Ing. Vítězslav Šťastný, CSc. a kolektiv
Nasazení čtyř větrných elektráren do pokusného
provozu
Složitou problematiku provozu větrných elektráren nejlépe vysvětlí
následující upravená zpráva o pokusném nasazení čtyř větrných elektráren (dále
jen VE). Kromě základních technických parametrů je z ní možno vyčíst i mnoho
problémů, které byly při návrhu investice opomenuty, nebo nebyly řádně
vyhodnoceny jako problematické.
Ke konci 90. let minulého století byl realizován záměr využít
větrné poměry v oblasti, která byla vytipovaná jako vhodná. Původní návrh
postavit šest větrných elektráren typu VE 315 z důvodu problému na straně
dodavatele skončil pouze vybudováním základů. Proto byly v létě roku 1995 na
připravených základech pro nedodané VE 315 postaveny čtyři VE, každá o výkonu
400 kW, celkový výkon tedy je 1 600 kW. Vyráběná elektřina je vyvedena z každé
VE samostatným kabelem NN do společné transformační stanice vn/0,4 kV s
transformátory 2 x 1 000 kVA a dále do sítě vn.
NahoruŘízení a chod elektráren
Jednotlivé elektrárny pracují v plně automatizovaném provozu
řízeném počítačem, který rozhoduje o veškerých regulačních a ovládacích
zásazích na základě informací z velkého množství čidel. Mimo výkonového
rozhodování o chodu elektrárny sleduje počítač další údaje o jejím provozu a
při vyhodnocení poruchových veličin rozhoduje o jejím odstavení. Celá farma je
potom podřízena centrálnímu řídicímu systému, jehož prostřednictvím je také
možno kdykoli na dálku získat veškeré informace o provozu elektrárny, případně
provádět její dálkové ovládání.
Rozběh elektrárny provádí automaticky po dosažení nastavitelné
rozběhové rychlosti větru 3,5 m/s samostatný rozběhový elektromotor 15 kW. Ten
po překonání setrvačných sil přenechá rozběh VE působení větru až do oblasti
synchronních otáček generátoru, kdy dojde k beznárazovému připojení elektrárny
k síti s ohledem na momentální frekvenci.
Technické parametry:
vzdálenost od okolní zástavby zhruba 200 m
jmenovitý výkon 4 x 400 kW
otáčky rotoru 38 /min.
průměr třílistého rotoru 32 m
výška středu rotoru nad terénem 32,6 m
maximální výška stroje s listem
v horní poloze 48,6 m
průměr nosného stožáru max./min. 2,5/1,6 m
Rychlost větru
Mezní podmínky
-
maximální provozní rychlost větru 28 m/s
-
maximální vítr za klidu stroje 60 m/s
-
mezní teplota –20 °C až + 50 °C
Hmotnosti
-
rotor 7 t
-
strojovna 20 t
-
věž 21,1 t
-
kotvicí prstenec 3,5 t
Generátor 3fázový asynchronní
Technologie:
NahoruPoužitá technologie
Pro stavbu byla využita provozně neodzkoušená zařízení, neboť se
jednalo o prototypové výrobky. Ve fázi montáže a uvádění do provozu se ladila
mechanická i elektrická část. Řada problémů se vyskytla s rotory, měnil se úhel
náběhu listů rotoru. V důsledku kolize listů rotoru s tělem tubusu došlo k
mechanickému poškození listů. Docházelo k "přetáčení“ elektrárny, kdy okamžitý
výkon přesahoval až o 400 kW výkon nominální. Zkušební provoz farmy byl povolen
MěÚ, nebyl však využit pro vysokou hlučnost elektráren. V nočních hodinách
musela být farma odstavena na základě stížností kolem bydlících občanů,
především rekreantů. Po uvedeném termínu nebyla stavba zkolaudována a nemohla
být tedy trvale provozována. Teprve od jara roku 1999, kdy se farma stala
majetkem nynějšího provozovatele, byly zahájeny konečné opravy nedostatků, z
větší části vlastními pracovníky. Postupně byla provedena kontrola, demontáž a
opětovná montáž spojená s výměnou vadných nebo opotřebených součástí strojního
zařízení, zejména provozních brzd a otočí strojoven včetně převodovek otočí.
Velké problémy byly i s ovládáním aerobrzd.
NahoruProblémy s hlukem
Tím byly v podstatě odstraněny veškeré mechanické závady, méně
spolehlivé zůstává ještě natáčení lopatek listů rotorů. Po elektrické stránce
je vše v pořádku, problémem je nadále působení statické elektřiny – při
bouřkách dochází k proražení čidel, pravděpodobně vlivem rozdělení elektrických
částí do gondoly a do rozvaděče u paty tubusu (zahraniční elektrárny mají
většinou veškerou elektroniku soustředěnou v gondole).
Před uskutečněným měřením hlučnosti elektráren měřicí skupinou
OHES, které bylo z důvodu nepříznivých povětrnostních podmínek odkládáno od
září 2000 s dokončením až na jaře 2001, byla největší pozornost věnována
dodatečnému snižování hlukových emisí strojního zařízení. Nutno poznamenat, že
největší efekt přinesla práce dílenských pracovníků a jejich perfektně odvedená
konečná montáž zařízení. Byla provedena dodatečná protihluková opatření,
odhlučnění gondol a v současnosti ještě náhrada původního převodového oleje za
kvalitnější olej TOP BLEND z výroby americké firmy se zaručenou třídou SAE
80W90 s teplotním rozhraním -34 až +110 °C, krátkodobě i +150 stupňů, po jehož
nasazení podle subjektivního hodnocení opět poklesla hlučnost i proti měření z
prosince 2000 a jara roku 2001.
Výsledky měření hlučnosti:
Měření prokázalo, že díky souboru všech protihlukových opatření
byla snížena hlučnost farmy pod hodnoty, naměřené v r. 1997, zhruba o 3 až 7 dB
a bylo dosaženo hlučnosti, požadované hygienickými předpisy pro denní i noční
dobu v trvale obydlené části obce. Teoretická možnost překročení těchto hodnot
přichází v úvahu jedině při současném nepříznivém působení všech ovlivňujících
faktorů – nepříznivý směr větru, tj. SSZ až SSV, letní období (otevřená okna
apod.), vlhkost vzduchu, rychlost větru 3,5 až 5,5 m/s (zhruba dnešní náběhová
rychlost). Z této skutečnosti vychází i návrh provozního řádu elektrárny, který
požaduje zvýšení rychlosti větru pro start elektráren na zhruba 6 m/s, kdy je
zaručena minimální doba chodu rozběhových motorů a zaručen ekonomický chod
generátorů, dále zákaz startu při uvedeném směru větru, omezení chodu farmy v
letním období, což je nutné zejména z hlediska ovlivnění rekreační zástavby,
kde nejsou dodrženy hygienické limity v noční době.
Podle výpovědí občanů není subjektivně posuzována tak nepříznivě
intenzita hlukového pole, jako monotónnost zvuku, vznikajícího průchodem listu
rotoru kolem…