Nejpokrokovější způsob regulace výkonu větrné elektrárny

Požadavek na maximální využívání alternativních zdrojů je jedním z klíčových bodů světové ekonomiky. Většina vyspělých zemí světa zvyšování podílu jejich využívání považuje za jeden z prioritních úkolů. Současný trend v energetické bilanci prosazuje tzv. energetický mix jednotlivých druhů zdrojů. Jejich role je tak přímo závislá jak na hodnocení z hlediska trvale udržitelného rozvoje, tak z hlediska ekonomických ukazatelů. Kromě primárních zdrojů, tedy fosilních paliv (klasické elektrárny, uran), to platí i pro alternativní zdroje. Podle odborníků v měřítku existence lidstva a jeho potřeb jde o nevyčerpatelné formy energie slunce a země. Patří mezi ně energie vody a vodních toků, geotermální energie, spalování biomasy, energie větru, energie příboje a přílivu oceánů a energie slunečního záření.

Průmysl větrné energetiky zaznamenává v Evropě velmi rychlý rozvoj a zaujímá velmi silné postavení na světovém trhu. Jak zaznělo na German Days, jen v Německu je zaměstnáno v tomto odvětví více než 45 000 lidí. „Významný je i technologický pokrok směřující ke stále větším větrným generátorům a ke snižování investičních nákladů. Zatímco v roce 1992 byly používány 200kW jednotky s průměrem rotoru 35m, v roce 2000 to byly již generátory s rotory 80m o výkonu 900kW. V současné době se testují větrné elektrárny s výkony do pěti MW s rotorem o průměru 140m,“ řekl Luděk Němec z firmy Bosch Rextroth spol. s r.o. Podle něho jsou konstruovány tak, aby pracovaly co nejtišším způsobem. K regulaci otáček se používají stavitelné listy rotoru. Strojovny elektráren jsou většinou osazeny převodovkou a asynchronními generátory.

Už asi sto let vyrábí firma Bosch Rextroth pohony a techniku pro větrné elektrárny. Stála tedy u vývoje větrných elektráren od jejich počátku. „Spolupráce s předními univerzitami a dialog se světovými výrobci ložisek pomáhá firmě zvyšovat technickou úroveň pohonů. Naše firma koncentruje svoje know-how a technické expertízy do celého spektra výrobků pro aplikace využívání obnovitelných zdrojů. Ve speciálním vývojovém centru jsou odborní pracovníci firmy schopni řešit nejen problematiku pohonů a hydraulických okruhů, ale také specifika těchto technologií,“ konstatoval Němec.

Hydraulické pohony větrných elektráren musí vyhovovat mnoha specifickým požadavkům a nárokům, například proměnným náporům větru, zajistit přenos vysokého výkonu a dát se zamontovat do omezeného prostoru při požadavku co nejmenší hmotnosti zařízení. „Z bezpečnostních důvodů je výhodou velká rychlost odstavení elektrárny při naléhavých případech. Jde o snadnou rozpojitelnost řídících prvků v případě nouzového vypnutí zařízení, pro hydraulické řešení také hovoří rychlost startu systému po poruchovém signálu. Hydraulický akumulátor je totiž schopen opětovnému použití za několik sekund, což elektrický neumožňuje,“ upřesnil Němec. U větrných elektráren řiditelnou geometrii lopatek kontroluje elektronický regulátor několikrát za sekundu výstupní výkon turbiny. Pokud začíná překračovat limitní parametry, je okamžitě změněna geometrie lopatek rotoru, a tím i výkon turbiny. Při poklesu poryvu větru opět regulátor nastaví parametry zpět. Je to dosud nejpokrokovější způsob regulace výkonu větrné elektrárny a vyžaduje progresivní řídící techniku a dynamické regulační pohony. Neustále tak udržuje optimální geometrii lopatky v průběhu jedné otáčky, tedy maximální dosažitelný výkon turbiny pro různé rychlosti proudění vetru v odlišných nadzemních výškách.


 

Autor

• (red)