"Nečekal bych, že draky poháněné generátory elektřiny budeme využívat již příští rok. Je to však natolik lákavý podnik, že by byla škoda se o jejich využití nepokusit," říká Saul Griffin, technický inženýr z firmy Makani Power z kalifornské Alamedy.
Ne, nebojte se. Špičkoví inženýři se nezbláznili a nechtějí využívat oheň plivající pohádkové bytosti. Řeč je zde o dracích větrných. Výzkumu jejich možností při výrobě elektřiny se v poslední době věnuje řada vědeckých center po celém světě.
Zásoby fosilních paliv se nemilosrdně tenčí a lidstvo si musí s touto situací poradit dříve, než bude pozdě. Výzkum obnovitelných zdrojů energie je proto velmi dynamickým výzkumným odvětvím, které často hledá inspiraci i v těch nejfantastičtějších představách, podobných fantaziím Julese Verna. Hitem posledních let se stává právě využívání větrné energie. Poslední výzkumy naznačují, že tento zdroj by bylo možno využívat efektivněji, než jsme si doposud mysleli.
Draci, páni nebes
Vítr opírající se do lopatek mlýnského kola nebo do lopatek větrné turbíny – to byly ještě donedávna jediné způsoby, jak využívat energii větru. Co však dělat, když vítr nefouká nebo fouká jen slabě? Moderním konstruktérům stačilo zapojit moderní materiály a počítačové technologie a zaměřit se na získávání elektrické energie z vyšších pater troposféry. V současné době se již testují průběžné výsledky, které se zdají ledascos slibovat!
V čem spočívá dračí síla?
Testování prototypů draků pro výrobu elektřiny se věnuje několik výzkumných týmů na obou stranách Atlantiku. Co činí draky pro konstruktéry tolik přitažlivými? Jejich první nespornou výhodou oproti lopatkám větrných turbín je konstrukční jednoduchost, díky níž se zmenšují energetické ztráty. Právě díky této své konstrukční jednoduchosti jsou generátory poháněné silou plachtících draků i levnější. Navíc nemusí být v přírodě umístěny natrvalo, čímž odpadá řada problémů, spojených s estetickou proměnou krajiny, v níž jinak tvoří větrné turbíny výraznou dominantu. Plachtící draci mají však ještě jednu velkou výhodu. Dokážou dobývat výrazně vyšší atmosférické vrstvy. Ve vyšších výškách je cirkulace vzduchu intenzivnější než v blízkosti země. Síla, jíž působí plachtící drak na naviják na zemi, navíc stoupá s jeho rychlostí, takže ve výšce jednoho kilometru je k dispozici již 8x větší síla než ve výšce 80 metrů, v níž pracují běžné větrné turbíny.
Jak vypadá drak?
Aby mohl být plachtící drak využíván k efektivní výrobě elektřiny, musí vypadat výrazně jinak než draci, s nimiž si na podzim hrají děti. Ačkoliv se konkrétní podoby zařízení, na nichž pracují různé týmy, přirozeně liší, princip zůstává stejný. Nejvíce ze všeho připomínají takoví draci padáky, užívané k seskokům či pohánění větrných surfů. Drak je dvěma provazy připevněn k navijáku, který silou poryvů větru roztáčí a generuje tak elektrický proud. Na každý naviják je navíc možno připevnit více draků a výrazně tak zvýšit jejich tažnou sílu. První prototypy, které testovaly týmy z holandské Delfské technologické univerzity a z Polytechnické univerzity v italském Turíně byly schopny dosáhnout výkonu v řádu několika kilowattů, americký prototyp dosáhl výkonu deseti kilowattů. Zdálo by se, že „dračí projekt“ končí neúspěchem – vždyť jedna velká větrná turbína dosahuje výkonu až 5 megawattů. Konstruktéři však hýří optimismem a plně věří v to, že jakmile se podaří překlenout jisté technické problémy, dračí síla se na výkon v řádu megawattů zvedne.
Co konstruktéry ještě čeká?
Po slibných, ale ne jednoznačně přesvědčivých výsledcích zkušebních prototypů čeká na konstruktéry ještě nemálo úkolů. V první řadě si musí poradit se situací, kdy stahování draka k zemi dolů vyžaduje značné množství energie. Aby se tento způsob výroby elektřiny vyplatil, je přirozeně třeba, aby rozdíl mezi vyrobenou a spotřebovanou elektřinou byl co největší. K dosažení tohoto cíle je možno využívat kombinaci několika jevů. Vítr přece jen nefouká se stále stejnou intenzitou. Právě výkyvů v jeho poryvech lze využívat k tomu, aby byl drak stahován k zemi. Snazšímu stahování k zemi lze také napomoci změnou tvaru nosné plochy, díky čemuž se zmenší odpor vzduchu a ke stažení je třeba menší síly. Za tímto účelem vyvíjejí matematici algoritmy, které po převedení do řeči strojů budou napomáhat ovládání draka a tak ideálnímu hospodaření s energií. Vyššího výkonu lze dosáhnout pouze propojením draků do větších celků, které musejí být taktéž perfektně matematicky a technicky synchronizovány. Velký kus na cestě k budoucnosti budou muset urazit i výzkumníci v oblasti materiálů. Zdaleka ne všechny totiž vydrží enormní zátěže či dávky UV záření. K ovládnutí energie nebes vede tedy ještě dlouhá cesta, vědečtí pionýři ji však již trpělivě prošlapávají.
Kam s nimi?
Plachtící draci či jejich velká spojení ve výšce až jednoho kilometru – je vůbec možné, aby se v hustě obydlených oblastech Evropy a Ameriky, kde by se „dračí energie“ využívala nejvíce, našlo dostatečné množství místa pro takové obří konstrukce? Neohrožovaly by například lety ptáků či leteckou dopravu? I takové otázky si musí klást vědci a inženýři, kteří chtějí uvést svůj vynález do praxe. Výzkumníci z holandské Delfské technologické univerzity se proto věnovali i srovnání mapy větrů a mapy lidského osídlení. Po důkladné analýze dospěli k názoru, že i v tak hustě osídlené oblasti, jakou je Nizozemí, by s místem neměl být problém. Ve vyspělých zemích Evropy existuje navíc silná politická vůle upřednostňovat ekologicky šetrné energetické zdroje, takže je velmi pravděpodobné, že se „dračí hnízda“ pomalu, ale jistě začnou stávat součástí naší krajiny.
Češi postaví v Rumunsku největší větrnou farmu Evropy
S gigantickým projektem přišla elektrárenská společnost ČEZ. Největší evropská větrná farma bude mít celkový výkon 600 megawattů! ČEZ do ní investuje 1,1 miliardy eur, tedy asi 27 miliard korun. Instalovaným výkonem větrná elektrárna trojnásobně převýší dosud největší podobnou farmu ve španělské Guadalajaře. Elektrárny budou na území obcí Fontanele a Cogealac severně od města Constanta, 17 kilometrů od Černého moře.
Výstavba má začít už letos v září. Turbíny dodá koncern General Electric. První stometrové vrtule se roztočí v roce 2009, zbytek o rok později.
