Bez zařazení

Článků v rubrice: 423

19. prosince 2021

Extrémní energetika: Fotovoltaika u polárního kruhu, větrníky do tajfunu, jaderné a vodní elektrárny v seizmických oblastech...

Lidé potřebují nebo přinejmenším požadují elektřinu nejen v každou denní či noční dobu, ale i na téměř každém místě na světě. Elektrárenské společnosti proto řeší, jak ji bezpečně a spolehlivě zajistit i v oblastech a situacích, které jsou pro výrobu elektřiny krajně nepříznivé.

Fotogalerie (1)

Jaderná elektrárna Onagava v Japonsku, jen několik kilometrů od Fukušimy. Vlna cunami jí neublížila. (Zdroj Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)

Solární elektrárny

Fotovoltaické elektrárny (FVE) jsou spojené s představou slunečného letního dne. Přesto fungují i v podmínkách zcela opačných. Příkladem je solární farma Willow s roční výrobou 1,35 MWh, která leží asi 50 mil severně od Anchorage na Aljašce, kde v zimních měsících svítí slunce méně než šest hodin denně. Ještě severněji, asi 200 mil pod severním polárním kruhem, je v provozu farma Fairbanks’s Golden Valley. Oba tyto projekty jsou rentabilní především díky vysoké ceně elektřiny na Aljašce, která je téměř dvojnásobná, než je průměr v USA. V zimě sice padá výkon farmy Willow téměř na nulu, ale situace se mění už v březnu. Slunce je sice ještě nízko nad obzorem, ale všude kolem leží sníh, který odráží jeho záření na panely, takže vyrábějí kolem 800 kWh denně. V letních měsících může denní výroba přesáhnout i 8 000 kWh. Za jeden červnový den tak farma vydělá více, než za celý prosinec.

FVE dobře fungují i ve větších nadmořských výškách. Na jezeře Lac des Toules ve Wallis uprostřed švýcarských Alp ve výšce 1800 metrů nad mořem zahájila pilotní provoz plovoucí elektrárna s ročním výkonem 8 MWh, což je až o 50 % více, než vyrobí plovoucí FVE podobného výkonu v nízkých nadmořských výškách. Slunce na horách září silněji a v zimě zde, stejně jako na Aljašce, funguje efekt odrazu světla od zasněžených okolních svahů. Ještě výš bude ve švýcarských Alpách stát 2,2MW solární elektrárna u přehrady Muttsee. Zatím nejvýše položenou solární elektrárnou na světě bude Oruru v Bolívii ve výšce 3737 metrů. Na tento zdroj o výkonu 100 MW přispěla grantem ve výši 8,5 milionu eur i Evropská unie.

Větrné elektrárny

Největší slabinou větrných elektráren, které začínají pracovat při rychlosti větru 4 m/s, nejlepší výkon dosahují v rozmezí 10 – 15 m/s a automaticky se odstavují při rychlostech kolem 25 m/s– 30 m/s, je silný vítr. Přesto na jaře 2021 ohlásilo Japonsko, které chce do roku 2050 dosáhnout nulových emisí skleníkových plynů, výstavbu velkého větrného parku Dohoku na ostrově Hokkaido, jenž je pověstný drsným počasím s častými vichřicemi. Dodavatelem větrných turbín se má stát společnost Siemens Gamesa, která ve spolupráci s japonskou technologickou firmou Eurus Energy už vyvíjí turbíny o jednotkovém výkonu 4,3 MW odolávající po deset minut větru o rychlosti až 57 m/s a třísekundovým nárazům větru o rychlosti až 80 m/s. Přepočteno je to téměř 290 kilometrů v hodině, což je rychlost tajfunů, které často útočí na pobřeží nejen Japonska, ale i dalších zemí jihovýchodní Asie.

Proto vyvíjí novou platformu pobřežních turbín odolných proti tajfunům také čínská společnost Ming Yang. Pro instalace v jihočínském moři připravuje větrnou elektrárnu, která bude podle dostupných údajů dokonce největší na světě. Kolos má tři 118metrové lopatky, výkon 16 MW a bude schopen zásobovat zelenou elektřinou až 20 000 domácností. Tato elektrárna by navíc měla být odolná i vůči zemětřesením, která jsou v Číně také poměrně častá a silná.

Jaderné elektrárny

Daleko větší nebezpečí ale představuje zemětřesení pro jaderné a vodní elektrárny. Při otřesech na východě Japonska v březnu roku 2011 se sice tamních jedenáct jaderných bloků automaticky a bezpečně vypnulo, ale následná vlna cunami, kterou zemětřesení způsobilo, zničila náhradní zdroje elektřiny v elektrárně Fukušima, jejíž tři reaktory pak v důsledku ztráty chlazení havarovaly. Vzhledem k tomu, že na celém světě pracuje přibližně pětina jaderných reaktorů v oblastech se značnou seizmickou aktivitou, zavedla Mezinárodní agentura pro atomovou energii (MAAE) pro jaderná zařízení mnohem přísnější kritéria bezpečnosti, než musejí splňovat jiné průmyslové stavby. Jejich přehled je obsažen v dokumentu Bezpečnostní příručka o seizmických rizicích jaderných elektráren, kterou MAAE průběžně aktualizuje a doplňuje.

Vodní elektrárny

Stále přísnější předpisy platí i při budování přehradních vodních elektráren. Vědci z postupimské univerzity v Německu tvrdí, že čtvrtina z 273 vodních děl, která jsou již v provozu, ve výstavbě nebo se plánují v indickém, nepálském a bhutánském Himálaji, je vážně ohroženo možnými sesuvy půdy způsobenými zemětřesením a doporučují, aby byl další rozvoj vodní energetiky v celém himálajském regionu pečlivě zvážen.

Zdroje:

https://www.bbc.com/future/article/20200219-the-solar-farms-fighting-climate-change-in-alaska

https://news.uaf.edu/acep-tests-solar-panel-coatings/

https://energyinnovation.org/wp-content/uploads/2019/03/Coal-Cost-Crossover_Energy-Innovation_VCE_FINAL.pdf

https://www.euractiv.com/section/energy/opinion/mondaycop22-lower-co2-emissions-with-lower-carbon-solar-energy/

https://wam.ae/en/details/1395302958517

https://www.pinsentmasons.com/out-law/news/sunseap-to-build-worlds-largest-floating-solar-plant-in-indonesia

https://www.euronews.com/green/2021/05/14/extraordinary-views-from-the-world-s-first-mountainous-solar-farm

https://www.solarpowereurope.org/solar-continues-to-break-installation-records-on-track-for-terawatt-scale-by-2022/

https://www.swissinfo.ch/eng/switzerland-builds-biggest-alpine-solar-plant/46883572

https://www.afd.fr/en/actualites/one-worlds-highest-solar-power-plants-leads-bolivias-energy-transition

https://www.siemensgamesa.com/en-int/newsroom/2021/06/siemens-gamesa-press-release-japan-typoon-proof