Alternativní energie

Karel Murtinger
Možnosti využití biomasy
Při využití biomasy se energie uvolňuje ve formě tepla spalováním, t.j. oxidací vzdušným kyslíkem. Výhřevnost suché biomasy je zpravidla v rozmezí 15-19 MJ/kg, s rostoucím obsahem pryskyřic nebo olejů roste a naopak výrazně klesá s rostoucím obsahem vody. Doporučuje se snížit vlhkost pod 30%, optimální vlhkost je do 20 %. To lze ještě dosáhnout běžným sušením pod přístřeškem (kusové dřevo se obvykle nechává vyschnout 2 roky). Pro některé účely (například lisování briket nebo peletek) se musí materiál vysušit na podstatně nižší obsah vody, k tomu již nestačí běžné sušení. Při hoření dochází k zahřátí na teplotu přes 200 °C, což způsobí rozklad materiálu a tvorbu hořlavých plynů. Biomasa hoří dlouhým plamenem, což vyžaduje vhodnou konstrukci topeniště. Článek přináší i tabulku výhřevnosti jednotlivých druhů dřeva.

Karel Tomášek
BPS zvýší podíl čisté energie
Energetický podíl biomasy může být narůstající, pokud ho přijme za jeden z hlavních výrobních programů zemědělský sektor. Nejedná se o prosté spalování, ale jejich efektivnější využití pro výrobu tepla a elektrické energie v bioplynových kogeneračních stanicích. Rozhodující pro rentabilitu BPS je prodej elektrické energie rozvodným závodům za státem dlouhodobě garantované výkupní ceny. Problémovější je využití tepla v letních měsících, a to je třeba zohlednit v připravovaném projektu a umístění bioplynové stanice. U centralizovaných stanic lze kogenerační jednotky umístit u spotřebitelů tepla (obytné domy, sídliště, lázně a koupaliště, průmyslové firmy apod.) a bioplyn k nim přivést. Možným řešením je využití procesu trigenerace namísto kogenerace, kdy k výstupu horké vody z kogenerační jednotky je navíc připojeno absorpční chladící zařízení na výrobu chladu. Hlavním efektem využití bioplynu je výroba hodnotné energie (elektřina, teplo), z jejíhož prodeje kyne provozovateli zisk. Širokému okolí BPS poskytuje možnost ekologické likvidace a zpracování jinak těžko odbouratelných organických zbytků a na konci výrobního procesu zemědělské firmy získají hodnotné organické hnojivo. Využitím veškeré zelené hmoty se omezuje klíčivost semen plevele, dochází ke zlepšení odolnosti rostlin, při užití hnojiv z BPS se sníží spotřeba pesticidů. Obrovská rentabilita zajistí rychlou návratnost investic vložených do výstavby.

Peter Holub
Miscanthus - energetická rostlina budoucnosti ?
Jednou z používaných energeticky využitelných plodin by mohl být v budoucnosti i ozdobnice čínská, známá jako Miscanthus giganteus. Je to vytrvalá tráva typu C4, což znamená že dokáže optimálně využít vody, živin a světla na asimilaci vysokého vzrůstu. V Rakousku a Německu s ní probíhají intenzivní výzkumné práce. Semeno v naších podmínkách nedozraje, proto se množí podzemními oddenky (rhizomy). Na hektar je zapotřebí kolem 10 až 12 tisíc rhizomů. Miscanthus nepotřebuje hnojit vůbec, pokud je v půdě dostatek živi, poskytne průměrný roční výnos kolem 15 t/ha. Miscanthus se využívá k přímému spalování (spalné teplo celých rostlin 19 MJ/kg), na výrobu briket a peletek na topení, nebo jako podestýlka pro dobytek, k výrobě buničiny, biolihu, na stavební materiál.

Jakub Mottl
Bytová elektrárnička
Lodžie panelových domů orientované k jihu jsou velkou rezervou pro úsporu paliv a energie. Snížení tepelných ztrát obytné místnosti zajistíme zasklením lodžie a zábradlí můžeme využít pro kapalinové kolektory pro předehřev teplé vody nebo pro fotovoltaické panely pro výrobu elektrické energie pro vlastní potřebu nebo k prodeji do veřejné sítě.

Nejnovější pražská sluneční elektrárna
Nejlépe energeticky zajištěnou pražskou budovou je pravděpodobně Ministerstvo životního prostředí v Praze - Vršovicích. Před několika lety podstoupila kompletní opravu pláště budovy a zateplení a nyní ještě umístěním nové fotovoltaické elektrárny se stala výrobcem čisté energie. Solární elektrárna je umístěna v horní části průčelí budovy MŽP a integrace panelů do fasády je originálním architektonickým řešením. Solární plocha je složena z 244 fotovoltaických panelů o celkové ploše 211 m2. Špičkový výkon celého systému je 25,8 kWp, za rok elektrárna vyrobí 21,3 MWh elektřiny, což odpovídá roční spotřebě klimatizace budovy a ročně tím sníží emise o 25 tun CO2. Kompletní instalaci systému provedla firma Solartec s.r.o. Rožnov pod Radhoštěm. Praha tak už teď k naplňuje Akční program rozvoje obnovitelných zdrojů energie, který v příštích letech bude významnou složkou modernizace metropole v kapitole péče o ochranu životního prostředí.

Jaroslav Peterka
Stavba solárních soustav svépomocí?
Zhruba před 15 lety se u nás propagovala výroba slunečních kolektorů svépomocí. S růstem cen materiálů, především měděného absorbéru a tvrzeného bezpečnostního skla, ale také podle toho, co dnes od solární technologie očekáváme, se možnosti svépomocné účasti mění. Výroba individuálních kolektorů hrozí špatnými výsledky. Ale i při nákupu dosažitelné techniky na trhu s minimálním i vědomosti si můžeme způsobit další problémy, pokud neznáme optimální vzájemný poměr různých veličin (sluneční záření, plocha kolektorů, profily potrubí, teploty, průtoky, akumulace, regulace atd.). Komponenty se kupují podle nejnižší ceny, nemusí spolu technicky souviset, koncepce zapojení nemusí optimálně vyhovovat konkrétním požadavkům, množství a teplota TV nesplnily očekávání. Soustava může fungovat, ale většinou se na některé souvislosti zapomene a po první zimě nebo létu vznikají problémy (zamrzání, přehřívání, zavzdušňování, chybný provoz regulace atd.), které mohou vést až k ukončení provozu.

Aleš Korostenský
Útok na špici Solární ligy
Jen co skončilo vyhodnocení letošního ročníku Solární ligy konané při veletrhu Střechy, zaútočil na špici pomyslného žebříčku v kategorii fotovoltaiky nový hráč. Je jím nová fotovoltaická elektrárna obce Bušanovice na Prachaticku. Fotovoltaický systém se rozkládá na ploše 6170 metrů čtverečních, její maximální plánovaný výkon bude 600 kWp. Elektrárna plánuje ročně vyrobit 620.000 kWh elektřiny pro 170 domácností. Výstavba zařízení stála 85 milionů Kč.

David Jozefy
Pavlov je kompletní
Větrný park u Pavlova na Jihlavsku je dokončen. V první etapě, která proběhla v červenci, byly postaveny dvě elektrárny typu Vestas V-90, každá s výkonem 2 MW. Druhá etapa proběhla v polovině prosince, kdy byly vztyčeny dvě elektrárny Vestas V52 (2 x 850 kW). Hned v lednu prožily elektrárny mimořádný test, kdy se Vysočinou prohnal orkán o rychlosti kolem 120 km/hod. (cca 34 m/s).

Břetislav Koč
Větrné elektrárny míří na moře
Vývoj větrných elektráren určených k instalaci na pevnině narazil na hranice reálných možností. Stroje s výkonem 5 - 6 MW již dosahují výšky stožárů i průměru rotorů kolem hranice 120 metrů. Největším problémem a limitem pro umísťování takových strojů jsou hmotnost jednotlivých dílů, schopnosti současné techniky zvednout je do potřebné výšky a také možnosti transportu listů. Proto vznikají nové větrné parky na ploše mořských mělčin, ve vzdálenosti až několika desítek kilometrů od pobřeží. Se stavbou větrných elektráren na mořských mělčinách začalo Dánsko, od poloviny 90. let se objevují u břehů Německa, Velké Británie a Švédska. Plány jsou velmi ambiciózní, na jednotlivých lokalitách se chystají instalace desítek, občas i stovek turbín a stovek MW výkonu. Celkem již realizace a v různém stádiu rozpracované projekty přesáhly hranici 10 tisíc MW.

Oto Pumprla, Dana Dluhošová
Hodnocení provozu větrných elektráren
Velké větrné elektrárny rozšířily "energetický mix", takže transparentní posouzení jejich uplatnění v elektroenergetice není s ohledem na značný počet běžně používaných jednotek snadné. Jako nejvhodnější jednotka energie k přímému vyjádření průměrného výkonu energetických zdrojů s přihlédnutím k metodice ročního hodnocení se jeví jednotka jeden kilowattrok (1 kWr = 8760 kWh). Takto vyjádřená roční produkce energie udává současně i průměrný výkon zařízení. Jestliže větrná elektrárna s instalovaným výkonem 1200 kW vyrobila za rok 180 kWr (1576,8 MWh) elektřiny, byl její průměrný roční výkon 180 kW. Nízké využití větrných motorů v minulých letech bylo poznamenáno neuváženou výstavbou tuzemských větrných elektráren, nasazením nevyzkoušené techniky, špatným posouzením větrného potenciálu, nevhodným umístěním, úmyslným poškozováním atd. I když zakoupené stroje zahraničních výrobců byly tehdy na vyšší technické úrovni, současné dokonalosti dosáhly mnohem později. Zvyšování využití lze očekávat od nově budovaných VTE velkých výkonů, pracujících v režimu "pitch" s bezpřevodovkovou koncepcí, kde je rotor přímo spojen s multipólovým generátorem. Tento konstrukční princip omezuje mechanické ztráty, hlukové emise od mechanických částí i spotřebu oleje, dosahuje vysoké účinnosti s dlouhou životností.

Zdeněk Kučera
Za globální oteplování může člověk
Mezinárodní panel OSN předkládá veřejnosti studii, v níž je přesvědčivě dokladováno, že je velmi pravděpodobné, že zvýšení průměrných teplot je většinou důsledkem koncentrace skleníkových plynů způsobených činností člověka. Slova "velmi pravděpodobné" v terminologii IPCC znamenají, že věc se má za prokázanou z nejméně 90%. Vědci předpovídají, že průměrná teplota na zeměkouli do konce tohoto století stoupne o další dva až čtyři a půl stupně Celsia. Předpokládá také, že malé ostrovy v oceánech a oblasti s nízkou nadmořskou výškou - jako je například jižní a východní Asie - budou čelit stále horším záplavám. Led pokrývající moře v arktických oblastech bude rychleji tát a možná do konce století zcela zmizí.

Jaroslav Peterka
Jaderné elektrárny a nechtěné letní horko
Loňské horké léto potvrdilo, že vysoká teplota vzduchu má přímý nepříznivý dopad na provoz jaderných elektráren. Pro potřeby JETE byla vybudována nová vltavská vodní nádrž Hněvkovice, ze které se odebírá hlavní množství technologické vody a vodní dílo Kořensko, které je využíváno pro mísení vypouštěných elektrárenských odpadních vod. Projektanti při plánování těchto technologických zdrojů museli počítat i s a teplotou vzduchu v letním období. V posledních letech jsou ale tyto parametry vlivem klimatických změn překračovány. Pro chlazení je žádoucí teplota ochlazené vody 17 °C, ale v tropických dnech dosahuje i přes 24 °C. Podobnými problémy trpí i nejstarší německá jaderná elektrárna v Obrigheimu. Ta je chlazena vodou z řeky Neckar a už v předloňském roce musela být odstavena, protože její voda dosáhla nepřípustné teploty 26 °C.

Břetislav Koč
Obnovitelné zdroje energie na Slovensku
Problematikou obnovitelných zdrojů energie, zejména využití biomasy, se na Slovensku zabývá nově vzniklý Výskumno-realizačný ústav obnovitelných zdrojov energie z Komárna. Ústav prezentoval svou existenci i činnost na veletrhu AGROKOMPLEX 2006 v Nitře.

Břetislav Koč
Mikroturbína a bioplyn
Jednou z možností, jak přeměnit bioplyn vznikající při skládkových procesech nebo při řízené fermentaci biologického odpadu v elektrickou energii a teplo, je použití mikroturbín místo klasických kogeneračních jednotek sestavených ze soustrojí spalovacího pístového motoru a generátoru. Zájemci se mohli se zkušebním zařízením s mikroturbínou seznámit v areálu Ústřední čističky odpadních vod v Praze Holešovicích. Mikroturbíny mají podstatně nižší emise než plynové motory. Je to dáno stabilním spalovacím procesem, který může trvat nepřetržitě několik měsíců. Jsou mechanicky jednodušší, mají zpravidla jen jeden pohyblivý díl - rotor, na němž jsou jak lopatková kola spalovací části, tak i vzduchového kompresoru, jakož i vysokorychlostní generátor. S tím souvisí minimální údržba a minimum náhradních dílů a nižší hmotnost i menší rozměry zařízení stejného výkonu proti spalovacím motorům stejného výkonu. Menší rozměry umožňují instalaci zařízení ve snadno přemístitelných kontejnerech nebo v mobilních zařízeních, ve stísněných prostorech nebo na střechách objektů.

Jaroslav Peterka
Větrná elektrárna pod Sněžkou naposledy
Článek přináší poslední část několikaletého bádání autora po stopách větrné elektrárny, která byla postavena v roce 1924 na úpatí Sněžky. Zařízení, vysoké cca 30 metrů, dodávalo proud pro zhruba 250 žárovek. Vydrželo asi jeden rok, v roce 1925 bylo poškozeno sněhovou bouří.