| Větrná elektrárna |
Otáčivý pohyb naší planety a vliv slunečního záření způsobují pravidelné proudění vzduchu nad mořem i pevninou. Technicky využitelný potenciál energie větru se odhaduje na 26 000 TWh za rok.
Možnost využití energie větru si lidé uvědomili velmi brzy, vítr byl zřejmě první živel, který se člověku podařilo ovládnout. Lze doložit, že Egypťané používali sílu větru k pohonu lodí již 5000 let př. n. l.
Prvními prakticky využitelnými stroji se však staly větrné mlýny. V Číně a Persii se používaly již v 7. století. V 10. století se prostřednictvím Arabů objevují ve Španělsku a do ostatních evropských zemí postupně pronikaly ve 12. a 13. století. Význam větrné energie vrcholil v 16. století. V 17. století dosáhl jejich počet 60 000. V Čechách, na Moravě a ve Sle
zsku se větrná energie využívala v 18. a 19. století. Svědčí o tom asi 260 zcela nebo částečně zmapovaných lokalit, kde dříve stávaly větrné mlýny. Pro Holandsko se staly stejně typické jako tulipány. Jenom v oblasti řeky Zaan (severozápadně od Amsterodamu) jich bylo více než 700. Na rozdíl od Anglie a Německa, kde hlavním zdrojem energie bylo uhlí, v Holandsku v té době byly hlavním energetickým zdrojem právě větrné stroje.V roce 1850 mohl být výkon všech větrných mlýnů kolem 1 000 MW.
Jak sám název napovídá, tyto stroje se používaly k mletí obilí. Stejný princip se však používal i ke zpracování cukrové třtiny, k čerpání vody atd. Prvním mužem, který se vážně zabýval myšlenkou vyrábět "pomocí vzduchu" elektřinu a který zřejmě také jako první na světě zhotovil větrný motor vyrábějící elektrický proud byl Poul la Cour (1846 - 1908). Bylo to v roce 1891 a vyrobený proud používal pro elektrolýzu ve své škole.
Všechny tyto větrné motory pracovaly na odporovém principu: vítr se opírá do lopatky (např. ve tvaru rovinné desky), která mu klade odpor a tím se vyvíjí síla otáčející rotorem. Účinnost takovéhoto motoru je velmi nízká a zdaleka nedosahuje ani 20 %. To ve třicátých letech vedlo ke konstrukci větrných motorů pracujících na vztlakovém principu, kdy vítr obtéká lopatku, jež má profil podobný letecké vrtuli (křídlu).

Účinnost větrného motoru této konstrukce může převýšit i 50 %. Aby mohla být energie větru takto využita, musí rychlost lopatek mnohonásobně převyšovat rychlost větru. Přitom platí pravidlo, že čím menší je počet lopatek (křídel), tím vyšší je tzv. koeficient rychloběžnosti (poměr obvodové rychlosti konce křídel k rychlosti větru), tím rychleji se rotor otáčí. Proto mívají tyto větrné stanice pouze jedno, dvě nebo tři křídla.

(převzato ze stránky
http://www.ems.psu.edu/info/explore/WindEner.html)
Takovéto konstrukce se začaly objevovat v době II. světové války a jejich výstavba vrcholila v 50. letech, kdy se objevily v mnoha zemích světa. Další kus historie větrných motorů se odehrával v 80. letech v Kalifornii, kde v průsmyku San Gorgonio byla vybudována jedna z prvních větrných “farem” s 3 500 turbinami (pracuje dodnes). Později byly budovány další “farmy”. Jejich výkon se velmi různí, od několik stovek kilowatů u těch malých až po ty velmi velké, jako je např. v průsmyku Tehachapi. Tento průsmyk patří mezi největrnější místa na zeměkouli a tak elektrárna dává ročně 1,3 TWh (1 300 000 000 kWh)! některé z těch menších se “vešly” i do Evropy (Velká Británie).

Větrná elektrárna v Kalifornském průsmyku Tehachapi
(převzato z http://rotor.fb12.tu-berlin.de/windfarm/tehcal.html)
Aby mohl rotor co nejvíce převzít energii větru, je hlava větrné elektrárny, tzv. gondola, umístěna na stožáru otáčivě. K nařízení osy rotoru směrem k větru slouží postranní větrné kolo nebo elektromotor. Tuto nevýhodu odstraňují konstrukce větrných motorů se svislou osou otáčení. Rozhodující popud pro zařízení tohoto druhu dal už v roce 1930 Francouz George J. Darreius, ale tehdy mu nikdo nepřikládal valný význam. Teprve energetická krize počátku 70. let oprášila i systém Darius. Samozřejmě, že v podobě, jaká odpovídala tehdejšímu stavu techniky. Svislý rotor má zpravidla dva nebo tři listy, v příčném řezu tvarované opět jako letecký profil. K dalším výhodám tohoto systému patří to, že odpadá nákladná konstrukce otočné gondoly a generátor je umístěn na zemi, takže se snadno udržuje. Ke spuštění se musí použít pomocný elektromotor.

Darreius DZ 12 při zkouškách u Severního moře
(90 otáček za minutu, 30 kW)
Množství větrných elektráren poměrně uspokojivě stoupá. Ve Spojených Státech je celkový instalovaný výkon těchto elektráren 1 700 MW, v Dánsku 520 MW, v Německu 330 MW. Za posledních 10 let jich bylo vybudováno více než 20 000. A to i přesto, že stupeň využití těchto elektráren je poměrně nízký (výše uvedená účinnost přes 50 % je účinnost vlastního zařízení, když však vezmeme v úvahu, že činnost a výkon elektrárny jsou závislé na existenci a vhodné intenzitě větru, je využití elektrárny 12 – 16 %), což vede k nepříznivému poměru pořizovacích a provozních nákladů na straně jedné a vyrobených kilowathodinách na straně druhé.

Naše republika nemá tak výhodné podmínky pro využití větrné energie jako Kalifornie nebo nebo přímořské státy. Přesto každá investice, která umožní výrobu elektrické energie a ušetří tuny oxidu siřičitého, oxidu dusíku, oxidu uhličitého nebo popílku je dobrou investicí.

"Domácí" větrná elektrárna A.V.E.E. Hranice
(průměr křídel 10 m, výkon 11 kW)