Vítr

Úvod

Větrná energie patří do kategorie „bezkonfliktních“ OZE. Tento zdroj není vázán ke konkrétní lokalitě a je k dispozici více méně celoplošně. Větrná energie v roce 2012 pokryla cca 7 % poptávky elektrické energie v EU. V ČR je dnes asi 270 instalací. Potenciál větrné energie v ČR je výrazně nižší než v přímořských lokalitách, nicméně i u nás jsou lokality, kde rychlost větru ve výšce 100 m vyhovuje parametrům větrných turbín (např. Vysočina a všechny horské oblasti)

Z hlediska LCA (Life Cycle Assessment) patří tento zdroj k nejvýhodnějším, s výraznou dynamikou vývoje technologií v segmentech:

• HAWT – Horizontal axis wind turbine (turbíny s horizontálně umístěnou osou)
• VAWT – Vertical axis wind turbine (turbíny s vertikální osou)
• ABWT – Airborne wind turbine (umístění turbíny ve vzduchu bez podpůrné konstrukce)

Využití větrných elektráren je v současnosti vzhledem k účinnosti a dosažitelnosti omezena na střední výšky (cca od 30 do 150 m). Roční realizovatelný potenciál větrné energie v ČR je za současných podmínek dle Ústavu fyziky atmosféry (ÚFA) na úrovni cca 2750 MW instalovaného výkonu.

Popis vrstvy

Vrstva možností využití větrné energie obsahuje informace o počtu, výkonu a celkové výrobě možných instalací větrných turbín v katastrálních územích. Vrstva slouží k identifikaci vhodné lokality, k instalaci HAWT a vyčíslení pravděpodobného ročního výkonu této turbíny v energetických jednotkách. Vrstva tedy obsahuje energetický – využitelný potenciál v konkrétní lokalitě ve zvoleném regionu v instalované výšce 100 m.

Celkově vrstva nabízí všechny logické – efektivní a přípustné instalace z hlediska platných předpisů. Ve spolupráci s vrstvou biodiverzita jsou také navrhovaná řešení redukována z hlediska ochrany přírody.

Použitá data

Data vrstvy pořízena od Ústavu fyziky atmosféry Akademie věd ČR (ÚFA), který provádí výpočet pomocí modelu VAS/WAsP pro výšku 100 m nad povrchem ze sítě 100x100 m.

Vrstva identifikuje plochy, kde průměrná rychlost větru ve výšce 100 m nad zemským povrchem získaná kombinací několika výpočetních modelů překračuje předpokládanou hranici rentability výstavby větrných elektráren. Hranice rentability byla v typických podmínkách, charakterizovaných otevřenou krajinou v nadmořské výšce 450 - 600 m n.m. předpokládána na úrovni 6 m/s, mění se s nadmořskou výškou (vliv hustoty vzduchu a obecně obtížnějších podmínek) a charakterem krajiny. Vrstvu nelze brát jako absolutní podklad, neboť při velkoplošném pojetí nemůže zohlednit místní specifika (například investiční náročnost konkrétního projektu). Rentabilita projektů VTE se také může výrazně měnit s časem v závislosti na vnějších faktorech, jako jsou cena technologií či výkupní cena větrné energie.

Metodika

Využití větrných elektráren je v současnosti vzhledem k účinnosti a dosažitelnosti omezena na střední výšky (cca od 30 do 150 m). V malých výškách je vzhledem k drsnosti povrchu nízká energie větru, navíc značně ovlivněná prostředím (každý strom, budova zvyšují tření => menší potenciál v intravilánu => omezeno na méně výkonné aplikace).

Pro velké výšky (cca od 150 m výše) tedy technologie ABWT zatím neexistují vyhovující technologie. Obdobně tzv. pozemní (do 30 m výšky nad terénem) velmi výrazně ovlivňuje tzv. drsnost povrchu. To má za následek turbulenci a sníženou rychlost, kterou nelze dostatečně věrohodně vyčíslit aproximačními metodami a prozatím je nezbytné v konkrétní lokalitě stanovit potenciál větru měřením anemometrem.

Výstupy

Výstupní jednotkou je energetický potenciál v energetických jednotkách (Joule, Watt). Uživatel získá statická fixní data – počty a identifikace vhodných lokalit k instalaci. Uživatel v interaktivním dialogu získá možnost vyčíslení možného podílu větrné energie na celkové energetické spotřebě v regionu s vyčíslením míry energetické soběstačnosti a možnosti tento potenciál v kroku parametrizace redukovat.

Úzká místa a budoucnost

Výkon větru stoupá s třetí mocninou rychlosti (P=1/2.q.v³.S).

Výzkum a vývoj v této oblasti směřuje jednak tímto směrem v segmentu ABWT, ale taky do aplikací VAWT, které mají nižší účinnost než stávající aplikace HAWT ale na druhou stranu převažují klady z hlediska hlukové zátěže, prostorových nároků, nároků na záběr půdního fondu, estetického hlediska).

V budoucnu je žádoucí:

• Vyjádřit energii větru bez ohledu na technická řešení. Vyjádřit rychlost větru na vertikální ose výšky 10 m nad zemským povrchem do výšky cca 300 m. Takováto charakteristika umožní přidělit v dané výškové hladině zvolenou turbínu jak z hlediska požadované účinnosti, tak z hlediska ostatních parametrů (hluk, estetika, nároky na prostor, ochrana životního prostředí-biodiverzita, iLUC- nepřímé využití půdy).
• Vrstvu „oživit“ o ekonomiku instalovaného výkonu a provázat s predikcemi cen elektrické energie z fosilních zdrojů a vyčíslení přínosů pro životní prostředí – (povolenky CO₂, snížení dalších emisí a skleníkových plynů).
• Typizace krajiny z hlediska možnosti zvýšeného ohrožení narušení krajinného rázu instalací nevhodné aplikace, jakožto nejvýznamnějšího negativního faktoru při instalaci.

Licence a aktualizace dat

Aktualizace stávající datové vrstvy není náročná a je málo dynamická (dynamika větrné energie se nemění).

Prezentace

Prezentace představuje vrstvu vítr jednodušší formou doplněnou a obrazový doprovod.

Expertní popis

Pro vrstvu vítr představuje expertní popis detailní obecnou charakteristiku této vrstvy.