (2x 2)
REpower MM92
Tulešice
2
Mlýnský vrch, Krásná u Aše
8 (4x 2)
Vestas V90 2MW Vestas V90 2MW
Drobil Energo s.r.o. Větrné elektrárny Stráţní Vrch a.s. Winding We s.r.o. ČEZ Obnovitelné zdroje s.r.o. Větrná energie HL s.r.o. Obec Karle, S&M CZ s.r.o., HIKELE s.r.o. ČEZ Obnovitelné zdroje s.r.o. V-STAV Invest s.r.o. APB Plzeň a.s.
Celkový funkční výkon
191,0
3,75 (3x 1,25)
Vestas V90 2MW DeWind D6
stav k 31. 12. 2009
82
2008 05/2009 06/2009 06/2009 07/2009 12/2009 12/2009 12/2009
150M W
Příloha č. 3 - Dotazník
Vážená paní, vážený pane, jmenuji se František Šejnoha a jsem studentem 3. ročníku na Pedagogické fakultě Univerzity Palackého v Olomouci. Ve své bakalářské práci se zabývám problematikou větrných elektráren v tomto regionu a tím, jak je na tento fenomén veřejností nahlíženo. V této souvislosti Vás prosím o spolupráci. Tento dotazník je anonymní, zajímají nás Vaše osobní názory. Zjištěné skutečnosti budou využity výhradně pro uvedenou práci. Děkuji Vám za spolupráci. Odpovědi vyjadřující Váš názor, prosím, vždy zakroužkujte. Otázky: 1. Jste žena / muž? 2. Kolik je Vám let? do 15 15 - 25
25 – 35
35 – 45
45 – 55
55 – 65
3. Nachází se ve Vašem okolí větrné elektrárny (dále jen VTE)? ANO
65 – 75 NE
75 a více NEVÍM
4. Pokud jste na předcházející otázku odpověděl/a ANO, víte, jaké přínosy má obec z existence VTE v katastru obce? ANO NE 5. Vadí Vám vzhled osamocené VTE v krajině? ANO NE NEVÍM Uveďte, prosím, proč: ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… 6. Vadí Vám vzhled skupiny VTE v krajině? ANO NE NEVÍM Uveďte, prosím, proč: ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………... 7. a) Vnímáte zvuk produkovaný VTE? b) Pokud ANO, vadí Vám zvuk produkovaný VTE?
ANO
NE
NEVÍM
ANO
NE
NEVÍM
8. Mají dle Vašeho názoru VTE negativní účinky na zdraví lidí žijících v okolí? ANO NE NEVÍM 9. Škodí dle Vás VTE výrazným způsobem přírodě? ANO NE NEVÍM Pokud ANO, uveďte, prosím, jak podle Vašeho názoru VTE škodí přírodě: …………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………... 10. Mají dle Vašeho názoru VTE ještě i jiné negativní účinky? ANO NE NEVÍM Pokud ANO, uveďte prosím jaké negativní vlivy dle Vašeho názoru využívání VTE přináší: ……………………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………………………………… 11. Má podle Vás smysl získávat energii z obnovitelných zdrojů energie? ANO NE NEVÍM Prosím, zdůvodněte: …………………………………………………………………………………………………...
83
…………………………………………………………………………………………………………………………………... 12. Podpořil/a byste výstavbu VTE ve Vašem okolí? ANO NE NEVÍM Prosím zdůvodněte: ……………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………… 13. Měla by případně výše finanční dotace od provozovatele VTE vliv na Váš souhlas s instalací VTE v katastru obce? ANO NE NEVÍM
Děkuji Vám za vyplnění dotazníku
84
Anotace Jméno a příjmení:
František Šejnoha
Katedra:
Katedra technické a informační výchovy
Vedoucí práce:
Mgr. Martin Havelka, Ph.D.
Rok obhajoby:
2010
Název práce:
Větrné elektrárny a vyuţití energie větru
Název v angličtině:
Wind power and wind energy
Anotace práce:
Úvod bakalářské práce na téma „Větrné elektrárny a vyuţití energie
větru“
je
zaměřen
na
seznámení
s danou
problematikou a je vysvětleno, proč jsem si vybral větrnou energii. Práce pokračuje historií větrných elektráren a určením větrného potenciálu v České republice. Součástí práce je i naznačení legislativy související s větrnou energetikou a ekonomika větrné elektrárny. Závěr teoretické části popisuje konstrukční části větrných elektráren a vliv větrných elektráren na ţivotní prostředí. Praktická část porovnává názory obyvatel, kteří bydlí / nebydlí v okolí větrných elektráren, na větrnou energii. Klíčová slova:
Obnovitelné zdroje energie, větrná energie, větrný potenciál, větrná elektrárna, ţivotní prostředí
Anotace v angličtině:
Introduction of the bachelor thesis on topic of Wind power and wind energy is focused on getting acquainted with the problems and explained why I chose wind energy. The work continues the history of wind power and wind potential in the determination of the Czech republic. The work also includes a suggestion that legislation related to wind power economics.
85
Conclusion the theoretical part describes components of wind power and wind power impact on the environment. The practical part of the compares the opinions of people who live / don´t live near wind power on wind energy.
Klíčová slova v angličtině:
Renewable energy sources, wind energy, wind potential, wind power, environment
Přílohy vázané v práci:
Příloha č. 1: Větrný potenciál v jednotlivých krajích ČR Příloha č. 2: Seznam VTE v ČR Příloha č. 3: Dotazník
Rozsah práce:
86 s. (vlastní práce 79 s., přílohy 7 s.)
Jazyk práce:
český jazyk
86
