Inovace větrných elektráren nabírají na rychlosti. Hledají se nová konstrukční řešení, soutěží se ve velikosti a ve výkonech. „Větrná energie na moři bude do roku 2050 globálně generovat téměř 9 % elektřiny. Jedním z hnacích faktorů jsou větší a lepší větrné turbíny,“ říká Kim Sandgaard-Mørková, výkonná viceprezidentka pro certifikaci obnovitelných zdrojů DNVGL . Drsný, lehce vousatý technik si jen tak sedí na okraji větrné turbíny na moři nedaleko pobřeží, když si všimne v krabičce s obědem (závodní kantýna není k dispozici), že mu tam přiložila dcerka dopis pro Santu. Nebudeme prozrazovat napínavý děj nové dvouapůlminutové televizní reklamy Coca-Coly, která letos nahradila tradiční osvětlený kamion módním minipříběhem o energii z obnovitelných zdrojů. Námět bezesporu svědčí o tom, že se větrné turbíny stávají symbolem doby. Tedy alespoň v těch zeměpisných šířkách, kde jsou k tomu příhodné klimatické podmínky.
Největší na světě V nevypsané soutěži o největší větrnou turbínu zatím vede společnost GE Renewable Energy. Prototyp její turbíny Haliade-X 12 MW získal nyní plný typový certifikát DNV GL, což je doklad, že nové turbíny budou fungovat bezpečně, spolehlivě a podle specifikací konstrukce. Proces certifikace Haliade- X zahrnoval sérii zkoušek na 12MW prototypu umístěném v rotterdamském přístavu a také testy 107m lopatek turbíny na britském ORE (Offshore Renewable Energy) v Blythu a v testovacím centru Massachusetts Wind Technology v Bostonu v USA. Tuto prototypovou turbínu společnost GE Renewable Energy nedávno optimalizovala, takže nyní pracuje s výkonem 13 MW. Testování bude pokračovat a společnost očekává, že v první polovině roku 2021 získá i pro ni typový certifikát. Haliade-X 13 je vysoká 248 m, průměr rotoru činí 220 m a její lopatky jsou dlouhé 107 m. Slibuje zhruba dvojnásobný výkon, než jakého dosahuje většina větrných turbín, které jsou v současnosti rozmístěny po celém světě. Prototyp Haliade-X umístěný v Rotterdamu vytvořil letos v říjnu nový světový rekord tím, že za jeden den vyrobil 312 MWh. Nyní byla už také podepsána první objednávka na 190 turbín Haliade- X 13 MW pro Dogger Bank A a Dogger Bank B, což jsou první dvě fáze největší pobřežní větrné farmy na světě. Areál Dogger Bank Wind Farm, který se nachází v Severním moři, asi 130 km od pobřeží Yorkshiru, je společným podnikem společnosti GE Renewables, která staví větrnou farmu, a společnosti Equinor, která ji bude provozovat. Dokončení je plánováno na rok 2026 a předpokládá se, že větrná farma bude schopna generovat 3,6 GW elektrické energie, což stačí na zásobení 4,5 milionu domácností ve Velké Británii. Takový výkon bude představovat přibližně 5 % odhadované výroby elektřiny ve Velké Británii. Technologie Haliade-X byla také vybrána jako preferovaná větrná turbína pro projekty 120MW Skipjack a 1 100 MW Ocean Wind v USA. První elektrárna se nachází u pobřeží Marylandu a do provozu bude uvedena v roce 2022. Druhá bude postavena u pobřeží New Jersey a předpokládané uvedení do provozu je stanoveno na rok 2024. Jen v USA se sedm států na východním pobřeží zavázalo vybudovat do roku 2035 celkem 20 GW kapacity větrné energie na moři, což zdůrazňuje potřebu široké a rozmanité dodavatelské základny. Po 30MW Island Wind Farm, první americké pobřežní větrné farmě, která byla uvedena do provozu v roce 2016 a byla průkopníkem Haliade turbíny s výkonem 6 MW, budou Skipjack a Ocean Wind druhou a třetí pobřežní větrnou farmou Ørstedu s nasazením turbín od GE Renewable Energy. V USA byla společnosti Ørsted udělena práva stavět větrné farmy na moři ve státech Maryland, New Jersey, Rhode Island, New York a Connecticut. Tyto větrné farmy budou mít do roku 2024 celkový výkon 2,9 GW.
Evropa nechce zůstat pozadu Sériová výroba platformy Haliade- X má začít v druhé polovině roku 2021 v továrně GE v Saint-Nazaire ve Francii, ale tento termín může být ohrožen. Konkurenční německo-španělská společnost Siemens Gamesa (SGRE), která rovněž vyrábí větrné elektrárny, se totiž obrátila na soud. Žaluje GE Renewable Energy (GERE), že porušila několik jejích patentů. Také společnost SGRE představila letos v květnu turbínu SG 14-222, která má lopatky dlouhé 108 m, průměr rotoru 222 m a výkon 14 MW. Se sériovou výrobou se počítá v roce 2024. Podobnost čistě náhodná? Naproti tomu se zase GERE snaží blokovat dodávky SGRE do USA a tvrdí, že naopak evropský výrobce porušuje jeho vlastnická práva. Právní bitva SGRE-GE by sice mohla trvat 12—15 měsíců, ale někteří znalci nicméně doufají v mimosoudní vyrovnání. Společnost Siemens Gamesa už vyrobila ve svém závodě v Cuxhavenu v Německu 500. gondolu pro větrnou turbínu na moři. Závod byl otevřen v roce 2017 a pravidelný provoz byl zahájen v prvních měsících následujícího roku, kdy začaly globální dodávky pro větrnou energii na moři. Společnost Siemens Gamesa uvedla, že společně s výrobním závodem pro listy rotoru v anglickém Hullu a instalačním přístavem v dánském Esbjergu je Cuxhaven součástí její celosvětově jedinečné offshore výrobní sítě. V Cuxhavenu vyrábí komponenty pro větrné turbíny o výkonu 8 MW téměř 600 zaměstnanců. Kapacita závodu je kolem 250 větrných elektráren ročně. „I v obtížných dobách během pandemie covidu-19 pokračovala výroba bez problémů. Hygienická a bezpečnostní opatření jsme implementovali velmi brzy na jaře a s dobrým výsledkem,“ řekl novinářům Anton Bak, manažer závodu Siemens Gamesa Cuxhaven. S celkovou investicí kolem 200 milionů eur byly stavební práce v Cuxhavenu zahájeny v červnu 2016. Továrna je postavena těsně u přístavu a umožňuje přímou přepravu velkých a těžkých komponentů větrných turbín lodí z elektrárny na pobřežní větrné farmy. Závod na ploše 55 000 m2 a s výrobní halou vysokou 32 m má dostatečný prostor pro montáž motorů a dalších komponent vážících několik set tun. Společnost nedávno získala další stavební pozemky od města Cuxhaven, aby v příštích letech tuto výrobní kapacitu dále rozšířila.
Unikátní řešení z Jižní Koreje Inovace větrné elektrárny se nezaměřuje jen na výkon. Jihokorejská firma Odin Energy propaguje nový koncept věže s větrnou turbínou ve svislé ose. Může si najít mezeru v konkurenci větrných turbín hlavního proudu. Turbína je kruhová věž s vertikální osou větrných turbín. Může mít až 12 pater, z nichž každé obsahuje centrální turbínu, což umožňuje mnohem větší produkci energie na jednotku plochy, než by bylo možné u jediné turbíny. Kromě zvýšení celkového jmenovitého výkonu společnost uvádí, že horní patra jejích „Odinových“ věží mají přístup k vyšším rychlostem větru, a tak dodávají až čtyřnásobek průměrné výroby elektřiny pozemní turbíny. Testy ukazují, že prototypová věž dosáhla 62 % zvýšení energetické účinnosti ve srovnání se samostatnou turbínou díky průměrnému zvýšení rychlosti větru o 16,5 %. Dosavadní výsledky zkušebního prototypu dokládají, že provoz je téměř nehlučný. Zakladatel společnosti Odin Energy a viceprezident Soo Yun Song řekl novinářům, že společnost jedná o budování větrných věží v Jižní Koreji v rámci přeměny ostrovních sítí a má vládní podporu. Připravuje se také jeden projekt přímo v Soulu, kdy na stávající budovu by se přistavěla větrná věžní konstrukce. V Odinových věžích budou nasazeny turbíny o výkonu 19 kW italského výrobce Ropatec, který nyní oznámil, že se objevili první zájemci o toto řešení už i v Itálii. Odin Energy odhaduje, že náklady na 10patrovou věž, první svého druhu, by se pohybovaly kolem 1,4 milionu dolarů. Ačkoli by tyto náklady mohly být sníženy stavbou vyšších věží nebo sériovou výrobou komponentů, zůstávají vysoké ve srovnání s tradičními větrnými elektrárnami v pobřežních vodách. Podporovatelé společnosti Odin Energy – mezi něž patří zakladatel Song, současný generální ředitel Young Mi Back a jihokorejské makléřské a investiční bankovní společnosti Shinyoung Securities a Hanyang Securities – však vidí koncept věže úspěšnější v městských podmínkách. Například ve 12podlažní budově lze nejnižší jedno nebo dvě patra použít pro dobíjecí stanice pro elektrická vozidla nebo pro jiné komerční či průmyslové činnosti. /Karel Sedláček/
