Elektřina z Měsíce
| Elektřina z Měsíce z anglického originálu upravil Ing. Josef Košťál, redakce Elektro Celosvětová spotřeba elektrické energie je kontinuálně kryta převážně z neobnovitelných zdrojů, jako jsou např. ropa, uhlí, plyn nebo jádro. Zásoby těchto přírodních zdrojů však nejsou bezmezné, a tak by mohly být v předvídatelně blízké budoucnosti vyčerpány. Lidstvo má však k dispozici alternativní, tzv. nevyčerpatelné zdroje – vodu, vítr, biomasu, solární nebo geotermální energii. Vodní elektrárny v současné době vyrábějí asi 18 % celosvětové spotřeby elektřiny a jejich provoz nabízí mnoho výhod: představují obnovitelné zdroje, neprodukují skleníkové plyny a vodní nádrže přehrad lze využívat jako zásobárny pitné nebo zavlažovací vody či jako umělá jezera pro rekreační účely. Přehrady kromě toho plní regulační funkci jednak v období záplav, jednak pro říční plavbu. Nevýhodou velkých vodních děl je, že jejich výstavbou je narušen přirozený ráz krajiny a v některých případech i významně ovlivněn život starousedlíků. Jiné možné řešení energetického využívání vodních zdrojů představuje moře. Využitelná energie moře je ukryta především ve vlnách a v přílivu. Vlny jsou důsledkem působení Slunce a příliv působení gravitace Měsíce. Přibližný teoretický odhad využitelného potenciálu moře je asi výkon 1,8 TW, z čehož samotná energie vln představuje hodnotu přibližně 1 TW (to je výstupní výkon asi 700 velkých jaderných elektráren). Pro vlnové elektrárny platí obecně, že čím větší je jejich akční délka, tím větší je jejich výstupní výkon. Na příznivém místě mohou vlnové elektrárny dosahovat ročního průměrného výkonu až 30 kW/m. Jedním z technicky zajímavých projektů využívání energie moře je vlnová a přílivová elektrárna, která pracuje na principu oscilujícího vodního sloupce. První hydroelektrárnu na světě s touto technologií provozuje skotská firma Wavegen, kterou vlastní německá společnost Voith Siemens Hydro, zabývající se vývojem a realizací mechanických a elektrických zařízení pro hydroelektrárny. Vodní elektrárna s vlnolamovou technologií, která je instalována na pobřeží ostrova Islay (Skotsko), využívá energii vln i přílivu (obr. 1) a je známa pod označením LIMPET (Land Installed Marine Powered Energy Transformer, mořem poháněný měnič energie instalovaný na pevnině). Toto označení však v angličtině znamená také výraz pro plže s přísavnou nohou – přílipku (lat. Patella), což obrazně docela trefně charakterizuje umístění této hydroelektrárny, která jako by byla přilepena k pobřežním útesům. Nejdůležitější komponentou tohoto vlnově-přílivového energetického zařízení je Wellsova turbína, která se otáčí stále stejným směrem bez ohledu na směr proudění vody. Tato turbína odstraňuje problém neustálého zrychlování a brzdění, a zabraňuje tak energetickým ztrátám, které vznikají při změnách směru otáčení turbín. Jde o podobný princip jako u ptáků, kteří třepotáním křídel chtějí docílit konstantního pohybu vpřed (údajně to také byli ptáci, kteří inspirovali Wellse při vynalézání jeho turbíny). Umístění hydroelektrárny Limpet na pobřeží má mnoho výhod:
Limpet lze navíc v přístavech zabudovat do již existujícího systému pobřežních vlnolamů – jedna konstrukce tak může plnit dvě funkce, z čehož plyne další výhoda v podobě úspor stavebních nákladů (obr. 2). V tomto případě by přístavní vlnolamy obsahovaly malé vzduchové komory, kde by bylo instalováno několik malých turbín (ty jsou v současné době ve fázi testování v hydroelektrárně Limpet ve Skotsku). Hydroelektrárna Limpet na ostrově Islay zásobuje elektřinou asi padesát domácností. To sice není mnoho, je však třeba uvážit, že jde o první hydroelektrárnu na světě tohoto druhu, která pracuje trvale do rozvodné elektrické sítě. Její provoz sledují odborníci, kteří se snaží optimalizovat její účinnost. Společnost Wavegen uvažuje již nyní o využití této technologie ve velkých vodních elektrárenských dílech a zvažuje projekty nejen ve Skotsku, ale i např. v Německu na pobřeží Severního moře (toto zařízení by mělo mít jmenovitý výkon 250 kW). Existuje mnoho technologický přístupů, jak spoutat energii přílivu. Konvenční přílivové elektrárny potřebují hráz, zatímco vlnově-přílivové elektrárny používají větší počet podvodních strojů umístěných pod mostem, což je s trochou nadsázky obdoba větrné farmy pod vodou. Výroba elektřiny z moře doznala za posledních pět let obrovský pokrok, nicméně některá témata, jako např. jaký přístup je pro spoutání energie vln a přílivu nejefektivnější a nejlevnější, zůstávají stále ještě nedořešena. Bude-li tento směr využívání alternativních zdrojů znamenat budoucnost, bude mj. záviset také na dalším vývoji ostatních technologií v oblasti výroby elektrické energie. Obr. 1. Hydroelektrárna Limpet na ostrově Islay (zdroj: Wavegen) Celý příspěvek lze ve formátu PDF stáhnout zde | |