RETRO: První větrné elektrárny

Energetika primárně založená na fosilních palivech je poměrně novým a o to méně šetrným způsobem, jak naší civilizaci zásobovat elektrickou energií. Velký rozmach v 18. a 19. století zapříčiněný netušenou efektivitou nových zdrojů zažehl velkou spotřebu, která se stala motivem mnoha válek a nenápadně zformovala geopolitické rozložení dnešního světa. Dávno předtím, než jsme se s naší energetickou poptávkou začali obracet k hlubinným vrtům a dolům, spoléhali se lidé na zdroje nad povrchem spíše než pod ním. Proto se toto vydání rubriky Retro zaměří na to, jak se člověk snažil krotit sílu větru předtím, než se z něj stal významný zdroj obnovitelné energie.

Síla větru byla už od dob antiky samozřejmostí, kterou lidé používali k pohonu lodí, jednoduchých strojů nebo modlitebních mlýnků. Předchůdcem moderních větrných turbín byly poměrně jednoduché větrné mlýny, které se už od 9. století využívaly k přečerpávání vody a drcení obilí nebo cukrové třtiny. Světlo světa spatřily na dnešním Středním východě a v Asii, kde se staly klíčovou mechanickou pomůckou pro rozvoj mocných indických a čínských civilizací. Do Evropy se mlýny dostaly až o několik století později, přičemž byly vyvinuty nezávisle na jejich asijských předchůdcích.

Vůbec první větrný mlýn, který dokázal vyrábět elektřinu, byl postaven v ohijském Clevelandu roku 1886. S výkonem 12 kilowattů byl mlýn schopný buď napájet baterie anebo elektřinou nasytit na stovku žárovek. Masivní stroj sloužil až do roku 1900, kdy ho nahradilo elektrické vedení, které bylo pro odběratele ekonomicky přijatelnější. V době, kdy první americký elektrický mlýn dosloužil, jich v Dánsku stálo na dva a půl tisíce a celkově disponovaly výkonem přibližně 30 MW. Na konci devatenáctého století byly větrné mlýny zcela běžně využívány k zavlažování.

Na starém kontinentě byl první větrný mlýn určený k výrobě elektřiny postaven ve skotském Glasgow v roce 1887, kde napájel akumulátory, které poskytovaly elektřinu jednomu domu v průběhu temných nocí. Obyvatelé přilehlé vesnice odmítli nabídku zásobování elektřinou z postaveného mlýna s tím, že je nový mlýn „dílem ďábla“.

Samostatná výroba elektrické energie byla jedním z klíčových faktorů dalšího vývoje větrných mlýnů, a to především v odlehlých oblastech, které nebyly napojeny na centrální rozvodnou síť. Ve třicátých letech ale další rozšíření elektrických větrných mlýnů zastavila rozsáhlá elektrifikace, která původní mlýny vytlačila svou spolehlivostí a neustálou dostupností energie.

Prvním krokem k podobě větrných elektráren tak, jak je známe dnes, byla instalace 100 kilowattové turbíny v roce 1931 v tehdejším Sovětském svazu. Tato elektrárna způsobila obrat nepříznivého vývoje, protože oproti jiným projektům podobného typu přispívala do centrální rozvodné sítě, a nebyla tak samostatným zdrojem, jak bylo do té doby běžné.

Válečné vypětí ale vývoj technologie opět pozastavilo a turbína Smith-Putnam z roku 1941 v americkém Vermontu, která jako první překonala magickou hranici jednoho megawattu výkonu, byla na dlouhou dobu jednou z posledních svého druhu.

K obnovení vývoje došlo až v 70. a 80. letech, kdy výstraha v podobě ropné krize vdechla technologii nový život. Za přispění NASA vznikly čtyři varianty turbín, ze kterých se při konstrukci větrných elektráren vychází dodnes. Rotory se dvěma listy při průměru téměř stovky metrů disponovaly výkonem čtyř megawattů, přesto se nedočkaly sériové výroby. Pokles ceny ropy o dvě třetiny v průběhu 80. a 90. let ale turbíny v celosvětovém měřítku opět odsunul na druhou kolej.

Revoluce obnovitelných zdrojů ve smyslu větrných elektráren započala v 80. letech v Kalifornii, kde se na jejich výstavbu vztahovaly daňové úlevy. Výstavby větrných elektráren s mnoha turbínami, jako například elektrárna Altamont Pass, jsou ale z dnešního pohledu považovány za malé a neekonomické.

Výkop k dnešnímu stavu opět přišel z Dánska. Díky nové konstrukci listů rotoru a dalším technologickým vylepšením se turbíny začaly sériově vyrábět. Tři listy a lehká konstrukce se do dnešní doby přenesly pod označením „dánský model“, jehož vylepšení se v takřka nezměněné podobě užívají dodnes.

Obavy o energetické zabezpečení, globální oteplování a tenčení zásob fosilních paliv přispěly ke konečnému rozšíření větrných turbín s počátkem 21. století. Jejich použití se také rozšířilo za hranice pevniny, když byla před osmi lety u norských břehů spuštěna první pobřežní větrná elektrárna Hywind v Severním moři. Zrovna tato elektrárna se od těch suchozemských nebo ukotvených v mořském dně diametrálně liší a po konstrukční stránce se spíše podobá ropným plošinám.

Dalším zlomem, který by mohl domácnosti napájené z obnovitelných zdrojů posunout k bezstarostné výrobě energie, by mohly být létající větrné elektrárny. Tento koncept plánuje za pomoci balónů nebo aerodynamického vztlaku vysunout větrné turbíny až vysoko do oblak, kde jsou větry o poznání silnější, a teoreticky tak mají potenciál řádově vyššího výkonu. Žádná taková elektrárna ale zatím v provozu není a nezbývá tedy doufat, že se na obloze brzy objeví, a pomůže tak definitivně překlenout závislost lidstva na fosilních palivech.

Témata:

Doporučujeme

Jak dosáhnout největších úspor za energie?

E.ON Rádce vám rád poradí, jak na to.