Síla větru se dá velice dobře využít k tomu, aby vyráběla energii. Vítr má ale jednu velkou chybu – není stálý a stálý není ani jeho směr. Nejlepší větrné podmínky byly vždy a stále jsou na mořském pobřeží nebo přímo na moři. Proto ve Skotsku vznikl projekt obřích větrných elektráren, které plují přímo na moři. I když jsou plovoucí elektrárny k mořskému dni šetrnější než ty „natvrdo ukotvené“, nikdo neví, co udělají s mořskými živočichy a s mořským dnem.

Asi pětadvacet kilometrů od pobřeží Peterheadu ve skotském Aberdeenshiru se pohupuje na vlnách Severního moře pět monster. Nikam odplout nemůžou, jsou totiž zakotvena k mořskému dnu, aby produkovala elektrickou energii. Pilotní projekt Hywind Scotland je první plovoucí větrnou elektrárnou na světě. Začala dodávat elektřinu do skotské sítě v říjnu a s celkem asi 30 MW může zásobovat přibližně dvacet tisíc britských domácností elektřinou.

Jako čtyři Petřínské rozhledny

Každá z pěti turbín větrné farmy váží téměř 12 tisíc tun a měří i s listy rotoru 253 metrů, tedy zhruba jako čtyři Petřínské rozhledny. Unikátní na nich je ovšem to, že z celkové výšky je 78 metrů ukryto pod mořskou hladinou. Na místě drží plovoucí turbíny vždy tři řetězy o hmotnosti 1 200 tun, které jsou ukotveny na mořském dně v mohutných blocích. Eliminují se tak vibrace, jež způsobuje otáčení rotoru. Elektrárna by tak měla být šetrnější k mořskému dnu.

Kolísání větru u Hywind Scotland eliminuje úložiště lithiových baterií, které je na pobřeží a má kapacitu 1 MWh. Projekt, jejž provozuje ropná společnost Statoil spolu s firmou Masdar (také Abu Dhabi Future Energy Company) ze Spojených arabských emirátů, ukazuje, že by bylo možné využít i mořských oblastí s hloubkou až osm set metrů, což by bylo pro doposud stavěné elektrárny nemožné.

Dodávka elektřiny je tedy jen jedním z cílů projektu, tím druhým je testování plovoucích turbín v praxi. Toto testování by mělo podle společnosti ukázat možnosti výstavby větrných elektráren až čtyřikrát větších, než je Hywind.

Vyrostou i nové ostrovy

Pobřežní větrné elektrárny v evropských vodách mají zatím instalovaný výkon téměř 15 GW a potenciál dosáhnout více než 100 GW do roku 2030. Instalace větrných turbín na volném moři tedy vypadá pro výrobu elektrické energie z obnovitelných zdrojů jako ideální. Obzvláště v Severním moři s mnoha relativně mělkými oblastmi, které jsou zároveň lemované zeměmi s vysokou spotřebou elektřiny.

shutterstock 706391578

Elektrárny u břehů Nizozemska jsou ukotveny "napevno", nikdo neví, co udělají s mořským dnem

Loni v červnu podepsaly Nizozemsko, Německo, Belgie, Lucembursko, Francie, Dánsko, Irsko, Norsko a Švédsko dohodu o spolupráci při plánování a výstavbě pobřežních větrných farem. Na severovýchodě mělčiny Dogger Bank mimo kontinentální šelf Velké Británie by mělo vzniknout několik umělých ostrovů, obklopených lesem větrných elektráren.

Ten první jménem Power Link by měl mít plochu šesti čtverečních kilometrů. Poslouží jako jakýsi energetický „hub“ a propojí větrné farmy o výkonu až 30 GW. Bude pak elektrickou energii distribuovat mimo již zmíněné země také do Norska, Belgie a Velké Británie. Celý projekt by měl být dokončen kolem roku 2050. Letos v březnu se pak na energetickém fóru sešli zástupci několika firem, aby celý projekt zahájili.

Zádrhele: Kytovci a ptáci

Jako u všech obřích staveb, které mají přinést pohodlí člověku, existují i ekologická „ale“. Nikdo přesně neví, co větrné elektrárny ukotvené v moři dělají s podmořským životem. Pro kytovce je například velkým nebezpečím hluk. Jak konstatuje zpráva britské Whale and Dolphin Conservation Society (WDCS) z roku 2007, rušivý hluk ohrožující kytovce pochází nejen z lodní dopravy (motory a sonary), ale i z větrných elektráren, které jsou mnohdy ještě horší.

Pokud jsou v provozu, produkují prakticky nepřetržitě nízkofrekvenční zvuky o značné intenzitě. Dalším zdrojem škodlivého hluku je také těžba ropy a zemního plynu z podmořských ložisek. Bohužel o životě delfínů a velryb víme doposud velice málo a zatím se nikdo jejich hlubším výzkumem nezaobíral. To samé platí o tažných ptácích, jejichž hejna cestují podle ročního období ze severu na jih a naopak. Jejich trasy nad mořem nejsou stejně jako cesty kytovců dokonale zmapované.

Co se stane s mořským dnem?

Další problém odhalily vesmírné satelity, mapující povrch naší Země. To, že se mořské dno může měnit tokem mořských proudů či tektonickou činností, napadne asi každého. Že ho mění i člověk třeba v případě hloubení tras před velkými přístavy, to asi také. Nikdo ale nepředpokládal, že by ho mohly měnit pobřežní větrné elektrárny.

shutterstock 700050703

Větrná farma Westermeerwind u holandských břehů je zatím největší, dokáže napájet 400 tisíc domácností.

Snímky z vesmíru prozrazují, že chvění turbín se přenáší na dno tak silně, aby z jejího okolí uvolnilo značné množství sedimentů. Nová podoba dna by pak mohla změnit směřování mořských proudů. Nikdo zatím netuší, kam až by taková vývojová spirála mohla vést.

Zásah do podmínek mořského života by pak jistě pocítili třeba rybáři. Britští geologové, kteří zkoumali snímky ze satelitů NASA, proto hlasitě varují. V této chvíli ale bojují proti společnému zájmu byznysmenů a ekologů, kteří propagují „čistou energii“.

Limity větrných elektráren

Stoupají nejen počty větrných farem, stále více je i jednotlivých turbín a roste také jejich velikost. Typické „pozemské“ větrné turbíny měly dosud výkon 3,6 MW a výšku 145 metrů. Společnost Innogy letos dokončila instalaci dvanácti nových větrných turbín ve své větrné farmě Zuidwester v Nizozemsku. Každá z nich má výkon 7,5 MW a výšku 200 metrů při průměru rotoru 127 metrů. Evropský výzkumný projekt UpWind se zároveň zabýval vývojem extrémně velkých větrných turbín, technicky lze prý při průměru rotoru asi 250 metrů dosáhnout výkonu až 20 MW.

Třílistá konstrukce je optimální, větší počet listů by konstrukci příliš zatížil a pro silnější tlak větru na vícelistý rotor by stožár musel být pevnější a zvýšila by se i hlučnost. I tak tu budou další omezení, například Betzovo pravidlo. To říká, že větrná turbína může v ideálním případě využít 59,3 % energie větru. U nejmodernějších turbín jsou dosažené hodnoty mezi 70 až 80 % limitu z Betzova pravidla.

V Česku jen lokální využití

Výkon turbín limituje také rychlost větru. Listy rotoru se začínají otáčet při rychlosti větru přesahující 2 až 5 m/s. Proto u nás často vidíme, že větrné elektrárny stojí. Se zvyšující se rychlostí roste postupně i výkon elektrárny, až při rychlosti větru asi mezi 10 až 14 m/s dosáhne výkon maxima. Turbíny se pak vypínají, jestliže rychlost větru dosáhne 20 až 25 m/s (90 km/h), aby nedošlo k poškození. Takže během vichru, který jsme si prožili v uplynulém víkendu, musejí být elektrárny vypnuté,

Počet otáček bývá mezi deseti až dvaadvaceti za minutu a obvodová rychlost může dosahovat až 320 km/hod. Vzhledem k tomu, že mapy rychlosti větru u nás udávají nejvyšší průměr 6 až 7 m/s, potenciál větrných elektráren – když ještě zvážíme to, že ne všude je lze postavit – je u nás poměrně nízký a může mít v zásadě jen význam pro okolní obce.