Susediace veterné parky sa navzájom spomaľujú, ukázala štúdia

Blízke elektrárne si navzájom uberajú z výkonu

V štúdii, ktorú uskutočnili vedci z nemeckého výskumného ústavu Helmholtz-Zentrum Hereon, sa uvádza, že ak sú pobrežné veterné farmy umiestnené blízko seba, vietor slabne a klesá množstvo vyrobenej elektriny. Výskum naznačuje, že so stále narastajúcim využívaním veternej energie na mori budú straty značné a v okolí veterných elektrární bude možné zaznamenať znížené rýchlosti vetra.

V rámci cieľov znižovania emisií oxidu uhličitého, ktoré stanovila Európska únia, sa počíta so zvýšením produkcie energie z obnoviteľných zdrojov, pod ktorú spadá aj budovanie veterných elektrární na mori, predovšetkým v Severnom mori.

Veterné parky na mori sú stále väčšie a stavajú sa čoraz bližšie pri sebe, následkom čoho dochádza k zmenám v rýchlosti vetra, keďže jednotlivé turbíny sa navzájom ovplyvňujú, čo sa v konečnom dôsledku odráža zníženou produkciou energie.

Priemerné zníženie rýchlosti sa zmenšuje s narastajúcou vzdialenosťou medzi turbínami a parkmi, no pri pretrvávajúcom juhozápadnom vetre môže dosahovať do vzdialenosti 35 až 40 km. K najvýraznejšiemu spomaleniu vetra dochádza na jar, najmä v marci a apríli, najmenšie je naopak v priebehu novembra a decembra.

Veľká rozloha veterných fariem a ich blízkosť ovplyvňuje nielen výkon jednotlivých turbín v rámci fariem, ale aj celých fariem, ktoré môžu prísť až o 20 % svojej kapacity, čo má za následok zvýšenie celkových nákladov na výrobu energie a ekonomické straty.

Vzorec nízkych rýchlostí vetra

Vedci sa sústredili na zátoku Deusche Bucht a Baltské more, kde sa expanzia veternej energie v posledných rokoch enormne zrýchlila. Prvé turbíny tu boli uvedené do prevádzky v roku 2008 a dnes má Nemecko na pobreží veterné elektrárne s výkonom okolo osemtisíc megawattov, čo zodpovedá zhruba ôsmim jadrovým elektrárňam.

Priestor pre ďalšiu výstavbu je však obmedzený a z tohto dôvodu sa veterné farmy niekedy budujú veľmi blízko pri sebe. Tím pod vedením Dr. Naveeda Akhtara zistil, že rýchlosti vetra v okolí veterného parku, ktorý sa nachádza v smere vetra, sú výrazne nižšie.

V časopise Nature Scientific Reports autori štúdie píšu, že tento brzdný účinok sa prejavuje rozsiahlym vzorcom nízkych priemerných rýchlostí vetra, ktoré sa zvyčajne rozšíria do okruhu 35 až 40 kilometrov, za určitých poveternostných podmienok dokonca až 100 kilometrov od veternej farmy.

Výkon susediacej veternej farmy sa následkom toho môže znížiť o 20-25 %. Vedci preto upozorňujú, že pri budúcom plánovaní výstavby veterných elektrární je potrebné brať do úvahy aj skutočnosť, že susediace farmy môžu navzájom ovplyvňovať svoj výkon.

foto: Pexels

Turbíny menia dynamiku vetra

Veterné turbíny z atmosféry využívajú kinetickú energiu, z ktorej časť premieňajú na elektrinu a časť na turbulentnú kinetickú energiu, ktorá vyvoláva spomalenie vetra. Z pozorovaní vzduchu vyplýva, že nad veternými parkmi dosahuje turbulentná kinetická energia výrazne zvýšené hodnoty a pri stabilných atmosférických podmienkach sa spomaľovací efekt môže rozšíriť do okolia päťdesiatich až sedemdesiatich kilometrov.

Spomaľovací efekt ďalej vyvoláva zmeny v teplote a turbulenciách v medznej vrstve, čo ovplyvňuje výkon veterných fariem umiestnených v smere vetra. Pri danej rýchlosti vetra produkujú studenšie a hustejšie masy vzduchu viac energie ako teplejšie a ľahšie masy vzduchu.

Brzdný účinok zvyšuje teplotu vzduchu o pol stupňa Celzia a vlhkosť o pol gramu na kilogram vzdušnej masy a to aj vo vzdialenosti šesťdesiatich kilometrov od veterného parku.

Z výsledkov štúdie vyplýva, že zoskupovanie veľkých veterných parkov do tesnej blízkosti môže výrazne zmeniť dynamiku vetra a mať za následok lokálne priemerné spomalenie vetra siahajúce až štyridsať kilometrov v smere vetra od farmy.

© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.