Větrná turbína

Moderní (2013) větrná turbína třídy 3 MW
Listy rotoru odstraněny pro kontrolu; pro srovnání velikostí si všimněte auta vlevo dole
Tři fáze výstavby závodu (srpen 2017)
Schéma větrné turbíny

Větrná elektrárna (ve zkratce:. WKA) nebo větrnou energii (ve zkratce:. WEA) přeměňuje kinetickou energii na větru na elektrickou energii a dodává ji do elektrické sítě . Hovorově se také používají termíny větrná elektrárna nebo jen větrná turbína . Větrné turbíny jsou dnes zdaleka nejdůležitější formou využití větrné energie. Zdaleka dominuje design třílistého zvedacího rotoru s horizontální osou a rotorem na návětrné straně . Mezi rotorem a generátorem může být převodový stupeň, který znamená vyšší rychlost . Společná skříň stroje (známá také jako gondola ) je upevněna na trubkové věži a spolu s rotorem sleduje směr větru pomocí malého elektromotoru . Jiné typy konstrukcí, zejména rotory, se zatím nechytily.

Větrné turbíny lze použít ve všech klimatických pásmech. Jsou instalovány na souši ( na souši ) a v pobřežních větrných farmách v pobřežní zástěře. Dnešní systémy se místo ostrovní sítě napájejí téměř výhradně do energetické sítě vyšší úrovně . Vzhledem k použité výkonové elektronice mají velmi dobrou síťovou kompatibilitu na rozdíl od starších systémů s přímo připojenými asynchronními generátory připojenými k síti . Jmenovitý výkon nově instalovaných větrných elektráren na pevnině je většinou v rozmezí od 2 do cca. 5 MW , zatímco největší pobřežní rostliny vyvinuly doposud dosáhnout až 15 MW.

Skupině větrných turbín se říká větrná farma . Malé systémy s výkonem od několika 100 wattů do několika kW se nazývají větrné generátory . Mohou být také ekonomické jako jeden systém .

Historie větrných turbín

Závod od Charlese F. Brushe z roku 1888

Větrné motory, testovací zařízení a neúspěšné velké projekty

První zdokumentovaný větrný systém pro výrobu elektřiny byl postaven v roce 1887 Skotem Jamesem Blythem k nabíjení baterií pro osvětlení jeho prázdninového domu. Jeho jednoduchá, robustní konstrukce se svislou osou vysokou deset metrů a čtyřmi plachtami uspořádanými v kruhu o průměru osm metrů měla jen malou účinnost. Skoro ve stejnou dobu založil Charles Francis Brush v Clevelandu v Ohiu 20 metrů vysoký systém na tehdy docela vyspělých amerických větrných pumpách . U čerpadel je točivý moment důležitější než rychlost; K pohonu generátoru 12 kW použil Brush dvoustupňovou převodovku s řemenovými pohony.

Dane Poul la Cour přišel kolem roku 1900 prostřednictvím systematických experimentů - mimo jiné na aerodynamicky tvarovaných profilech křídel v aerodynamických tunelech - až po koncepci vysokorychlostního stroje , ve kterém k využití energie proudění přes celý povrch rotoru. Během první světové války bylo v Dánsku v provozu přes 250 závodů tohoto typu. Také v jiných zemích byly na počátku 20. století větrné motory stavěny pro decentralizovanou výrobu energie. S rozsáhlou elektrifikací v meziválečném období mnoho z těchto systémů opět zmizelo, zejména proto, že větrné motory vybavené generátory stejnosměrného proudu a systémy pro ukládání baterií nebyly kompatibilní s elektrickými sítěmi se střídavým proudem .

Po druhé světové válce byl v různých zemích podporován výzkum větrné energie. Země jako Francie a Velká Británie investovaly velké částky do výzkumu větrné energie zhruba do roku 1965. Zlepšení geometrie profilu, poháněné letectvím v padesátých a šedesátých letech minulého století na klouzavé poměry nad 50, umožnilo extrémně vysokorychlostní běžce s jediným rotorovým listem . Rotory s více než dvěma lopatkami byly považovány za zaostalé. S výjimkou několika prototypů nebyly vzhledem k nízkým cenám energií stavěny téměř žádné systémy.

Od 70. let minulého století došlo k renesanci ve využívání větrné energie, mimo jiné v důsledku debaty o životním prostředí a energetice a dvou ropných krizí . V 70. a 80. letech 20. století bylo testováno velké množství různých provedení, přičemž nakonec převládaly turbíny s horizontální osou. V některých zemích (jako je mimo jiné Německo a USA) zpočátku spoléhali na náročné rozsáhlé průmyslové projekty, jako je dvoukřídlý ​​GROWIAN ; ale tyto měly velké technické problémy a ukázaly se jako selhání. Počínaje Dánskem, kde kromě znalostí o stavbě malých systémů existovala také idealistická klientela pro takové systémy, dánský koncept mnoha robustních systémů s nízkým výkonem, které byly zpočátku často vyráběny malými podniky a fandy s původně jednoduchým prostředky , převažovaly .

Systémy, které byly v 80. letech vyvezeny po tisících do USA, měly tři tuhé listy rotoru ( tj. Bez nastavení úhlu lopatky ) a asynchronní stroj s jednou nebo dvěma pevnými rychlostmi, který byl připojen k síti bez frekvenčního měniče . Výkon byl omezen úmyslným zastavením . Archetypem této velmi úspěšné koncepce byla větrná turbína Gedser navržená Johannesem Juulem a uvedená do provozu v roce 1957 . Fungoval až do jeho dočasného odstavení v roce 1966 a v roce 1977 byl znovu uveden do provozu na několik let pro společný testovací program dánských vědců a NASA .

Na základě těchto malých systémů podle dnešních standardů se v 90. a 20. letech 20. století uskutečnil další vývoj směrem k velkým turbínám s proměnlivou rychlostí a nastavitelnými listy rotoru. Od té doby je Dánsko zemí s největším podílem větrné energie na výrobě elektřiny.

Technický vývoj od 90. let 20. století dodnes

Obrys některých modelů větrných turbín od společnosti Enercon vynesl proti času jejich zavedení.

Se zákonem o elektřině z roku 1991 začal vzestup větrné energie také v Německu; pokračovalo to zákonem o obnovitelných zdrojích energie (platným od 1. dubna 2000). Tyto politické rámcové podmínky přispěly k tomu, že němečtí výrobci větrných turbín jsou nyní mezi světovými technologiemi a světovými lídry.

Ve snaze o stále nižší náklady na výrobu elektřiny se větrné turbíny v průběhu vývoje postupně zvětšovaly. Průměrný nominální výkon větrných elektráren nově instalovaných v Německu byl 164 kW v roce 1990, v roce 2000 poprvé přes 1 MW poprvé , v roce 2009 poprvé  přes 2 MW. V roce 2011 to bylo přes 2,2 MW, přičemž dominovaly systémy s instalovaným výkonem 2,1 až 2,9 MW s podílem 54%. Aby se mimo jiné zvýšil výnos průměr rotoru se zvětšuje. Podle kruhového vzorce má zdvojnásobení délky listu rotoru za následek čtyřnásobek plochy rotoru. Do konce 90. let byl průměr nově vybudovaných závodů většinou menší než 50 metrů, po roce 2003 většinou mezi 60 a 90 metry. Do roku 2020 vzrostl průměrný průměr rotoru nových turbín v Německu na 122 m, průměrná výška náboje na 135 m a nominální výkon na 3,407 MW, s výraznými rozdíly v důsledku regionální rychlosti větru .

Celosvětově průměrný výkon nově instalovaných systémů poprvé v roce 2017 překročil hranici 2,5 MW. Trend směřuje k větším systémům: kolem roku 2020 začali různí výrobci spouštět onshore platformy v rozsahu výkonu kolem 6 MW. V pobřežním sektoru budou od roku 2021 instalovány systémy s nominálními výkony mezi 6 a 10 MW a průměrem rotoru nad 150 metrů. Nově vyvinuté pobřežní systémy s průměrem rotoru přibližně 220 metrů mají jmenovitý výkon mezi 13 a 15 MW.

Moderní lehké větrné turbíny mají nyní průměr rotoru přes 160 metrů a výšku náboje přes 160 metrů. Enercon používá bezpřevodové systémy zhruba od roku 1995 a zpočátku byl dlouhou dobu jediným výrobcem systémů s přímým pohonem ; Mezitím ale výrazně více výrobců používá bezpřevodovou konstrukci, která je dnes považována za „druhou standardní konstrukci“. V roce 2013 činil celosvětový tržní podíl bezpřevodových systémů 28,1%.

Přibližně do roku 2010 byly větrné turbíny vyráběny stacionárně pomocí sestavy doků . Od té doby se výrobci stále více spoléhají na sériovou výrobu pomocí procesu montážní linky a na industrializaci a standardizaci svých produktů z důvodu nákladů. Současně, jak je již dlouhou dobu standardem v automobilovém inženýrství , se ustavují strategie modulárních platforem, ve kterých jsou typy systémů nebo varianty pro různé třídy větru vyvíjeny na stejném technickém základě , např. B. různými velikostmi rotorů s do značné míry identickým hnacím ústrojím nebo s různými koncepcemi generátoru se stejným průměrem rotoru.

Ne všechny nově nainstalované systémy jsou na nových místech: některé staré systémy jsou demontovány a nahrazeny výkonnějšími, což je známé jako repowering . Počet jednotlivých systémů ve větrných elektrárnách se zpravidla snižuje, zatímco se zvyšuje instalovaný výkon a výnos.

Dodávka a výnos energie

Viz také: Větrná energie: fyzikální principy a větrná energie: ekonomická účinnost

Pro odhad ročního výnosu je pro umístění větrné turbíny uvedena takzvaná střední rychlost větru . Je to průměrná hodnota rychlosti větru vyskytující se v průběhu roku. Dolní hranice pro ekonomický provoz systému je v závislosti na výkupním tarifu průměrná rychlost větru kolem 5–6 m / s ve výšce náboje. Je však třeba vzít v úvahu i další faktory.

Zpráva o větru založená na frekvenčním rozložení rychlosti větru pro určité místo se používá k optimálnímu výběru jmenovité rychlosti větru (obvykle 1,4 až 2násobek průměrné rychlosti větru) nebo vzhledem k údajům systému k odhadu energie generované za rok, specifikováno jako hodiny plného zatížení, jak je obvyklé v oboru . V závislosti na různých faktorech, jako je např B. Kvalita lokality a návrh systému, větrné turbíny dosahují mezi 1400 a 5 000 hodinami plného zatížení za rok. To odpovídá míře využití 16 až 57 procent.

Pomocí počítačových programů na internetu lze výtěžnost určitých systémů přibližně určit za podmínek, které budou vybrány. Informace o skutečných výnosech lokality však mohou poskytnout pouze zprávy o větru založené na měření větru. Je třeba vzít v úvahu stupeň turbulencí způsobených topografickými podmínkami, vegetací, vyššími budovami nebo sousedními větrnými turbínami. Snížení výnosu v důsledku snížené rychlosti větru a turbulencí za jinými větrnými turbínami se nazývá ztráta bdělosti nebo zpoždění .

Protože se rozsah služeb zvyšuje s třetí silou rychlosti větru, dává smysl navrhnout systém pro výrazně vyšší než průměrnou rychlost větru. Větrná turbína dosahuje svého jmenovitého výkonu , někdy označovaného jako instalovaný výkon , při jmenovité rychlosti větru . Tímto způsobem je výkon systému udržován konstantní, aby se zabránilo přetížení. V případě velmi vysokých rychlostí větru ( bouřek ) se systém zcela vypne (podrobnosti viz níže v části: Řízení a provozní řízení ).

Lehká větrná turbína typu Nordex N117 / 2400 na 141 m vysoké hybridní věži (2013)

Vzhledem k investičním nákladům lze nominální výkon zvýšit na úkor plochy rotoru nebo naopak. Systém s vyšším jmenovitým výkonem využívá větší část dostupné energie, zatímco systém s větším rotorem dodává větší výkon do elektrické sítě pod jmenovitou rychlostí větru . Pro pobřežní závody v Německu, kde v. A. Používají se systémy se srovnatelně vysokými nominálními výkony, v posledních letech bylo dosaženo průměrně kolem 1640 hodin plného zatížení, přičemž nově instalované větrné turbíny dosahují výrazně lepších výsledků než u starších modelů. Systémy postavené kolem roku 2010 dosáhly téměř 2000 hodin plného zatížení a systémy postavené v roce 2013 kolem 2150 hodin plného zatížení. Očekává se, že počet hodin plného zatížení systémů na souši se zvýší v průměru na nejméně 2 250 VLS, zatímco na moři se očekává 4500 VLS. V jiných zemích jsou kapacitními faktory např. T. výrazně vyšší. V USA, kde v roce 2015 nebyly v provozu žádné pobřežní větrné farmy, dosahují například větrné turbíny poměrně vysokých kapacitních faktorů 30–40%, což odpovídá přibližně 2 600–3 500 hodinám plného zatížení .

Existuje tendence k vyšším kapacitním faktorům na pevnině i na moři, což je způsobeno větší výškou náboje a vyšší plochou rotoru na kW instalovaného výkonu. Zhruba od roku 2010 vyvinulo několik výrobců také takzvané systémy s nízkým větrem se zvláště velkou specifickou plochou rotoru (přibližně 4,5-5 m² / kW), s nimiž lze dosáhnout výrazně více hodin plného zatížení, než je uvedeno výše, a to i při místa s menším větrem. Poměrně slabší hnací ústrojí a generátor vedou pouze k menším ztrátám při roční výrobě elektrické energie, ale snižuje mechanické zatížení působící na systém, zvyšuje počet hodin plného zatížení a má pozitivní vliv na předpověď větrné energie . Produkce větrné energie se současně stabilizuje, potřeba rozšíření energetické sítě je nižší a náklady na výrobu elektřiny se snižují.

Příklady takových systémů s nízkým větrem jsou Nordex N131 / 3000 , GE 2.5-120 nebo Gamesa G114-2.0. S výškou náboje 130 m a více dosahují takové systémy za referenčních podmínek více než 3 500 hodin plného zatížení; Například Nordex N117 / 2400 s výškou náboje 141 m se pohybuje kolem 3960 hodin plného zatížení. Do budoucna se očekává, že trend směrem k lehkým větrným turbínám bude pokračovat a plocha rotoru se bude nadále zvětšovat rychleji než výkon generátoru. Avšak i v místech s větrnějšími podmínkami má smysl zvětšit plochu rotoru na jmenovitý výkon, aby se prodloužily hodiny plného zatížení a snížily náklady.

Návrhy

Větrný generátor na střeše
H-Darrieus v Antarktidě

V závislosti na aerodynamickém principu, který je použit ke generování rotačního pohybu, jsou větrné turbíny rozděleny na odporové a vztlakové rotory.

Táhnout běžec je typ systému, jehož způsob činnosti je založen především na použití průtokového odporu , jako je tomu v případě Peršana větrný mlýn, který lze vysledovat až do 7. století .

Při vztlaku je Runner používán dynamický vztlak . Užší, profilované lopatky rotoru těchto turbín se pohybují mnohem rychleji a přes vítr. Tímto způsobem lze sklízet velkou plochu s menším množstvím materiálu. Zejména v případě menších větrných generátorů byl tento princip implementován prostřednictvím různých návrhů, včetně jednoduchých verzí skutečných větrných turbín podrobně diskutovaných v následující kapitole, tj. Návrhů s hvězdicovým rotorem s několika (obvykle třemi) lopatky, které se otáčejí kolem vodorovné osy před stožárem nebo věží. Tyto systémy jsou někdy v odborné literatuře také označovány jako HAWT d. H. Vodorovná osa větrné turbíny (větrné turbíny s horizontální osou).

Aktivní mechanismus sledování větru požadovaný pro tyto systémy lze případně vynechat u takzvaných závětrných běžců, kde rotor běží za věží, protože vítr může automaticky otáčet rotorem ve správném směru. V praxi se však takové koncepty obtížně realizují a způsobují vážné problémy. To zahrnuje zejména riziko rychlých otáček gondoly s následným vysokým ohybovým zatížením lopatek rotoru. Úspěšné systémy s pasivním sledováním směru větru jsou dokumentovány pouze v oblasti malého a středního výkonu, zatímco úspěšné systémy ve velkém měřítku nebyly implementovány.

Plovoucí rotor může být také s realizací svislé osy otáčení ( VAWT podle anglické vertikální osy větrné turbíny ). Mezi nimi dominují rotory Darrieus , které jsou stavěny až na střední výkonové rozpětí, v klasickém 'tvaru metly' nebo jako rotory H-Darrieus, jejichž lopatky při otáčení tvoří plášť válce. Při svislé ose otáčení nemusí rotor sledovat směr větru. V některých oblastech oběhu jsou však listy pro tok nepříznivé, listová plocha se musí odpovídajícím způsobem zvětšit. Cyklické změny zatížení způsobují vibrace a zatížení celé konstrukce. Dodatečné konstrukční úsilí spolu s výkonovým koeficientem v průměru 0,3 ve srovnání s 0,4 až 0,5 u rotorů s horizontální osou otáčení vysvětluje nízký podíl na trhu.

Konstrukce rotoru H-Darrieus se spirálovitě ohnutými lopatkami má rovnoměrnější točivý moment než klasický rotor H a nevyžaduje tedy žádnou pomoc při rozjezdu, jak je požadováno u klasických rotorů Darrieus s vysokými vysokorychlostními otáčkami. Rotory Savonius nepřicházejí v úvahu pro výrobu elektřiny kvůli jejich nízkým vysokorychlostním rychlostem a nízkému součiniteli výkonu, ale jsou vhodné pro použití jako větrná čerpadla .

Typová třída (třída větru)

Větrné turbíny mohou být schváleny pro různé třídy větru. Norma IEC 61400 je nejběžnější v mezinárodním měřítku . V Německu existuje také rozdělení Německého institutu pro stavební technologie ( DIBt ) na větrné zóny. Třídy větru IEC odrážejí uspořádání systému pro oblasti se silným nebo slabým větrem. Velké průměry rotorů se stejným nominálním výkonem jsou charakteristické pro lehké větrné turbíny. Mezitím existují systémy s rotorovou plochou 4–5 m² na kW nominálního výkonu, zatímco běžné systémy silného větru jsou 1,5–2,5 m² na kW nominálního výkonu. Nízké větrné turbíny mají často přizpůsobený profil lopatek a větší výšku náboje.

Jako referenční hodnoty se používá průměrná rychlost větru ve výšce náboje a extrémní hodnota 10minutového průměru, která se statisticky vyskytuje pouze jednou za 50 let.

Porovnání různých tříd typů s ohledem na rychlost větru
Třída větru IEC I. II III IV
Extrémní hodnota 50 let 50 m / s 42,5 m / s 37,5 m / s 30 m / s
průměrná rychlost větru 10 m / s 8,5 m / s 7,5 m / s 6 m / s

Komponenty a technologie větrných turbín

Větrná elektrárna se v podstatě skládá z rotoru s nábojem a lopatkami rotoru a ze strojové gondoly, ve které je uložen generátor a často převodovka. Existují také převodové systémy. Gondola je otočně uložena na věži , jejíž základ zajišťuje potřebnou stabilitu. Kromě toho existují monitorovací, regulační a řídicí systémy a technologie síťového připojení v gondole stroje a v základně nebo mimo věž.

Čepele vrtule

Tři listy rotoru na transportérech
Výkres řezu listu rotoru a fotografie použitých materiálů, tuhá pěna, balzové dřevo, roura ze skelných vláken a fólie na ochranu proti erozi.
Možná struktura listu rotoru pro větrnou turbínu.

Dnešní větrné turbíny mají téměř bez výjimky tři listy rotoru. Jedná se o základní a určující součást větrné turbíny. S nimi je energie odebírána z toku a přiváděna do generátoru. Jsou zodpovědné za významnou část provozního hluku, a proto nejsou optimalizovány pouze pro vysokou úroveň účinnosti, ale také, zejména v blízkosti špiček lopatek, pro snížení hluku (viz např. Hřeben odtokové hrany ). V roce 2013 byla maximální délka lopatky současných větrných turbín kolem 65 metrů na pevnině a 85 metrů v pobřežní oblasti. Hmotnost takových listů je asi 25 tun. Pro snazší přepravu se stále častěji používají takzvané adaptéry rotorových listů , pomocí kterých lze lopatky při průjezdu úzkými uličkami nebo při průjezdu nerovným terénem otáčet nahoru na posledním přepravním úseku. Listy rotoru jsou obvykle vyrobeny z plastu vyztuženého skelnými vlákny (GRP) a většinou se vyrábějí v poloviční skořepinové sendvičové konstrukci s výztužnými tyčemi nebo pásy uvnitř. Uhlíková vlákna se stále častěji používají v dlouhých rotorových listech , zejména v silném větru a v pobřežních systémech vystavených vysokému zatížení, ale také v lehkých větrných systémech s velkými průměry rotorů. Podélné síly jsou absorbovány pásy ze skleněných nebo uhlíkových vláken. Tyto pásy se skládají buď ze spojitých vláken, takzvaných pramenů , nebo z útržků .

Z převládajícího typu větrných turbín s v podstatě horizontální osou rotoru byly v prvních letech instalovány levotočivé a pravotočivé turbíny . Mezitím - z pohledu přicházejícího větru - převládal směr otáčení ve směru hodinových ručiček . Rotor je obvykle před stožárem, protože stožár víří proud větru a rotor za stožárem by vedl své lopatky touto dráhou, což by vedlo k hluku, zatížení lopatek a snížení účinnosti.

Počet listů rotoru

Pro každý počet lopatek a jinak optimalizovanou geometrii v závislosti na vysokorychlostním čísle tedy existuje optimální vysokorychlostní číslo, při kterém je koeficient výkonu maximální. Maximum je však v každém případě docela ploché. U jedno-, dvou- a třílistých rotorů je to 15, 10 a 7 až 8.

Výška maxima se zpočátku zvyšuje s počtem lopatek, od jednolistých až po dvoulisté rotory přibližně o 10%, ale pouze o 3 až 4% u tří lopatek. Toto malé zvýšení samo o sobě neodůvodňuje třetí list rotoru. Třílamelové rotory jsou však tišší a snadněji se ovládají z hlediska vibrací než dvoulamelové rotory. Dva nejdůležitější důvody pro to jsou:

  • I když, jak je dnes běžné, čepele běží před věží, vzduchová kongesce před věží nakrátko zmenšuje úhel náběhu a tím i výtah. V tomto časovém okamžiku je opačná lopatka naložena na maximum, protože nahoře je větší vítr, takže u tuhého náboje dochází k vyššímu střídavému zatížení, což je třeba vzít v úvahu při navrhování celého systému včetně základu.
  • Moment setrvačnosti rotoru kolem vysoké osy je dvakrát na oběžnou dráhu velmi malý. Spolu s jakýmkoli točivým momentem kolem této osy může dojít k destrukčním špičkám zatížení. V důkazu bezpečnosti turbíny je za příčinu točivého momentu považována nejen turbulence, ale také technické poruchy, jako je sledování směru větru nebo - což je ještě důležitější - chyba v ovládání nastavení (otáčení) stoupání pouze v jeden ze dvou listů rotoru.

Opatřeními proti těmto špičkám zatížení jsou kyvadlové náboje , pružné uložení celého hnacího ústrojí a pohon odolný proti přetížení pro sledování směru větru . Ty však vyžadují vyšší náklady na stavbu a představují potenciální zdroj chyb, které lze vyjádřit vyššími náklady na údržbu a opravy, a tedy vyššími odstávkami. Poté, co v minulosti hrály určitou roli dvoukřídlé letouny, jsou v dnešní době stavěny téměř výhradně systémy se třemi listy rotoru a pevným nábojem, které jsou technicky snadněji ovladatelné než systémy s méně než třemi listy rotoru, a které se proto staly ekonomicky a technicky optimální koncepce v průběhu historie vývoje.

Dvoukřídlá letadla však mají teoretické výhody, zejména v offshore využití, takže - za předpokladu zvládnutí problematického dynamického chování - existuje možnost, že dvoukřídlá letadla budou v budoucnu v této oblasti opět hrát větší roli. Emise hluku jsou například při použití na moři méně relevantní, což znamená, že rychlost rotoru lze zvýšit vypuštěním třetí lopatky a současně lze snížit potřebný převodový poměr. Jednodušší logistika a instalace by byla možná také s dvoulistými rotory . V offshore použití by tedy dvoulamelové systémy mohly mít z důvodu nákladů výhodu oproti třílamelovým systémům, a to navzdory doposud dosti negativním zkušenostem. Drastické snížení nákladů ve srovnání se standardní konstrukcí, díky níž jsou náklady na výrobu elektřiny ve zcela jiném řádu, je považováno za nereálné. Větší potenciál pro snížení nákladů spočívá ve větších výrobních sériích a další optimalizaci stávajících konceptů. Zatím nedošlo k návratu dvoukřídlých letadel, staví se pouze jednotlivé prototypy.

Tvar listu rotoru

Průřez listu rotoru vyrobeného z plastu vyztuženého skelnými vlákny
Rotorový list s hřebenem odtokové hrany pro snížení hluku

Odolnost povrchu rotoru proti větru umožňuje větru postupně unikat do strany. Dále se lopatky ohýbají v silném proudu větru ve směru větru. Takže i přes oba efekty jsou lopatky více v pravém úhlu k místnímu proudění větru, jsou při výrobě nakloněny pod (velmi plochým) úhlem k větru. To také pomáhá zabránit tomu, aby se list otřel o stožár. Aby se vytvořila dostatečná vůle mezi lopatkou a stožárem a také poněkud vyčnívající vzduchová kongesce, je osa rotoru obvykle také nakloněna, takže špička je trochu zvednuta.

S mírným srpkovitým tvarem ve vnější oblasti lopatek rotoru ustupují špičky lopatek do závětří v poryvech. Výsledné zkroucení lopatek snižuje úhel náběhu a tím i zatížení větrem. V souladu s tím lze materiál ušetřit. Listy rotoru mohou být navíc vybaveny turbulátory, jako jsou vortexové generátory a zoubkované pásy. Relativně nový trend v konstrukci lopatek rotoru jsou hrbolky na povrchu a hřebeny na křídlo zadní hranou. Tato opatření umožňují jak zvýšení výnosu o několik procent, tak snížení hluku během provozu.

Počítačová simulace však používala teoretické extrémní hodnoty; v praxi je účinek bezvýznamný.

Vysokorychlostní číslo

Princip větrné turbíny: Síly na průřezu lopatky. Zjednodušeně: čepel je tlačena proti větru a pohybuje se do strany.

Rotor je optimalizován pro rozsah pod jmenovitým výkonem generátoru. Klíčovou postavou, která je důležitá pro konstrukci jakéhokoli průtokového stroje, je vysokorychlostní obrazec (lambda). Udává poměr obvodové rychlosti rotoru k (zde) rychlosti větru. Při stejné vysoké rychlosti se velké rotory ve srovnání s menšími otáčejí pomalu. Obvyklé třílisté rotory dnes mají vysokorychlostní čísla od 7 do 8. Na opačném obrázku je znázorněn vztah rychlosti, síly a úhlu pro takové vysokorychlostní číslo na průřezu listu přibližně ve 2/3 poloměru.

Moment je nepřímo úměrná , to znamená, že při nižších vysokých rychlostech se zvyšuje točivý moment, který je větší generátor nebo výkonnější převodovku s vyšší přenos nutné a snižuje účinnost, protože proud vzduchu skrze rotor se uvádí do rotace. Kromě toho dochází ke ztrátám v důsledku proudění kolem špiček lopatek. Tento indukovaný odpor klesá s počtem listů a vyšší rychlostí. Jak se rychlost zvyšuje, je zapotřebí méně lopatek k udržení indukovaného odporu na trvale nízké úrovni (v zásadě úměrné , ale počet lopatek musí být samozřejmě celé číslo). Vzhledem k proporcionalitě zdvihu k oblasti lopatky a k druhé mocnině rychlosti proudění je při zvyšování vysoké rychlosti k sklizni celé oblasti rotoru zapotřebí menší celková plocha lopatky (úměrná ).

Je zabráněno větší ploše lopatky, než je nutné, s nižším součinitelem zdvihu, protože by to vedlo ke zvýšenému odporu vzduchu. Menší plocha vystavená větru na turbíně, která byla v bouři odstavena, snižuje mechanické zatížení celé konstrukce, od rotoru přes věž až po základ. Štíhlé listy s malou plochou však způsobují problém se stabilitou. Protože pevnost v ohybu a torzní tuhost se neúměrně zvyšují s tloušťkou profilu, je celá plocha lopatky rozdělena na co nejméně lopatek, přičemž se berou v úvahu výše uvedené vztahy.

Bez problému se silou by muselo být číslo vysoké rychlosti zvoleno velmi vysoko. S plochějšími úhly náběhu však stále menší část aerodynamického zdvihu funguje jako pohon (viz obrázek), zatímco odpor proudění zůstává zhruba stejný. Při vysokorychlostním čísle, které odpovídá klouzavému poměru profilu, profil již neposkytuje žádný pohon (ve vnější oblasti lopatek).

Směr otáčení

V roce 2020 dospěla pracovní skupina v DLR pomocí počítačové simulace k závěru, že ve větrných farmách na severní polokouli by větrné turbíny alespoň ve druhé řadě mohly generovat až o 23 procent více energie, pokud by byly navrženy tak, aby se otáčely proti směru hodinových ručiček místo ve směru hodinových ručiček, zatímco ve směru hodinových ručiček byly větrné turbíny na jižní polokouli optimální Směr otáčení. Tento efekt, který lze vysledovat až k Coriolisově síle , vzniká hlavně v noci.

Tvorba ledu

Jedním z možných jevů na listech je tvorba ledu . Snižuje účinnost, protože mění tvar a tím i aerodynamický profil lopatek. Také nerovnováha na rotoru může být důsledkem. Kousky ledu, které spadnou nebo jsou odhodeny rotujícím pohybem, představují nebezpečí pod lopatkami rotoru a v bezprostřední blízkosti. Jako bezpečná vzdálenost se proto doporučuje 1,5násobek součtu výšky věže a průměru rotoru. Systémy se automaticky vypínají, když se tvoří led, což je obvykle určeno změnou vnitřně zaznamenané křivky výkonu (výkon a vítr se již kvůli špatné aerodynamice neshodují) a pozorováním teploty nebo nerovnováhy na rotoru. Listy rotorů některých společností mohou být vybaveny systémem odmrazování listů rotoru . To má omezit hromadění ledu na listech nebo urychlit proces odmrazování. Ohřívač má výkon v rozsahu jednoho až dvouciferných kilowattů na list rotoru, což je málo ve srovnání s přiváděným výkonem (několik set až několik tisíc kilowattů). V některých systémech je odpadní vzduch z gondoly (dům generátoru na věži) čerpán lopatkami rotoru pro ohřev lopatek, takže je využíváno odpadní teplo z generátoru a proudového transformátoru. Rozbití ledu již bylo několikrát zdokumentováno, ale nedošlo k žádnému zranění osob ani poškození majetku, protože k tomu dochází pouze při nízké rychlosti nebo v režimu odstřeďování poté, co byl led kvůli zhoršené aerodynamice vypnut.

Systém ochrany před bleskem

Protože se úderům blesku na velké větrné turbíny nelze vyhnout, jsou listy rotoru vybaveny systémem ochrany před bleskem . Jeden nebo více kovových bodů (takzvané receptory) je umístěno na povrchu listu rotoru poblíž špičky listu. Na ty má tendenci udeřit blesk. Alternativně se používají špičky čepelí z hliníku. Odtud jsou odvozeny proudy integrované v plechových vodičích na gondole a věži do země, přičemž je realizováno přemostění ložisek ( čepové ložisko , rotor hlavního ložiska, ložisko hlavy věže) rádiovými spoji nebo kluznými kroužky . Statisticky je větrná turbína zasažena bleskem každých deset let a mnohem častěji v exponovaných nízkých pohořích.

Strojírna

Nacelle ze závodu o výkonu 2,4 MW

V gondole, známé také jako gondola, hnací ústrojí, část elektrického zařízení, sledování směru větru , ložisko hlavy rotoru a pomocné zařízení, jako je B. umístěné chladicí systémy, elektronika atd. Přestože je montáž gondoly, jakož i přístupnost a údržba jednotek v gondole komplikovanější než u jiných konceptů, tato konstrukce se díky svým výhodám (krátké mechanické přenosové cesty, několik dynamických problémů) etablovala jako standardní řešení. . U starších systémů jsou součásti hnacího ústrojí obvykle uspořádány za sebou na nosné základové desce. V novějších systémech jsou v přední části gondoly stále častěji lité nosiče strojů, které usměrňují zatížení rotoru a hmotnost gondoly přímo do věže, zatímco generátor a pomocné jednotky v zadní oblasti gondoly spočívají na lehčí konstrukci z ocelového plechu. Ve strojovně je také instalováno zásobování olejem a hydraulikou, topení, získávání a zpracování dat, požární poplachové a případně hasicí systémy . V mnoha závodech existují jeřábové systémy, pomocí kterých lze jednotlivé součásti systému opravovat nebo vyměňovat bez použití drahého mobilního jeřábu. Environmentální senzory jsou obvykle namontovány na strojovně a na některých pobřežních systémech je také vrtulníková platforma.

Strojový vlak

Strojní souprava s nábojem, hřídelí rotoru, převodovkou (modrá) a generátorem (zelená) na systému 600 kW z 90. let minulého století

Mechanický pohon zahrnuje všechny rotující části, tzn. H. Náboj, hřídel rotoru a případně převodovka. Po dlouhou dobu se používaly systémy s převážně třístupňovými převody a asynchronními generátory i bezpřevodové systémy se samostatně buzenými synchronními generátory (druhý téměř výhradně společností Enercon ). Od konce roku 2000 však lze pozorovat silnou diferenciaci hnacích soustav a trend směrem k přímo poháněným větrným turbínám s generátory permanentních magnetů . Zejména u pobřežních systémů existuje trend směrem k bezpřevodovým větrným turbínám.

rozbočovač
Pohled na spojení mezi listem rotoru a nábojem rotoru

Ačkoli je také součástí rotoru, je náboj rotoru první součástí mechanického hnacího ústrojí.Ve větrných turbínách s regulací stoupání (nastavení lopatek), která je již léta standardem, jsou součásti pro nastavení lopatek umístěny v rotoru rozbočovač. Tyto zahrnují B. elektrické nebo hydraulické servomotory a jejich nouzové napájení, aby bylo možné systém bezpečně zabrzdit a vypnout i v případě výpadku proudu. Protože náboj rotoru je jednou z mechanicky vysoce namáhaných částí větrné turbíny, je jeho výroba obzvláště důležitá. Náboje rotorů velkých systémů jsou většinou vyrobeny z lité oceli, zejména z tvárné litiny . V minulosti byly také rozšířené návrhy z ocelového plechu nebo kovaných dílů.

V dnešní době se u strojů větších sérií používají téměř výhradně tuhé náboje. V minulosti byly prováděny experimenty s klopným závěsem a kyvadlovým nábojem , aby bylo možné snížit mechanické zatížení celého systému. Nevýhodou je složitost, vyšší náklady a náchylnost k selhání. Rozlišuje se proto obvykle pouze mezi náboji s trvale nainstalovanými listy rotoru a náboji s regulací sklonu.

přenos
Montáž hnacího ústrojí

Ke zvýšení rychlosti se používá převodovka. Čím rychleji generátor běží, tím menší může být navržen. Převodovky jsou běžné, ale technicky ne zcela nutné: Bezpřevodové konstrukce byly velmi rozšířené až kolem roku 2005, od té doby získávají podíl na trhu. Převodovka se mezitím stala dodavatelskou součástí, která je s určitými úpravami převzata ze sériové výroby výrobcem. V minulosti problémy s přenosem často vyplývaly z poddimenzovaných převodovek. Podle Hau (2014) jsou moderní systémy vhodně navrženy.

Převody větrné energie jsou obvykle navrženy v několika fázích; šířka pásma se pohybuje od jednoho do čtyř převodových stupňů. Zatímco v malých systémech do cca 100 kW se často používají čistá čelní ozubená kola , ve větších systémech se kvůli vysokým reakčním silám ložisek u čelních ozubených kol používají planetová soukolí alespoň pro první převodový stupeň . V systémech nad 2,5 MW se ve druhém stupni používá také planetový převod. Ty mají obvykle tři až pět planet a tím i několik bodů záběru, přičemž jednotlivé součásti jsou odlehčeny rozložením točivého momentu a zároveň může být převod kompaktnější. Tímto způsobem lze také dosáhnout rozdělení moci.

Poslední převodový stupeň je obvykle navržen jako čelní převodový stupeň, takže je dosaženo axiálního přesazení mezi vstupním a výstupním hřídelem. Dutým hřídelem umožňuje napájení a ovládací kabely pro motory s roztečí umístěných v náboji, které mají být snadno prošel převodovkou, aniž by musely procházet generátorem.

brzda

Hnací ústrojí obsahuje také brzdu , jejíž typ závisí na volbě ovládání listu rotoru. V systémech s řízením zablokování musí být brzda schopna v případě nouze absorbovat celou kinetickou energii rotoru a generátoru. Proto musí být velmi efektivní. Někdy se také používá jako provozní brzda, aby se udržely otáčky rotoru v tolerancích během nárazů větru . K tomu se obvykle používají velké kotoučové brzdy . Systémy s aktivním řízením zablokování a regulací sklonu mohou otočit listy rotoru z větru a aerodynamicky je zabrzdit. Mechanický brzdový systém je pak menší nebo může být dokonce zcela vynechán. Všechny systémy musí být vybaveny dvěma nezávislými brzdovými systémy. Patří sem nezávisle nastavitelné listy rotoru.

Certifikační společnosti jako např B. Germanischer Lloyd stanovil specifikace částí hnacího ústrojí s ohledem na hluk, vibrační chování a profily zatížení. To je velmi důležité, protože tyto části jsou vystaveny výjimečnému namáhání.

generátor

K přeměně mechanické energie na elektrickou se používají třífázové asynchronní nebo synchronní generátory. Generátor je optimalizován pro životnost, hmotnost, velikost, úsilí při údržbě, náklady a účinnost díky interakci s převodovkou a připojením k síti. Rychlost generátoru (a tím i rotor), může být konstantní, dvoustupňové (pro nízké a vysoké rychlosti větru), nebo plynule nastavitelné. Synchronní generátory jsou nezbytné pro nízké rychlosti, jako jsou ty, které se nacházejí v bezpřevodových systémech (takzvaný přímý pohon).

Asynchronní generátor
Větrná turbína typu Nordex N117 / 3000 v konvenčním provedení s převodovkou a asynchronním generátorem s dvojitým napájením.
Rané koncepty pohonných jednotek

Nejjednodušší typ asynchronního generátoru je generátor s rotorem ve veverkové kleci . Pokud nepřepíná póly, lze jej provozovat přímo v síti pouze jednou rychlostí: s několika páry pólů, např. B. 2 (tj. Čtyři póly) se síťovou frekvencí 50  Hz a synchronní rychlostí 1500 ot / min. V režimu generátoru jsou otáčky rotoru (otáčky hřídele generátoru) vyšší než synchronní otáčky (v režimu motoru nižší, odtud název asynchronní stroj).

U asynchronních generátorů měnících póly existuje možnost provozovat větrnou turbínu ve dvou pevných otáčkách. B. se dvěma nebo třemi páry pólů. To znamená, že synchronní rychlosti jsou 1 500 a 1 000 ot / min. Výhodou je, že generátor může pracovat s vysokou účinností při nízké i vysoké rychlosti větru. Tyto jednoduché varianty s asynchronními generátory se dnes již obecně nepoužívají.

Systémy s převodovkou a dvojitým asynchronním generátorem

Navzdory rostoucí konkurenci koncepcí bezořadového systému a systémů s plnými měniči jsou stále nejběžnějším typem větrné turbíny větrné turbíny s ozubenými koly, asynchronní stroje s dvojitým posuvem s kluznými rotory a frekvenční měniče na straně rotoru Nastavitelný rozsah otáček, a proto vykazují vysokou úroveň účinnosti. Ve vztahu k výkonu generátoru odpovídá výkon, který má měnič kmitočtu dodat, pouze relativní odchylce otáček od synchronních otáček, obvykle přibližně 30% výkonu generátoru. Protože asynchronní generátor vyžaduje vysokou rychlost, je pro tento typ konstrukce vyžadována převodovka. Přestože stator dodává v obou případech svůj výkon synchronně se sítí, požadavek na jalový výkon lze regulovat prostřednictvím excitační fáze, což znamená, že takové hnací ústrojí nabízí podobné výhody jako u synchronních generátorů a plných měničů.

Synchronní generátor
Přímo poháněné systémy se samostatně buzeným synchronním generátorem
Enercon E-82 bez převodovky; Jasně rozpoznatelné: synchronní generátor ve formě prstence mezi nábojem a gondolou.

Použití synchronních generátorů s frekvenčními měniči , vzhledem k jejich výrazně vyššímu počtu párů pólů až 36, znamená, že lze upustit od přídavné převodovky - mohou být provozovány rychlostí rotoru. Výhodami tohoto konceptu s externě budeným generátorem je vyšší spolehlivost a nižší náklady na údržbu. Tento koncept, který se rychle etabloval a osvědčil na trhu, byl představen na začátku 90. let s Enercon E-40 . To však také přichází na úkor nevýhod: kromě jiného mimo jiné i vyšší investiční náklady. se zvětšeným průměrem generátoru (v závislosti na jmenovitém výkonu mezi třemi a dvanácti metry, druhý pro Enercon E-126 ) a následně vyšší hmotností generátoru. Ačkoli vyšší hmotnost hlavy věže v rozsahu výkonu mezi 2 a 3 MW nemá příliš velký dopad, vysoká hmotnost hlavy věže a tím i náklady na suroviny, konstrukci a logistiku jsou v systémech s více MW nad 5 MW stále problematičtější MW.

Stejně jako u všech synchronních generátorů provozovaných s proměnnými otáčkami musí být frekvence generovaného napětí , které kolísá s rychlostí rotoru, nejprve usměrněno na stejnosměrný proud a poté převedeno zpět na střídavý proud pomocí síťově komutovaného měniče , aby bylo možné napájet získat mřížku s požadovanými hodnotami napětí, frekvence a fázového úhlu . Převodník musí zpracovat plný výkon generátoru; Odpojením generátoru a napájení však tyto systémy dosahují vysoké účinnosti a při současné úrovni výkonové elektroniky velmi dobré kompatibility se sítí .

Systémy s trvale buzeným synchronním generátorem

Generátory permanentních magnetů (PMG) používají permanentní magnety a mají několik výhod oproti samostatně buzeným generátorům. Kromě mírně vyššího stupně účinnosti díky eliminaci budicího výkonu mohou být díky vyšší síle pole postaveny kompaktnější a lehčí, z čehož vychází koncepty bez převodů s velkými generátory (např. Od Siemens Wind Power , Vensys , Goldwind ) zejména prospěch. Použití generátorů s permanentními magnety má výhody především u pobřežních větrných turbín bez převodů třídy více MW, zatímco pro systémy na souši existuje několik dalších osvědčených konceptů generátorů. PMG se také používají v přenosových systémech s kompaktními generátory (např. Od General Electric a Vestas ). Potřebné permanentní magnety obvykle sestávají z magnetů vzácných zemin, jako je neodym-železo-bór . Může být také přidáno dysprosium, aby byla zajištěna dlouhodobá intenzita pole při vysokých teplotách . Neodym a dysprosium jsou kovy vzácných zemin a podléhají cenovým výkyvům. Riziko tržní cena pro výrobce a ekologických problémů spojených s těžbou a těžby vzácných zemin jsou škodlivé. Špatná ovladatelnost, která existovala v minulosti , byla uvedena na trh technickým pokrokem v měničích frekvence .

Plně hydrostatický pohon

Na RWTH Aachen University byl plně testovaný hydrostatický pohon větrných elektráren zkoušen na zkušební stolici v Ústavu pro pohony a řízení kapalných energií. S tímto konceptem pohonu jsou radiální pístová čerpadla různých velikostí přímo spojena s hřídelí rotoru a vysoký točivý moment lopatek rotoru je převeden přímo na hydraulickou energii. Objemově regulované hydromotory pohání synchronní generátor běžící konstantní rychlostí, takže pro přizpůsobení sítě nejsou zapotřebí žádné frekvenční měniče. Přímý přívod přes synchronní generátor běžící na síťové frekvenci zvyšuje kvalitu přiváděného proudu pomocí čistě sinusového tvaru; koncept pohonu jako celek zároveň nabízí výhodu velmi dobrých tlumicích vlastností proti vysoké rázy točivého momentu, například způsobené poryvy větru, které chrání strukturu systému.

Sledování směru větru

Sledování směru větru se provádí pomocí servomotorů (nazývaných také azimutový pohon nebo stáčivé motory ). Směr větru je určen senzory, takzvanými vysílači směru větru . Sledování probíhá pomalu, aby se zabránilo vysokým gyroskopickým momentům . Aby se zabránilo vibracím systémů kolem osy věže, jsou servomotory (obvykle jich je několik) vyztuženy proti sobě nebo je celé ložisko zablokováno brzdou, když není v pohybu. Používá se také přirozené tlumení kluzných ložisek.

Elektrické připojení gondoly pro řídicí signály a elektřina generovaná zevnitř věže je provedena pomocí volně visících, torzně flexibilních kabelů. Díky vysokým elektrickým proudům jsou kluzné kontaktní kroužky příliš náročné na údržbu. Aby se tyto kabely příliš nekroutily, je počet otáček gondoly v každém směru omezen centrální polohou. Obvyklé úhly zkroucení jsou 500 až 600 °, což se kontroluje pomocí otočných čítačů. Pokud je dosaženo maximálního přípustného zkroucení, gondola se několikrát otáčí kolem svislé osy v opačném směru, přičemž rotor stojí, aby uvolnil kabel.

Elektrika / krmivo

Transformátorový dům větrné turbíny (v popředí)

Elektrická zařízení lze rozdělit na generátor , systém pro napájení a řídicí a monitorovací systém pro provoz závodu.

Ve starších systémech s pevnými otáčkami je generátor, někdy s mezilehlým transformátorem pro úpravu napětí, přímo připojen k veřejné elektrické síti - běží na síťové frekvenci. V případě asynchronního generátoru s rotorem ve veverkové kleci je paralelně s generátorem připojeno zařízení pro kompenzaci jalového výkonu . V moderních systémech je rychlost generátoru oddělena od síťové frekvence pomocí AC měniče .

U obou variant generátoru se napětí nakonec transformuje na nominální systémové napětí obvyklé v příslušných sítích středního napětí . Větrná elektrárna je připojena k veřejné energetické síti pomocí jističů, přičemž snímače slouží k určení přenášeného výkonu. Zatímco malé systémy mohou napájet nízkonapěťové sítě, normální větrné turbíny jsou téměř vždy připojeny k síti středního nebo vysokého napětí, a proto musí splňovat směrnici o středním napětí, aby byla zajištěna stabilita sítě . K uvedení do provozu je vyžadován doklad o shodě sítě: provozovatel musí mimo jiné prokázat, že jsou dodržovány příslušné pokyny (např. pokud jde o dodržování síťového napětí , blikání , harmonických a podpory sítě v případě krátkých poklesů napětí v síti).

Moderní větrné turbíny jsou schopny dodávat vyrovnávací energii a přebírat další systémové služby pro zabezpečení energetické sítě; schopnost, která se stává důležitější, jak se zvyšuje podíl obnovitelných energií. Kromě toho, větrné turbíny musí být schopen poskytnout takzvaný short - obvod napájení v případě krátkého okruhu bez odpojení přímo z rozvodné sítě za účelem zajištění stability sítě. Novější větrné farmy lze regulovat jako celek.

Systémy s regulací výšky tónu lze provozovat v samostatných sítích, ve kterých není požadováno maximální generování jako v propojené síti, v souladu s potřebou energie v režimu sledování zátěže. Navíc, stejně jako u konvenčních elektráren, je v zásadě možný škrcený provoz, který v určitých mezích umožňuje konstantní dodávku energie, když vítr klesá.

Kromě poskytování záporného řídicího výkonu škrcením výkonu jsou větrné turbíny s proměnnými otáčkami s plnými měniči v zásadě také schopny krátkodobě (tj. Na několik sekund) krátkodobě (tj. Na několik sekund) přivádět pozitivní řídicí sílu zvýšením výkonu. Tímto způsobem by větrné turbíny s odpovídajícím řízením systému mohly přispět k frekvenční stabilitě energetické sítě jak v nadfrekvenci, tak v nedostatečné frekvenci. Energie potřebná k tomu pochází z uložené kinetické energie rotoru a hnacího ústrojí, jejíž rychlost přitom klesá. Od roku 2015 pracují první výrobci na vybavení svých systémů touto funkcí boost, aby mohli poskytovat více systémových služeb pro podporu sítě.

Další důležitou součástí jsou senzory pro ovládání a monitorování systému. Větrné turbíny mají trvalé monitorování svých mechanických součástí, aby rozpoznaly změny a mohly včasným opatřením (např. Pomocí diagnostiky vibrací) předcházet škodám. Tyto pojišťovny větrných elektráren vyžadují takovou vzdálený monitoring nebo sledování stavu systémů, pokud jsou rostliny, které mají být pojištěny levně.

Systémy jsou připojeny ke vzdálené diagnostické síti, která přenáší všechny hodnoty a provozní stavy a případné poruchy do řídicího centra. Tím jsou koordinovány všechny údržbářské práce. Nejdůležitější vlastnosti větrné turbíny mohou být majitelům zpřístupněny ve speciálních internetových nabídkách. Existují také systémy, které také informují majitele prostřednictvím SMS při spuštění, vypnutí nebo v případě poruchy .

věž

Žebřík v trubkové ocelové věži větrné turbíny

Věž je občas vystavena vysokému zatížení, kterému musí bezpečně odolat za všech provozních podmínek. V nárazech je zatížení větrem větší než hmotnost rotoru a gondoly, jejichž hmotnost dohromady může být až několik stovek tun , a právě zatížení větrem způsobuje vysoké ohybové momenty , zejména na základně věže . Čím vyšší věž - rozhodující faktor pro výtěžnost systému - tím širší základna věže. Konstrukce věže zohledňuje dopravu na staveniště, stavbu a pokud možno také demontáž; výpočet věží se provádí pro plánovanou životnost systému. Stávající věže proto již obecně nelze použít jako podporu pro modernější generace systémů po uplynutí této životnosti. S měřením podmínek z. B. Dvacetileté věže nemají téměř žádné zkušenosti: dnešní 20 nebo 25leté věže jsou obvykle tak nízké, že demolice a nová výstavba ( repowering ) se jeví atraktivnější než vybavení staré věže novou gondolou nebo novými křídly .

V případě malých systémů se někdy používaly věže s vnějším přístupem, tj. Žebřík na vnější straně věže. To umožnilo štíhlejší konstrukci věží, od té doby nemusel být interiér přístupný. Větší systémy, s výjimkou příhradových stožárů, se obecně lezou dovnitř věže. Věže nad 80 m na výšku mají často žebřík s pojistkou a auto nebo výtah, který usnadňuje výstup. Kromě toho často existuje kabelový naviják nebo palubní jeřáb pro přepravu materiálu.

Zatímco v pobřežních oblastech postačují relativně malé věže, v severoněmeckém vnitrozemí se očekává další výnos 0,7% na metr výšky, přičemž hodnota může kolísat mezi 0,5 a 1% v závislosti na lokalitě. Výrobci proto nabízejí různé výšky a varianty věží pro stejnou velikost rotoru. Vysoká věž je obvykle umístěna na sebe v jednotlivých částech, protože ji nelze přepravit na staveniště v jednom kuse. Jednotlivé díly jsou co největší. To platí jak pro věže z ocelových trubek, tak pro ocelové konstrukce (viz část stožáru ) i pro dřevěné (viz níže), protože montážní práce na zemi nebo dokonce v továrně jsou rychlejší a bezpečnější než u zavěšených břemen.

Čím vyšší je výška věže, tím neekonomičtější je použití mobilních jeřábů ke stavbě věže a sestavování gondoly a rotoru. Špičkově otočné věžové jeřáby s ukotvením k rostoucí věži váží méně, je třeba je na staveniště přivést užšími přístupovými cestami a najít tam prostor a oporu na základně věže, což je výhoda zejména v lesních oblastech.

V některých větrných turbínách jsou věže také používány jako umístění pro vysílání antén pro rádiové služby s nízkým výkonem v oblasti ultrakrátkých vln , jako je mobilní komunikace .

Ocelové věže

Větrná elektrárna s ocelovou věží, která má být nahrazena sousední hybridní věží

Rozlišují se trubkové ocelové věže a ocelové skořepinové věže . Trubkové ocelové věže jsou dnes standardní konstrukcí věží větrných turbín. Mají kuželovitý tvar a obvykle se skládají ze dvou až pěti částí, které jsou sešroubovány přírubovými spoji . S konvenční konstrukcí lze s nimi (od roku 2014) dosáhnout výšek nábojů až maximálně 120 m, s tloušťkou stěny 10 až 50 milimetrů. Díly potrubí, které nejsou příliš velké, lze vyrobit v továrně a poté je přepravovat po silnici. Optimální průměr základny věže je více než 6 m, protože větší průměry mohou ve srovnání s věžemi s užší základnou ušetřit materiál, ale konvenční konstrukční metody umožňují průměr až do cca 4,5 m.

Je však možné zvětšit základnu věže sešroubováním několika podélných desek místo válcovaných věží a dosáhnout tak větších výšek náboje. U některých výrobců, jako jsou Vestas nebo Siemens, lze na rozdíl od průmyslového trendu pozorovat zvýšené používání ocelových věží. V roce 2015 například společnost Vestas představila ocelovou věž skládající se ze tří 120 ° segmentů s průměrem základny věže více než 6 ma výškou náboje 149 m, u nichž by tloušťka stěny mohla být ve srovnání se standardními věžemi zhruba poloviční.

V těchto takzvaných ocelových skořepinových věžích skořepiny věží nesestávají z koherentního plechu, ale spíše z několika ohnutých a tangenciálně šroubovaných plechů, takže v příčném řezu vzniká mnohoúhelník. Ačkoli tato varianta věže má ve srovnání s trubkovými ocelovými věžemi výrazně vyšší počet šroubových spojů, skládané plechy jednotlivých segmentů věže lze přepravovat s relativně malým úsilím. Kromě toho lze implementovat velký průměr základny věže, takže lze použít plechy menší tloušťky, než by bylo požadováno pro trubkovou ocelovou věž s daným průměrem základny věže. Ocelové skořepinové věže se používají jako prototypy jak jako čisté ocelové skořepinové věže, tak jako hybridní věže. Lagerwey staví tuto ocelovou plášťovou věž s průměrem základny až 12,70 m pro typ L 136 a zkouší konstrukci této větrné turbíny pomocí šplhacího jeřábu.

Hybridní věže

Sestavení hybridní věže

U vysokých věží se dosud téměř vždy používaly hybridní stavby, jejichž spodní část je z betonu, přičemž lze použít beton na místě nebo, což je obvyklá konstrukce, prefabrikáty, na které lze napojit zazvoní levně a rychle na místě. Ve vnitrozemských oblastech, kde jsou požadovány vysoké věže, jsou standardní variantou věží hybridní věže, protože konvenčně vyráběné věže z čisté oceli ani z čistého betonu nejsou ekonomickými alternativami. Betonové prsteny, které se skládají z jednoho až tří kruhových segmentů v závislosti na jejich poloze ve věži a jsou vysoké téměř čtyři metry, jsou na sebe navrstveny až do přechodu na ocelovou část, přičemž se věž s rostoucí výškou zužuje . V každém případě betonová věž s předpětím šlach . Mohou běžet v potrubí uvnitř betonového pláště nebo na vnitřní straně stěny. Ten má tu výhodu, že je přístupný za účelem ovládání nebo dokonce výměny a usnadňuje demontáž věže. V hybridních věžích mezikus přenáší tahové a tlakové síly z horní ocelové části věže na šlachy nebo na beton.

Mřížové stožáry

Laasowská větrná elektrárna na 160 m vysokém příhradovém stožáru, v letech 2006 až 2012 nejvyšší větrná elektrárna na světě
Vertikální sledovací záběr starší větrné turbíny na příhradový stožár

Další variantou věže je příhradový stožár , který býval v. A. byl mnohokrát postaven v Dánsku. Výhodou jsou nižší požadavky na materiál a vyšší vnitřní tlumení ve srovnání s trubkovými ocelovými věžemi. Výroba je poměrně pracná, protože existuje několik možností automatizace. Proto jsou dnes příhradové stožáry (2013) v. A. běžné v zemích s nízkými mzdovými náklady . Možné je také použití kotevních stožárů.

Dřevěné věže

Dřevo je považováno za slibný stavební materiál budoucnosti . Smrkové dřevo používané k tomuto účelu je snadno dostupné a na rozdíl od jiných stavebních materiálů jeho výroba neuvolňuje žádný oxid uhličitý . Kromě toho má vysokou únavovou pevnost a při správném zpracování má tedy podle výrobce životnost 40 let. Na rozdíl od stávajících věží je navíc velmi snadno přepravitelný ve 40 stopových kontejnerech a je zcela recyklovatelný . Očekává se, že výroba dřevěných věží bude levnější než konvenční koncepce věží, zejména s velkými výškami nábojů.

První prototyp Hannover-Marienwerderu větrné elektrárny byla postavena v říjnu 2012 a uvedena do provozu v prosinci 2012. Na 100 metrů vysoké dřevěné věži od Timbertower GmbH je použit systém typu Vensys 77 s výkonem 1,5 MW . Dřevěná věž se skládá z 28 pater a má stabilní osmibokou vnější stěnu o tloušťce stěny asi 30 cm z překližky. Na výrobu této věže bylo pokáceno asi 1000 stromů (cca 400 m³ dřeva = cca 200 t). Gondola a rotor větrné elektrárny váží na věži přibližně 100 t. Ze zdi věže vyčnívá asi 70 špiček drátu, aby odklonily blesky. Ochranný vnější plášť věže tvoří UV stabilní PVC fólie.

nadace

Zesílení základu větrné turbíny v případě ochrany
Stativy z pobřežních větrných turbín v přístavu Bremerhaven

Větrná turbína musí mít vysokou úroveň stability. Na souši se z důvodů nákladů nejčastěji volí mělký základ . V případě nehomogenních půdních podmínek může být nutné vyměnit zeminu před vybudováním základu, aby se zlepšila únosnost. Pokud jsou v úrovni základů pouze velmi měkké půdy, hromady se vyvrtají nebo narážejí do stabilnějších vrstev a jejich uzavřené hlavy se propletou se základovou výztuží ( pilotový základ nebo hluboký základ ). Protože piloty mohou přenášet tlakové a tahové síly, základy hlavy pilot jsou obvykle menší než mělké základy. Výrazně vyšší náklady ve srovnání se standardním plochým základem jsou však negativní.

Protože systémy s řízením zablokování jsou během bouřkových fází vystaveny podstatně vyššímu zatížení než systémy s regulací sklonu, které mohou otáčet listy rotoru z větru, musí být základy systémů regulovaných zastavením větší se stejným výkonem. Proto jsou náklady na takové systémy až o 50% vyšší než u systémů s mechanismem seřizování nožů.

Pro zakládání rostlin v pobřežních větrných farmách existují různé postupy. Duté ocelové piloty jsou často zaraženy do země. Malé větrné turbíny lze namontovat na jednotlivé piloty ( monopily ), tři nebo čtyři jsou společné pro větší ( stativ / tripil nebo bunda ). Místo hromad se stále častěji používají základy kbelíků , které místo hlučného pěchování přivádí podtlak. Silný základ je plochý základ s prefabrikovaných částí betonu.

Existují koncepce pro větrné turbíny s plovoucími tělesy ukotvenými na mořském dně, které se liší hlavně v tom, jak se působí proti nárazu. Některé prototypy takových plovoucích větrných turbín jsou již testovány (stav z roku 2018). Mohou být instalovány na strmějších pobřežích, jako je americké západní pobřeží nebo v Japonsku, ale jsou dražší.

Offshore zařízení

Větrné turbíny na pobřežní větrné farmě Barrow

Jako všechny pobřežní instalace jsou větrné turbíny na otevřeném moři vystaveny velkému riziku koroze agresivním slaným mořským vzduchem . Jsou proto přijata další ochranná opatření. To zahrnuje použití materiálů odolných vůči mořské vodě, zlepšení ochrany proti korozi , úplné zapouzdření určitých sestav a použití strojních domů a věží vybavených přetlakovou ventilací .

Při nastavování, výměně součástí a provádění údržby na místě je třeba vzít v úvahu podmínky na moři. Systém je navržen pro vyšší průměrné rychlosti větru (jiné třídy větru). B. vyžaduje odpovídající konstrukci rotoru a jeho koordinaci s generátorem. Dalším problémem s umístěním jsou vibrace, ze kterých může být větrná turbína budena mořem (vlny a vodní proudy). Za nepříznivých podmínek mohou mít samostužující účinek, takže jejich výskyt musí být zohledněn také při návrhu a provozním řízení.

Tam, kde stejně jako v Německu není většina pobřežních větrných farem plánována poblíž pobřeží, ale obvykle ve výlučné ekonomické zóně v relativně velké vzdálenosti od pobřeží v hluboké vodě ( viz také Mořské právo ), je třeba věnovat zvláštní pozornost přístup k systémům. Některé koncepty také stanoví platformy vrtulníků . Transport generované elektrické energie do napájecího bodu na pobřeží také vyžaduje zvláštní opatření. Existuje vedení vysokého napětí jsou podmořských kabelů položeny, a na větší vzdálenosti do krmení zejména stejnosměrný přenos vysokého napětí ve formě HVDC systémů moři se používá.

Regulace a řízení

Existují různé koncepty pro regulační systémy, z nichž některé mají vliv na návrhu systému a jeho součástí. Technická dostupnost větrných turbín se pohybuje v rozmezí 98% a výše přibližně deset let (od roku 2014).

Rychlost větru při spuštění a vypnutí

Typická charakteristika větrné turbíny

Větrné turbíny uvádí řídicí elektronika do provozu při slibných rychlostech větru (počáteční rychlost větru) a při příliš vysokých rychlostech větru (mezní rychlost větru) se opět vypne. Rychlost větru může být určena ovládáním pomocí anemometru nebo odvozena z rychlosti rotoru a výstupního výkonu.

Pokud je rychlost větru pro ekonomický provoz příliš nízká, systém se přepne do režimu volnoběhu nebo odstřeďování. V případě systémů s regulací sklonu jsou lopatky otočeny do polohy plachty, systémy s ovládáním zastavení jako celku (rotor s gondolou) jsou vyklopeny z větru. Zabavení rotoru by kladlo větší důraz na ložiska než točení s lehkým pohybem. Generátor nebo měnič je odpojen od elektrické sítě. Řídicí elektronika a akční členy pro nastavení listu rotoru a sledování směru větru pak odebírají energii ze sítě. Nouzový napájecí zdroj umožňuje bezpečné vypnutí (otočení nožů v opeřené poloze nebo brzdění) v případě výpadku proudu.

Když je rychlost větru typicky 3–4 m / s ( síla větru 2–3 Bft), ovládání zapne větrnou turbínu, protože teprve poté lze do energetické sítě uvolnit značné množství energie. V normálním provozu je pak systém provozován v souladu s koncepcemi řízení rychlosti návrhu (viz následující odstavce).

Rozsah typických charakteristik větrných turbín
Počáteční rychlost větru 2,5 - 4,5 m / s
Návrhová
rychlost větru (
relevantní pouze pro starší systémy s pevnou rychlostí )
6 - 10 m / s
Jmenovitá rychlost větru 10 - 16 m / s
Mezní rychlost větru 20 - 34 m / s
Přežití rychlost větru 50 - 70 m / s

Starší systémy byly náhle vypnuty při vysokých rychlostech větru, aby se zabránilo poškození mechanickým přetížením, které však mělo negativní dopad na bezpečnost elektrické sítě. Systémy ovládané roztečí otočily své lopatky do polohy plachty a přešly do režimu odstřeďování, systémy ovládané pádem byly vytaženy z větru a nastaveny brzdou. Novější systémy jsou naopak vybaveny řídicími mechanismy, které postupně vypínají lopatky z větru, když jsou vypnuty, a umožňují tak jemné vypnutí plynulým snižováním posuvu. Další výhodou této regulace je, že se zkracují časy vypínání i spouštění, což zvyšuje výnos elektřiny a stabilitu sítě. Někteří výrobci navíc vybavují své systémy takzvanými bouřkovými ovladači , které zabraňují rychlému vypnutí nepřetržitým snižováním rychlosti. V takových systémech je proto vypínání nutné pouze při velmi vysokých rychlostech větru v rozmezí přes 30-35 m / s, které jsou velmi vzácné.

Posouzení listu rotoru a věže větrné turbíny

Kromě příliš vysokých nebo příliš nízkých rychlostí větru mohou z jiných důvodů dojít k vyřazení větrné turbíny ze sítě. Tyto zahrnují:

Ovládání rychlosti

Větrná turbína pracuje optimálně, když je rychlost rotoru přizpůsobena rychlosti větru. Je třeba vzít v úvahu kombinaci koncepcí řízení rotoru ( zastavení , aktivní zastavení nebo stoupání) a generátoru (konstantní rychlost, dvoustupňové nebo proměnné).

Koncepty ovládání

V nenastavitelném listu rotoru je nominální rychlost větru pomocí „pasivní regulace zablokování“ nad stall limitující rychlost. „Kontrola zablokování“ znamená, že listy rotoru jsou provozovány dostatečně nad úhlem náběhu pro maximální vztlak (úhel náběhu přibližně + 15 °) (viz profil křídla ). Vzhledem k velkým nevýhodám se tato „regulace“ již nepoužívá ve větrných elektrárnách (WKA) s výkonem nad 500 kW. Díky „aktivní regulaci zablokování“ (nastavitelné listy rotoru), která již není aktuální, bylo snazší udržet konstantní rychlost. Dnes se prakticky používá pouze aktivní ovládání výšky tónu. To znamená, že listy rotoru jsou ovládány pouze v rozsahu úhlu náběhu od nuly do maximálního zdvihu (úhel náběhu přibližně −5 ° až + 15 °). Aktivní servomotory mění úhel náběhu listu rotoru v závislosti na rychlosti větru a zatížení generátoru. Generátor aplikuje na rotor protitahovací moment . Pokud je do sítě více krmiv, více se zpomaluje.

  • WKA s asynchronními generátory s dvojitým podáváním nebo ozubená kola Dahlander nebo ozubená kola se dvěma rychlostními stupni přepínají možné rychlosti rotoru na požadované otáčky generátoru.
  • Větrné turbíny s DC měničem generují nezávisle na rychlosti „uměle“ pomocí tyristorů 3fázový třífázový proud o konstantní frekvenci. U ovládání výšky není cílem konstantní rychlost, ale optimální rychlost pro maximální aerodynamickou účinnost.
  • WT s mřížkově synchronními generátory udržují rychlost otáčení pomocí ovladače Pitch, aby bylo možné do sítě přivádět konstantní frekvenci.
  • Větrné turbíny s proměnným převodem (měniče točivého momentu) udržují otáčky generátoru konstantní při různých otáčkách rotoru a nepotřebují měnič výkonu.

Systémy s regulací sklonu s proměnnou rychlostí

Moderní systém s proměnnými otáčkami během stavby. Velmi dobře je vidět nastavovací mechanismus lopatek rotoru.

Systémy s regulací rychlosti a proměnnou rychlostí představují současný stav konstrukce větrných turbín. Kombinují řadu výhod: Mezi ně patří:

  • variabilní otáčky rotoru, takže rotor lze vždy provozovat s aerodynamicky optimální rychlostí pod jmenovitým výkonem
  • nižší zatížení převodovky v důsledku nižších výkyvů točivého momentu, zejména při vysokých úrovních výkonu
  • nižší emise hluku v dobách slabého větru díky nízkým otáčkám rotoru
  • Nižší kolísání točivého momentu díky možnosti použití rotoru jako setrvačníku během nárazů

Na druhou stranu je nevýhodou potřeba měničů včetně jejich nevýhod a větší složitost oproti jednodušším konstrukcím.

Rozlišují se dva provozní režimy: regulace otáček při částečném zatížení (regulace točivého momentu) a regulace rychlosti při plném zatížení (regulace stoupání).

Řízení točivého momentu
V provozu s částečným zatížením je důležité maximalizovat výkon. Za tímto účelem je optimalizován úhel čepele a vysoká rychlost. Rychlost je zhruba úměrná rychlosti větru a je ovlivněna protitahovacím momentem na generátoru.
Regulace rozteče
Pokud je jmenovitého výkonu dosaženo při jmenovité rychlosti větru, sklizeň se sníží otočením listů nosem do větru. Tomu se říká pitching . Aerodynamicky generovaný točivý moment je v průměru přizpůsoben točivému momentu generátoru. Krátkodobé odchylky způsobené poryvy mohou být absorbovány kolísáním otáček rotoru, který je v tomto provedení nezávislý na frekvenci sítě.

Tyto větrné turbíny nemají mechanické provozní brzdu, ale přestal , když přešel off přes pitch a nastavit pouze pro účely údržby.

Mřížkově synchronní systémy s domácím ovládáním

Počáteční tvorba dánského konceptu

Tento typ systému se stal známým jako „dánský koncept“ a byl používán až do devadesátých let při stavbě větrných turbín až do nominálního výkonu kolem 500 kilowattů. Skládá se z třílistého rotoru s nenastavitelnými lopatkami rotoru, jehož rychlost je přes převodovku spojena s rychlostí generátoru v pevném poměru. Generátor běží synchronně se sítí, takže rotor běží konstantní rychlostí. Úhel náběhu lopatek se proto zvyšuje s rychlostí větru a s ní i zdvihem. Stále větší část zdvihu je účinná jako pohon, takže točivý moment a výkon se zvyšují zhruba kvadraticky s rychlostí větru. Řízení zablokování nyní znamená, že systémy byly navrženy tak, aby před dosažením maximálního přípustného točivého momentu byl úhel náběhu tak velký, že se tok zastaví , tj. Dojde k zablokování . To však s sebou přineslo spoustu hluku.

Použitím přepínače Dahlander na generátoru lze provozovat dvě rychlosti v poměru 1: 2, aby se pokryl rozsah částečného a plného zatížení.

Tento typ systému je do značné míry zodpovědný za špatnou pověst větrné turbíny, pokud jde o kompatibilitu sítě. Konstantní otáčky rotoru je možné udržovat pouze v tolerančním rozsahu. Nárazy větru mohou způsobit krátkodobé napájecí špičky, které vedou k výkyvům napětí, harmonickým napětím a proudům v elektrické síti. Tento nedostatek by mohly napravit systémy s proměnnými otáčkami s měničem . Mnoho z těchto systémů má mechanickou provozní brzdu, velkou kotoučovou brzdu mezi převodovkou a generátorem, která se používá v případě překročení rychlosti, aby se rotor vrátil zpět na jmenovitou rychlost. Z bezpečnostních důvodů je obvykle instalována aerodynamická brzda, často takzvaná brzda typu radlice. Pokud rotor přetočí, konec listu rotoru je odstředivou silou vytažen z listu na šroubovicovou hřídel a je umístěn v pravém úhlu k toku, což způsobí zastavení.

Bez nastavení úhlu ostří se tyto systémy často nemohly spustit samostatně, když foukal malý vítr. Když byla rychlost větru nedostatečná, byl generátor krátce použit jako motor k nastavení rotace rotoru.

Mřížkově synchronní systémy s aktivním řízením domu

Větrné turbíny s aktivním řízením stání jsou pokusem přenést koncept řízení zablokování a synchronního provozu bez nákladných usměrňovačů a měničů do větších systémů až do megawattového rozsahu. V těchto systémech lze také zablokování lopatek rotoru ovládat nastavením lopatek. Kolísání větru (poryvy větru) lze kompenzovat lépe než pomocí pasivního ovládání zastavení. Nastavení čepele funguje opačně než ovládání výšky a zvyšuje úhel náběhu, dokud nedojde k zastavení. V případě bouřky lze listy otáčet odtokovou hranou dopředu. Systém pak nemusí být vyklopen z větru.

vlastní použití

Pro řízení a regulaci vyžadují větrné elektrárny elektrickou energii, takzvanou vlastní poptávku elektrárny . V případě větrných elektráren se tento vlastní požadavek pohybuje v rozmezí 0,35-0,5% vyrobené elektrické energie. Se dvěma 500 kW E-40 / 5,40 Enercon systémy postavené na Eberschwang , se společným roční produkcí kolem 1.450.000  kWh, celkem 8000 kWh bylo stanoveno, což odpovídá cca. 0,55%. Konvenční tepelná elektrárna má naopak vnitřní požadavek přibližně 5% při jmenovitém výkonu.

Životnost a recyklace

Tradičně je většina větrných turbín konstruována na životnost 20 let. To odpovídá standardům stanoveným IEC a DIBt jako spodní hranici pro certifikaci větrných turbín. S ohledem na zkušenosti se stávajícími systémy se však odhaduje reálnější životnost 30 let. Nyní je 25 let navrhována a certifikována řada nových systémů; V roce 2014 společnost Enercon oznámila novou produktovou platformu s certifikovanou životností 30 let.

Díky repoweringu jsou staré systémy nahrazeny většími, moderními novými systémy. V důsledku technického pokroku jsou nové systémy tišší a efektivnější a současně umožňují vyšší výnosy při specificky nižších nákladech na údržbu a odlehčení krajiny prostřednictvím několika velkých namísto velkého počtu malých systémů. Repasování má obvykle smysl až po provozní době přibližně 20 let, ale v jednotlivých případech dokonce podstatně dříve.

Větrné elektrárny mohou být nadále provozovány po dobu původně certifikované konstrukční životnosti za předpokladu, že důkaz provozní bezpečnosti mohou poskytnout nezávislí odborníci. V Německu jsou kritéria, která musí provozovatel splnit, stanovena v „Pokynech pro nepřetržitý provoz větrných turbín“. Upgrady turbíny nabízí několik výrobců, aby se zjednodušil další technický provoz závodů nebo aby byly v první řadě povoleny. Prodloužení provozní doby - jak projektové životnosti, tak pokračujícího provozu nad původně plánovanou životnost - je považováno za velký potenciál pro snížení nákladů na výrobu elektřiny z větrné energie.

Federální agentura pro životní prostředí Německo posuzována ve studii, zda jsou rezervy, které mají být zřízené větrných elektráren firem pro demontáž a zda recyklace kapacity jsou dostatečné a dospěl k závěru, že není dostatek recyklační kapacity, zejména pro až 70.000 tun vlákenných kompozitů očekávaných za rok, zatímco součásti jako beton, ocel a další kovy nepředstavovaly problém. Na rok 2038 studie předpovídala mezeru v demontáži financování přes 300 milionů eur.

Zásah do životního prostředí

Stejně jako ostatní struktury a systémy pro výrobu energie, větrné turbíny interagují s prostředím. Patří mezi ně účinky na živočišné říši , v rostlinné říši , emisí hluku , stíny a ovlivňují vzhled krajiny . Obecně asociace na ochranu přírody vnímají větrnou energii jako prostorově nejefektivnější a energeticky nejefektivnější formu generování regenerativní energie a její další expanze je vítána. Při rozšiřování výroby větrné energie je však třeba zajistit, aby se riziko pro již ohrožené druhy ptáků a netopýrů dále nezvyšovalo.

Spotřeba půdy

Spotřeba země větrných turbín je poměrně nízká, je povrch těsnění je velmi nízká ve srovnání s ostatními regeneračními, stejně jako fosilní typy generace. Většina dnes instalovaných větrných turbín se nachází v zemědělských oblastech, které lze nadále používat téměř bez omezení. Přibližně 99% plochy využívané větrnou farmou je stále k dispozici pro zemědělství na orné půdě atd. Přímo je vyžadována pouze plocha stání větrné turbíny a přístupová cesta pro montáž a údržbu. U současné větrné turbíny třídy tří megawattů musí zůstat zpevněná, ale neuzavřená plocha kolem 2500 m² volná a přístupná pro údržbu. V určité oblasti je navíc vyloučeno některé alternativní využití půdy. BImSchG nevyžaduje vzdálenost metr, ale vzdálenost zvuku: V noci nesmí být na další zdi rušného domu dosaženo více než 40 dB (A). To umožňuje (označení nových obytných a průmyslových oblastí) jsou nepříznivě ovlivněny větrné turbíny, městský rozvoj, jak byl schválen rostliny grandfathered užívat.

Systém 3 MW má základovou plochu přibližně 300 m². S roční standardní energetickou kapacitou přibližně 6,4 milionu kWh to znamená roční produkci kolem 21 MWh / m² základové plochy. To je nad hodnotou 750 MW elektrárny na černé uhlí s 4000 hodinami plného zatížení, která s přihlédnutím k přístavkům a skladu uhlí (ale bez dobývacích prostor) dosahuje hodnot 15 až 20 MWh / m². S rostoucí velikostí závodu se relativní prostorový požadavek větrných elektráren zmenšuje.

V Německu je tento problém řešen územním plánem a v Rakousku územním plánem , aby se zabránilo „divokému růstu“ jednotlivých rostlin. Pokud byly v územním plánu stanoveny takzvané prioritní oblasti pro větrnou energii, není povolena výstavba na jiném místě v rámci obce nebo okresu.

V Německu roste potřeba lesních oblastí při hledání nových lokalit pro využití větrné energie. Do konce roku 2019 bylo v lesích v Německu instalováno 2020 větrných turbín. To odpovídá 7% celkového systému nebo 10% nominálního výkonu větrných turbín instalovaných v Německu. Pro každý systém je v průměru nárokována trvale vykácená lesní plocha 0,47 ha. Během fáze výstavby je také vyžadována vykácená lesní plocha v průměru 0,40 hektaru na systém. Počáteční zalesnění musí být nahrazeno převedenými plochami zpravidla na vhodné kompenzační ploše v poměru alespoň 1: 1. Rozšíření větrné energie však může také vytvořit nová stanoviště, například prostřednictvím vhodných kompenzačních opatření. Jedním z příkladů je nahrazení monokultur v lese smíšenými kulturami. Umělé útesy mohou pocházet z větrné energie na moři.

Vyrážka z ptáků a netopýrů

V souvislosti s výskytem zvláště postižených velkých ptačích druhů, jako je drak červený , orel běloocasý , montaguus harrier , výr velký a čáp černý , představuje větrná energie problémy. Aby se zabránilo kolizím ptáků a netopýrů s větrnými turbínami, je důležité při výběru místa zahrnout ekologické požadavky dotčených druhů zvířat. Ke snížení rizika kolize je užitečné monitorování a v případě potřeby odstávky v určitých časech nebo jiná kontrolní opatření.

Ptactvo

Mrtvý červený drak pod větrnou turbínou
Evropa

Již na začátku 80. let minulého století se v německém testovacím zařízení pro pěstování vegánů vedly diskuse o tom, zda rotujícími křídly nepoškozuje více ptáků. I když je nesporné, že ptáci jsou zabíjeni větrnými turbínami, rozsah ptačího stávky je kontroverzní.

V letech 2000 až 2006 bylo ve 140 větrných parcích v severním Španělsku nalezeno mrtvých 732 supů griffonů s 4083 větrnými turbínami . Bylo těžké určit přímou odpovědnost za větrné farmy. Dodatečné roční riziko úmrtí supů chocholatých v blízkosti (15 km poloměru) větrných farem se tedy pohybovalo kolem 1,5%.

Účinnost systémů varování byla hodnocena ve Švýcarsku. Netopýří systém s ultrazvukovými mikrofony poznal zvířata dobře, na rozdíl od optického systému pro ptáky se 70 procenty falešných poplachů také od hmyzu. Ptáci jsou akusticky varováni, že vypnutí turbíny by bylo v obou systémech příliš pomalé.

V roce 2016 byla zveřejněna studie PROGRESS Určení míry kolize ptáků (raptorů) a vytvoření základen souvisejících s plánováním pro prognózu a hodnocení rizika kolize s větrnými turbínami . Poprvé v Německu, konkrétně v severoněmecké nížině, byla provedena rozsáhlá kvantitativní studie míry kolize ptáků na větrných turbínách s paralelním zaznamenáváním letové aktivity prostřednictvím vizuálních pozorování. Studie ukázala, že u většiny zkoumaných druhů populace nehrozila, ale u některých druhů už může mít prudký nárůst počtu větrných turbín v Německu negativní dopad na populace ptáků v důsledku úmrtnosti související s kolizemi. Silný regionální pokles populace populace káně je částečně přičítán využívání větrné energie, riziko populace nebylo zřejmé. Pokud se využití větrné energie stále rozšiřuje, mohou klesat i populace jiných druhů. Studie požaduje další populační studie za účelem podrobnějšího zkoumání účinků střetů ptáků s větrnými turbínami a opatření k zamezení kolizním konfliktům za účelem podpory populací postižených druhů ptáků.

Srovnání populačního vývoje červeného draka provedeného v roce 2019 zastřešujícím sdružením německých avifaunistů v letech 2005 až 2014 s hustotou větrných turbín v roce 2015 ukazuje regionální rozdíly. Významný nárůst zásob v jihozápadním a západním Německu nastal pouze v oblastech, kde dosud nebyly téměř žádné větrné turbíny. Významný pokles zásob nastal v okresech s vysokou hustotou větrných turbín, například v Sasku-Anhaltsku a Východním Vestfálsku. V průměru existovala vysoce významná negativní korelace mezi změnou populace červeného draka a hustotou větrných turbín na úrovni okresu. S rostoucí hustotou větrných turbín počet červených draků klesá.

11letá studie Norského institutu pro výzkum přírody, provedená na ostrově Smøla, zjistila, že počet zabitých ptáků se snížil o 72% poté, co byl jeden ze tří bílých listů rotoru natřen černou barvou. Nejvíce toho využívali velcí ptáci a draví ptáci, zejména orli a supi. Ptáci téměř nevidí rotující, čistě bílé listy rotoru kvůli efektům rozmazání pohybem . Lité černé listy rotoru tento problém výrazně zmírňují.

Severní Amerika

V metaanalýze stovek studií z roku 2013 bylo odhadnuto, že větrné turbíny představují menší hrozbu pro život ptáků ve Spojených státech než jiné formy energie. Odhaduje se, že větrné turbíny jsou zodpovědné za přibližně 0,27 usmrcených ptáků na GWh elektrické energie z ptačího úderu , zatímco uhelné elektrárny jsou mimo jiné zodpovědné za způsobit téměř 20krát vyšší ztrátu ptáků těžbou a emisemi znečišťujících látek 5,2 ptáků na GWh. Studie provedená v Kanadě odhaduje počet ptáků zabitých ročně větrnými turbínami na přibližně 20 000 až 28 300, zatímco v Kanadě je lidskou činností zabito celkem 270 milionů ptáků, 200 milionů koček a 25 milionů při srážce s budovami.

Podle studie publikované v časopise Nature je počet ptáků zabitých větrnými turbínami v USA obecně považován za zanedbatelný. Větrné turbíny by zabily jen několik tisíc ptáků. V kritických tranzitních oblastech je však pro některé populace dravých ptáků značné riziko. Zatímco v USA na místech, která byla použita velmi brzy, jako např Například v Altamontském průsmyku bylo relativně vysoké riziko střetu ptáků s větrnými turbínami (např. Kvůli stavbě v regionech s velkým počtem ptáků a používání malých, velmi rychlých rotujících systémů), případy ptačího střetu u novější větrné farmy podle revizní studie zveřejněné v roce 2015 výrazně poklesly . Úhyny jsou zde udávány jako 0,02 až 7,36 ptáků na zařízení a rok, přičemž extrémní hodnotou je 20,53 ptáků. Draví ptáci byli ohroženější než jiné druhy.

Netopýři

Netopýři mohou také havarovat na větrných turbínách. To bylo poprvé zaznamenáno v USA a Austrálii. Později v Evropě následovala vyšetřování za účelem určení rozsahu a pozadí. Tři celostátní projekty zkoumají snížení rizika kolize netopýrů na pobřežních větrných turbínách (Renebat I až III). Cílem výzkumného projektu Renebat I bylo ověřit stávající výzkumné metody pro výskyt netopýrů na větrných turbínách. Cílem Renebat II byl další vývoj metod a testování operačních algoritmů vhodných pro netopýry. Cílem Renebat III je snížit množství dat potřebných k určení rizika zasažení netopýrů. Autoři jiné studie odhadují, že v Německu by mohlo být ročně zabito více než 250 000 netopýrů větrnými turbínami, pokud nebudou přijata žádná preventivní opatření, jako jsou přizpůsobené provozní režimy.

Všechny druhy netopýrů (Microchiroptera) jsou zvláště chráněnými druhy v souladu s federálním zákonem o ochraně přírody . Jsou to takzvané druhy přílohy IV směrnice o fauně, flóře a stanovištích . Pokud jde o ohrožení druhů netopýrů větrnými turbínami, je zvláště důležité, zda jsou postižené oblasti preferovanými loveckými oblastmi nebo zda jimi procházejí hlavní letové trasy.

V Německu bylo zjištěno do dubna 2013. 17 druhů netopýrů havárie v závodě, zejména noctule, že Pipistrelle a společné pipistrelle . Výraznější jsou oběti ohrožené druhy Serotine , menší noctule , soprán pipistrelle , netopýr severní a netopýr dvoubarevný . Všechny druhy mají společné to, že také loví pod širým nebem a ve velkých výškách. Kromě toho se zdá, že ke kolizím dochází častěji během migrace mezi noctule swifts a netopýry drsné kůže mezi zimními a letními úkryty. Svou roli pravděpodobně bude hrát také fáze průzkumu a rojení, která probíhá po uzavření školky, v důsledku čehož bude mít pipistrelle pravděpodobně častěji nehody na větrných turbínách. Některá místa, například v lese nebo v jeho blízkosti, jsou považována za obzvláště účinná. Během migračního období v srpnu a září dochází k většímu počtu srážek a netopýru jsou nakloněny i určité povětrnostní podmínky - teplota, rychlost větru.

Strategie pro zamezení kolizím s netopýry zahrnují vyhýbání se zvláště nebezpečným místům a vypínání systémů v určitých obdobích roku a noci při nízkých rychlostech větru, kdy je aktivita netopýrů vysoká. Proto lze zvýšením rychlosti rozběhu drasticky snížit nehodovost netopýrů pouze s malou ztrátou příjmu pro obsluhu. Vyšetřování v roce 2008 ukázalo, že jako příčina smrti není nutný přímý kontakt mezi netopýrem a větrnou turbínou, ale že mnoho zvířat trpí barotraumatem , které je vyvoláno tlakovými rozdíly, zejména na koncích rotorových listů. Větrné turbíny jsou zvláště nebezpečné pro samice a mladé netopýry.

Výzkumný projekt na baltském pobřeží Lotyšska zjistil, že netopýry pravděpodobně přitahují světla, která v noci na větrných turbínách červeně blikají. Autoři proto navrhují osvětlení, které je přizpůsobeno potřebám .

Britská studie z roku 2010 naznačuje, že světle šedá, kterou jsou větrné turbíny obvykle natřeny, přitahuje létající hmyz, zatímco jiné barvy jsou méně atraktivní. Protože vysoká aktivita hmyzu přitahuje hmyzožravce, jako jsou ptáci nebo netopýři, mohli být ptáci a netopýři chráněni jiným nátěrem.

Smrt hmyzu

Studie společnosti DLR z let 2017 až 2018 dospěla k závěru, že větrné turbíny mohou být v Německu příčinou smrti hmyzu . Zpráva poukazuje na to, že vzhledem k nedostatku výzkumu nelze učinit prohlášení o podílu větrných turbín na poklesu hmyzu kromě jiných příčin, jako je používání insekticidů a herbicidů , monokultury, doprava, kontaminace, klima změny a urbanizace a jaké jsou hlavní příčiny. Bylo však zjištěno, že větrné turbíny mají na svědomí každoročně ztrátu přes tisíc tun létajícího hmyzu . Výzkumníci přikládali zvláštní význam tvrzení, že pokud by se populace hmyzu zotavila jakéhokoli druhu, měly by německé větrné farmy na toto oživení významný, negativní dopad. Takže z. Pokud se například létající populace hmyzu v roce 2003 zotaví na hustotu hmyzu na metr krychlový vzduchu, zničení hmyzu větrnými elektrárnami se podle jejich odhadů zvýší na více než 3500 tun ročně.

Na pozadí těchto výsledků vědci naléhají na další výzkum v této oblasti a okamžitý vývoj protiopatření pro větrné turbíny a jejich implementaci.

Výzkumníci hmyzu hodnotí výpočty DLR nekonzistentně. Lars Krogmann ze Státního muzea přírodní historie ve Stuttgartu poznamenává, že skupiny hmyzu zaznamenané červenými seznamy se v takových výškách téměř nevyskytují a že důsledky ztráty přirozeného prostředí , monokultur a nadměrného hnojení jsou „mnohem přesvědčivější a relativně jasně zdokumentované“. Thomas Schmitt, ředitel Senckenbergova německého entomologického ústavu , navrhuje (stejně jako samotná studie) použití genetických metod k identifikaci dotčeného druhu. Profesor Johannes Steidle, ekolog zvířat na univerzitě v Hohenheimu , také varuje před zanedbáváním aspektu ztráty přirozeného prostředí: „Rozhodujícím faktorem pro velikost populací hmyzu je méně to, zda zvířata někde hynou, ale spíše to, zda najdou správné stanoviště pro reprodukci. "

Vzhledem k tomu, že se hmyz vyhýbá otevřenému moři, smrt hmyzu zřídka nastává při síle větru na moři.

Účinky na místní klima

Rotující rotory větrných turbín mísí vyšší a nižší vrstvy vzduchu. To zvyšuje teplotu půdy na závětrné straně větrné farmy v noci a v ranních hodinách. Toto oteplení je omezeno na oblast kolem větrné farmy do několika kilometrů. Slunce ohřátá sluncem během dne vytváří teplo, takže spodní vrstvy vzduchu se mísí bez pomoci větrných turbín. Nárůst teploty země způsobený větrnými elektrárnami je zhruba desetkrát větší než v solárních parcích se stejným elektrickým výkonem.

Bylo navrženo instalovat velmi velké pobřežní větrné farmy, vzdálené až 100 km od pobřeží, aby byly chráněny před cyklóny . Kromě rychlosti větru by se snížila i výška bouřky.

Účinky na místech v moři

Větrné turbíny u velšského pobřeží

V Evropě se plánují a staví pobřežní větrné farmy , aby bylo možné na moři využívat podstatně silnější větry . Německo , Dánsko , Švédsko a Velká Británie již zřídily četné pobřežní větrné farmy.

Možné kolize s loděmi odchylující se od zamýšleného kurzu a narušení mořské ekologie jsou nevýhodné. Účinky pobřežních větrných farem na mořské savce, jako jsou delfíni a sviňuchy, jsou nejisté. Při plánování umístění parků jsou brány v úvahu obavy o zachování. Kabelová spojení z pobřežních větrných farem k pevnině v Severním moři často vedou přes Waddenské moře , které je v Německu téměř úplně označeno jako biosférická rezervace a národní park (důležitý zákon zde: regulace zásahu ).

Účinky rozsáhlého využívání pobřežní větrné energie na mořskou ekologii jsou v současné době předmětem výzkumu; Dosud získané poznatky naznačují, že pobřežní větrné farmy mají tendenci způsobovat menší znečištění životního prostředí než pobřežní rostliny.

Při vyšetřování pobřežní větrné farmy Egmond aan Zee dospěli holandští vědci k závěru, že dokončená větrná farma má do značné míry pozitivní vliv na divokou zvěř . Mořští živočichové by mohli najít odpočívadla a ochranu mezi základy a podpěrami větrných turbín; biodiverzity v rámci větrné farmy je vyšší než v Severním moři. Ačkoli někteří ptáci lovící zrakem by se větrné farmě vyhnuli, jiné druhy ptáků se větrnou farmou necítily rušeny. Na druhé straně při výstavbě docházelo k negativním vlivům. Hlučné zatloukání hromádek však stále častěji ustupuje nasávání základů kbelíku .

Využití materiálů a energetické bilance

Využití zdrojů

Kromě řady dalších surovin jako např Například měď pro elektrický systém nebo plast vyztužený vlákny (GRP nebo CFRP) pro listy rotorů, větrné turbíny jsou z velké části vyrobeny z betonu a oceli. Využití zdrojů při využívání větrné energie je považováno za dobře prozkoumané velkým počtem studií a celoživotních analýz (viz také tabulka časových návratností energie). Systematické shrnutí stávající německé infrastruktury, ve kterém byla zkoumána i větrná energie, zveřejnil Wuppertal Institute for Climate, Environment, Energy 2011 ve studii „ Inventář materiálu a materiálové toky v infrastrukturách“.

Podle toho byl materiální inventář větrných turbín v Německu v roce 2009 přibližně 14,5 milionu tun, přičemž lví podíl tvořil beton s přibližně 9,9 miliony tun. Následovala ocel s 3,6 mil. T, GRP s 0,37 mil. T a litina s 0,36 mil. T. Předpokládané míry recyklace u kompletních turbín se pohybují mezi 80% a 100%. Ve srovnání s jinými typy elektráren je využití energeticky náročného kovu při výrobě větrných turbín o 28,5% nad průměrem. Například zásoba materiálu v německých uhelných elektrárnách byla 17,0 mil. T, z toho 14,5 mil. T připadalo na beton. Při tomto srovnání však nejsou brány v úvahu požadavky na fosilní paliva v tepelných elektrárnách.

Kovy se díky své vysoké ceně často velmi dobře recyklují a po roztavení lze ocel dokonce znovu použít bez ztráty kvality. Beton se drtí a používá se mimo jiné jako plnivo při stavbě silnic. Recyklace plastů vyztužených vlákny je obtížnější. Používá se hlavně tepelně tím, že se používá jako náhradní palivo v cementářském průmyslu.

Recyklace větrných turbín je pro majitele zákonnou povinností a měla by být zaručena povinnými rezervami. V rozsáhlé studii z roku 2019 dospěla německá spolková agentura pro životní prostředí k závěru, že Německo nebylo dostatečně připraveno na zvýšenou demontáž od roku 2021. Pro rok 2038 předpovídala mezeru ve financování 300 milionů eur.

Doba návratnosti energie

Doba návratnosti energie (doba energetické amortizace) popisuje čas, který uplyne, než elektrárna vyrobí tolik energie, kolik bylo zapotřebí pro její výrobu, dopravu, stavbu, provoz atd. Doba návratnosti energie u větrných turbín se pohybuje kolem tří až sedmi měsíců a i podle konzervativních odhadů je hluboko pod rokem. Vyrobená elektrická energie se obvykle porovnává s ušetřenou primární energií . Jedna kWh elektřiny je energeticky přibližně třikrát tak cenná jako jedna kWh tepelná , protože účinnost přeměny je kolem 0,3 až 0,4. Tepelná energie může být způsobena účinností přeměny 0,8 až 0,9, protože ekvivalent primární energie Energeticky lze amortizovat pouze elektrárny, regenerativní zdroje energie využívané jako fosilní paliva použité elektrárny neustále spotřebovávají neobnovitelné zdroje energie.

Zatímco počáteční výzkumy z průkopnických dnů využívání větrné energie (sedmdesátá léta a začátek osmdesátých let), založené na nezralých testovacích systémech s pouhými několika provozními hodinami, rozhodně vedly k závěru, že energetické amortizace je stěží možné, četné studie od konce osmdesátých let do roku současnost, že dnešní vyspělé série systémů energeticky amortizují za několik měsíců. Existují však určité rozdíly ve výsledcích různých studií. To je dáno na jedné straně značně rozdílnými energetickými výnosy větrných turbín závislými na umístění a na druhé straně uvažovaným životním cyklem. Účetní metody se navíc často liší. Stejně tak z. B. ve starých studiích uvažoval pouze o výrobě systému. V moderních analýzách životního cyklu se naopak přidává energie potřebná pro dopravu, údržbu po celou dobu životnosti a demontáž.

V literatuře se informace o faktoru sklizně pohybuje mezi faktorem 20 a 50. Faktor sklizně vyplývá z doby provozu systému děleno dobou energetické amortizace. Ardente a kol. stanovili ve své práci pro italskou větrnou farmu faktor energeticky vážené primární energie 40–80 a uvedli, že i za nejhorších podmínek je doba návratnosti energie kratší než jeden rok. Z těchto hodnot vyvozují, že větrné farmy - také ve srovnání s jinými regenerativními energiemi - patří mezi ekologicky nejšetrnější formy výroby energie. Systematický přehledový článek publikovaný v roce 2017 ve odborném časopise Renewable Energy , který hodnotil 17 studií publikovaných od roku 2000, dospěl k závěru, že doba návratnosti energie větrných turbín je většinou kratší než jeden rok. U pobřežních elektráren byla doba návratnosti energie mezi 3,1 a 12 měsíci, v průměru 6,8 měsíce, pro pobřežní elektrárny 4,7 až 11,1 měsíce, v průměru 7,8 měsíce.

Hau poskytuje podrobná data pro systém o jmenovitém výkonu 1 MW a průměru rotoru 53 m. Výroba takového systému proto vyžaduje primární energetický příkon kolem 2 milionů kWh, přičemž na výrobu oceli se používá asi 1,6 milionu kWh. Roční standardní pracovní kapacita tohoto systému je 2,4 milionu kWh elektrické energie , což odpovídá 6,85 milionu kWh primární energie . Doba energetické amortizace je tedy 3,4 měsíce, faktor sklizně při provozní době 20 let je 70.

Příklady doby návratnosti energie větrných turbín
Typ Doba návratnosti energie
Offshore větrná farma 2010; 200 MW (40 ×  REpower 5M ) záznam celého životního cyklu včetně připojení k síti 5 měsíců
Větrná turbína Enercon E-66; 1500 kW, průměr rotoru 66 m; Smíšená analýza výroba, montáž a demontáž, údržba 3,7-6,1 měsíce
Větrná turbína Gamesa G80 / 2MW s výkonem 2000 kW, průměrem rotoru 80 m a věží 70 m; celý životní cyklus 0,58 let (přibližně 7 měsíců)
Větrná turbína Enercon E-82 E2 s 2300 kW, průměrem rotoru 82 m a betonovou věží 97 m; celý životní cyklus 4,7-6,8 měsíce
Větrná turbína Enercon E-82 E2 s 2300 kW, průměrem rotoru 82 m a hybridní věží 107 m; celý životní cyklus 4,4-8 měsíců
Větrná elektrárna 2 MW, průměr rotoru 90 m; (Přenos); Výroba, provoz a demontáž 7,2 měsíce
Větrná elektrárna 1,8 MW, průměr rotoru 70 m; (Gearless); Výroba, provoz a demontáž 7,2 měsíce
Větrná elektrárna 2 MW, průměr rotoru 78 m, výroba, provoz a recyklace 5,2 měsíce
Větrná elektrárna 2 MW, průměr rotoru 80 m, výroba, provoz a recyklace 6,4 měsíce

Použití magnetů vzácných zemin

Podle odhadů z roku 2011 se synchronní generátory s permanentními magnety z neodymu, železa a boru používají přibližně v jedné šestině větrných turbín . Také dysprosium mohou být přidány. Prvky neodymu a dysprosia patří mezi takzvané vzácné zeminy , které v závislosti na studii a roce dosahují v Číně 60% (2019) až ​​90% (2011) nebo 97% (2013) se značnými dopady na životní prostředí a zdraví obyvatel je rozebráno a zpracováno. V roce 2012 bylo ve větrných turbínách použito přibližně 5% světových magnetů z neodymu, železa a boru.

V roce 2018 byly generátory s permanentními magnety použity téměř ve všech pobřežních větrných elektrárnách v Evropě a přibližně v 76% závodů po celém světě. Ty umožňují vysokou hustotu výkonu a malé rozměry s vysokou účinností při všech rychlostech. V pobřežních větrných turbínách lze naopak použít alternativy, které využívají vzácné zeminy méně nebo vůbec.

Možnými alternativami ke generátorům s permanentními magnety jsou vícepólové synchronní generátory a indukční generátory ve veverkové kleci . Další možností je použití hybridních pohonných generátorů, které používají menší permanentní magnet než u standardních systémů. To by mohlo vést ke snížení používání neodymu, praseodymu a dysprosia až o dvě třetiny na turbínu. Alternativou by v budoucnu mohly být generátory na bázi supravodičů, testované v projektu EU EcoSwing .

Někteří výrobci větrných turbín, jako jsou Senvion a Enercon, výslovně poukazují na to, že v jejich generátorech se nepoužívá neodym. Po nárůstu cen v roce 2011 se další výrobci, jako jsou Vestas a General Electric , kteří dříve ve svých systémech občas používali magnety vzácných zemin, v mnoha svých systémech vrátili k asynchronním generátorům s dvojitým napájením . V roce 2013 společnost Vestas v rámci zvýšení výkonu představila také nové typy systémů, které používají (bez neodymu) asynchronní generátory s plnými převaděči. Pro připevnění k ocelové věži se stále používají permanentní magnety. Aby se snížil podíl dysprosia v generátorech pod 1%, z. B. Siemens Wind Power na speciálním chlazení.

V roce 2007 bylo v oběhu přibližně 62 000 tun neodymu, z toho přibližně 10 000 tun bylo instalováno ve větrných elektrárnách. Použité magnety mají dlouhou životnost a díky své velikosti se snadno recyklují. Zatímco zotavení z produktů, ve kterých je neodym distribuován v malých kouscích a velmi zředěný, jako jsou počítače, mobilní telefony a audio systémy, je problematické.

Riziko nehody

Využití větrné energie je velmi bezpečná technologie, a to jak z hlediska četnosti výskytu, tak závažnosti nehod , zejména ve srovnání s jinými druhy výroby energie. K nehodám dochází také u větrných turbín, ale protože jsou většinou daleko od sídel a k nehodám dochází hlavně ve fázích bouří, kromě pracovních úrazů při instalaci a údržbě obvykle nedochází k úrazům. Kromě úderů blesku a vadných listů rotoru jsou důvodem nehody kontakty věže v extrémních poryvech. Může dojít k převrácení systému nebo ke ztrátě částí listů rotoru. Ve střední Evropě dosud zaregistrovalo přibližně 40 000 instalovaných větrných turbín přibližně 15 zlomených lopatek (počátkem roku 2014). Účinky nehod jsou omezené a jsou pouze místní, například okolní vegetace může být poškozena odlomením částí listů rotoru.

Mohou také vzplanout systémy, ačkoli s požáry může obvykle bojovat pouze hasičský sbor v oblasti spodní věže. Aby bylo možné hasit požáry v mechanice a elektronice, je nyní v mnoha systémech standardně instalován protipožární systém. V důsledku požárů se mohou látky lokálně uvolňovat, což je také možné u jiných energetických technologií. Aby se zabránilo znečištění životního prostředí úniky oleje , jsou větrné turbíny s převodovkami mazanými olejem vybaveny sběrnými žlaby. V místech obvykle převládá silnější vítr, který může rozdmýchávat vznikající požáry. V říjnu 2013 bylo kvůli požáru zcela ztraceno nejméně 100 z 28 000 větrných turbín instalovaných v Německu.

Ledový rotorový list větrné turbíny v severním Německu. Je ovlivněna přední hrana listu. Systém byl zastaven systémem detekce ledu.

Listy rotoru starších turbín bez detekce ledu mohou za vhodného počasí sbírat led, který se může odlupovat v případě tání, když je turbína nehybná, a jako vrh ledu, když se turbína blíží. Pravděpodobnost poškození ledem vrhajícím větrnou turbínu je do značné míry zanedbatelná a zhruba odpovídá pravděpodobnosti zasažení bleskem. Všechny moderní systémy mají detekci ledu na základě teploty, stavu senzoru větru, rychlosti větru a údajů o výkonu, takže se při námraze automaticky vypnou. Když je systém opět bez ledu (venkovní teploty nad bodem mrazu), systém se automaticky znovu spustí v automatickém režimu. V manuálním režimu jej musí obsluha větrného mlýna nebo servisní pracovník na místě (v případě potřeby po vizuální kontrole ) uvést zpět do provozu. Se zahříváním listu rotoru lze odmrazování urychlit po nahromadění ledu po zastavení. V odpovídajících klimatických pásmech lze výtěžek výrazně zvýšit zahříváním lopatek rotoru během provozu.

Varovné upozornění na házení ledu ve větrné farmě

Prolévání ledu lze pozorovat častěji (s jinovatkovým mrazem, méně často mrznoucím deštěm), ale zatím nebylo zdokumentováno žádné zranění osob ani poškození majetku. Dojezdová vzdálenost (systém se po zledovatění dostane do polohy otáčení) je obvykle malá. Čím jsou kusy ledu kompaktnější, tím blíže systému (např. Po mrazivém dešti), tím lehčí, tím dále jsou unášeny poryvy větru - jako relevantní vzdálenost lze předpokládat výšku hrotu rotoru (= cca. Úhel pádu 45 °). V ledovém počasí nebo při tání je třeba se vyhýbat pobytu pod větrnými turbínami i pod jinými vysokými budovami nebo strukturami - například stožáry nadzemního vedení . Značky na přístupových cestách většinou varují před nebezpečím.

Popsané nehody mohou ohrozit objekty infrastruktury, které jsou v bezprostřední blízkosti větrných turbín. Úřady nebo provozovatelé objektů infrastruktury obvykle vyžadují minimální vzdálenosti, které jsou určeny podle obvyklých vzdáleností teoretických účinků těchto nehod. Alternativně lze riziko posoudit pomocí pravděpodobnostních úvah. Výsledkem těchto úvah je posouzení nebezpečí nebo specifikace minimálních vzdáleností pro běžné případy v konkrétních projektech.

V lednu 2019 Asociace asociací technické inspekce (VdTÜV) popsala větrné turbíny jako tikající časové bomby a vyzvala k celonárodnímu jednotnému požadavku na inspekci všech systémů. Vzhledem ke stáří větrných turbín se v budoucnu obávalo zranění osob. VdTÜV v současné době předpokládá v Německu ročně asi 50 vážných nehod, jako jsou zalomené věže, zlomení listů rotoru a spalování gondol. Německá asociace pro větrnou energii, na druhé straně mluví o průměru sedmi nehod ročně od roku 2013. Údaje o nehodách dosud nebyly zdokumentovány v Německu.

Dopad na společnost

společenské přijetí

Plakát Anti-WKA v Sauerlandu

Průzkum provedený v celkem 24 zemích světa v roce 2011 ukázal, že 93% dotázaných podpořilo expanzi větrných turbín.

Německo

Také v Německu panuje mezi obyvatelstvem široká shoda v tom, že obnovitelné energie by měly hrát v budoucím energetickém systému vedoucí úlohu. V roce 2009 proběhl třetí každoroční průzkum společnosti Forsa o přijímání obnovitelných energií v Německu. Bylo to reprezentativní a mimo jiné to mělo za následek:

  • Přijatelnost větrných turbín je vysoká i ve vlastním sousedství
  • čím více zkušeností již populace s větrnými turbínami získala, tím větší je přijetí nových systémů
  • Ti, kteří již znají obnovitelné energie z vlastního prostředí, to hodnotí nadprůměrně: 55 procent celkové populace má kladný názor na větrné elektrárny; ve skupině, která má v sousedství větrné turbíny, je míra schválení 74 procent

Tyto výsledky byly do té doby do značné míry potvrzeny dalšími průzkumy. V období před výstavbou větrných turbín však vzhledem k obávaným nevýhodám často dochází k místnímu odporu, který je často označován jako fenomén Nimby . Do té doby byl tento koncept ve vědecké debatě jasně kritizován, protože řada studií dospěla k závěru, že základní prvek této práce, takzvaná „hypotéza blízkosti“, neplatí. To předpokládá, že čím blíže obyvatelé žijí s větrnými turbínami, tím větší odpor. Ve skutečnosti je však často pozorován přesný opak, tj. Že podpora větrných turbín se zvyšuje s rostoucí blízkostí. Další studie navíc naznačují, že se podpora zvyšuje po instalaci systémů. Možnost účasti má také vliv na schválení. Pokud je účast obcí v systémech možná, vede to k výrazně vyšším hodnotám přijetí mezi obyvatelstvem.

Přesto se na některých místech občanské iniciativy formují . Kromě iniciativ, které obecně odmítají využívání větrné energie, existují iniciativy, které odmítají pouze konkrétní rostliny v okolí, ale v zásadě podporují využívání větrné energie. Kritika je z. B. vzdálenost mezi systémy a rezidenční zástavbou, změna krajiny, která je vnímána jako nevýhodná (viz také ochrana kulturní krajiny ) a poškození zvířat, jako jsou ptáci a netopýři.

Některé skupiny občanů tvrdí, že Světová zdravotnická organizace by vyžadovala minimální vzdálenost 2 000 metrů od obytných budov. Na dotaz organizace uvedla, že nevydala hlukovou politiku větrných turbín. Odvolalo se pouze na doporučení kanadského ministerstva životního prostředí a obecné pokyny WHO týkající se hluku.

Švýcarsko

Studie publikovaná v listopadu 2015 univerzitou v St. Gallenu zaznamenala jasnou většinu dotazovaných ve východním Švýcarsku, kteří akceptovali rozvoj větrné energie jak na národní úrovni, tak ve svém vlastním prostředí.

Požehnej ti

Metaanalýza Spolkové agentury pro životní prostředí v Německu dospěla v roce 2016 k závěru, že zdravotní rizika větrných turbín mají být hodnocena jako „velmi nízká“ a že technické předpisy to dnes zajišťují. Studie zkoumala účinky slyšitelného zvuku, neslyšitelného zvuku, efektů stínů a stroboskopu, světelných emisí, házení ledu a subjektivních vjemů. Podle zákona Imisní Control Federal (viz také Technické pokyny pro hluk ) se hluku imise způsobené technickým systémem v Německu v čistě obytných zónách nesmí překročit A-vážená hladina akustického tlaku 35 dB v noci (obecný obytné plochy 40 dB, vesnická a smíšená oblast 45 dB, komerční plocha 50 dB). Hodnoty jsou během dne vyšší. Pro oblasti, které nejsou stanoveny stavebním zákonem (např. Jedna zemědělská usedlost ve venkovním prostoru), se hodnoty pro smíšené oblasti používají podle aktuální judikatury. Při žádosti o stavební povolení na větrnou turbínu musí být v rámci schvalovacího řízení kromě výpočetní predikce očekávaných emisí hluku předloženo také zvážení možných účinků stínového vrhání.

Vrhání stínů

Stínová oblast větrné turbíny v průběhu roku

Vrhání stínu je vnímáno jako nepříjemné, protože stín větrné turbíny, na rozdíl od stínu nepohyblivých předmětů, způsobuje periodické výkyvy jasu v místě imise. Příčinou je rotující rotor. Stín stojící větrné turbíny se naopak neliší od stínu běžné budovy. Výskyt stínu závisí na poloze a velikosti větrné turbíny, poloze imisního bodu, orientaci gondoly a podílu přímého záření na globálním záření .

Podle spolkového zákona o kontrole imisí nesmí stíny (nazývané také tvrdé stíny) větrných turbín v Německu na (stávajících) obytných budovách překročit 30 hodin ročně a 30 minut denně. Tyto mezní hodnoty platí bez ohledu na počet a velikost systému. Roční mezní hodnota je teoretická hodnota, která vyplývá z předpokladu konstantního větru, provozu, slunečního svitu a maximální projekce stínu. V Německu se poměr skutečných a geometrických stínů pohybuje kolem 1 ku 4, takže na jeden imisní bod existuje skutečné zatížení kolem osmi hodin za rok. Ty je třeba dodržovat prostřednictvím měřicích a ovládacích zařízení v systémech (modul vypnutí vypnutí při stínu).

Zejména mihotavý stín rotujícího rotoru je často vnímán jako obtěžující. Systémy, ve kterých zprávy odborníků ke schválení ukazují, že mezní hodnoty byly překročeny, jsou nyní vybaveny systémem stínové kontroly, který je závislý na poloze slunce a počasí, což zajišťuje dodržování mezních hodnot prostřednictvím automatického dočasné vypnutí systémů.

„Diskoefekt“ popisuje periodické odrazy světla lopatkami rotoru, často je zaměňován s výskytem stínů vrhaných rotorem. Vyskytovalo se to hlavně v systémech z počátků využívání větrné energie, kdy se na listy rotorů stále používala lesklá barva. Povrchy systémů jsou již dlouho opatřeny matným (nesměrově reflexním) lakováním. Při posuzování imisí moderními větrnými turbínami proto diskotékový efekt již nehraje roli.

zvuk

Zvuku z větrných elektráren je především hluk větru z listů rotoru soustružení ve větru. Hladina akustického výkonu vážená A se stanoví pomocí akustických měření pomocí standardizovaných metod. Typické hodnoty se pohybují kolem 95  dB pro malé větrné turbíny do 100 kW a 105 až 107 dB pro vícemegawattové systémy s průměrem rotoru až 130 m. Někdy výrazně vyšší hodnoty. Pokud se předpokládá, že systém je bodovým zdrojem zvuku za účelem predikce imise zvuku na vzdálených místech a šíření zvuku všemi směry je považováno za rovnoměrné, úroveň zvuku v místě imise klesne o 6 dB, když vzdálenost se zdvojnásobí. Jedná se však o idealizovanou myšlenku. Ve skutečnosti je hodnota výrazně ovlivněna směrem větru a může být tedy vyšší nebo nižší.

Největší vnímatelnost se předpokládá při 95 procentech jmenovitého výkonu, tj. Při rychlosti větru mezi asi 10 a 12 m / s ve výšce náboje. Při nižších rychlostech větru jsou hladiny akustického výkonu nižší; při vyšších rychlostech větru je překrývá okolní hluk, který stále zvyšuje hlasitost .

Větrné turbíny s proměnnou rychlostí lze uvést do provozního stavu snižujícího hluk, aby bylo možné zohlednit obytné oblasti v blízkém okolí v určitých časech citlivých na hluk, obvykle v noci. Takové provozní režimy nabízejí pro své systémy téměř všichni výrobci. Protože emise hluku jsou zvláště závislé na rychlosti hrotu radlice a - pokud je k dispozici - na převodovce, pracuje systém pro tento účel suboptimální rychlostí. Snížení emisí hluku je jedním z hlavních cílů dalšího vývoje systémů a v této oblasti bylo v posledních letech dosaženo velkého pokroku. Bez použití převodovky, lepšího oddělování hluku přenášeného strukturou instalací elastomerů na podpěrné body, odhlučnění větracích hřídelů a aerodynamiky lze hlukové emise výrazně snížit. Jednotlivé tóny, například kvůli zamykacím frekvencím v převodovce a impulzivitě, které ospravedlňují příplatek až 6 dB (A), se v důsledku strukturálních opatření v moderních systémech již nevyskytují.

Nízkofrekvenční vibrace, jako je infrazvuk, se vyskytují především v dnes již nevybudovaných systémech s řízením domu. V malé míře je lze předvést i na moderních systémech s regulací výšky tónu . Tento infrazvuk již není vnímatelný ani v krátké vzdálenosti od systémů. Vzdálenosti mezi větrnými turbínami a budovami požadované TA Lärm v Německu nepředstavují pro obyvatele žádné nebezpečí. Vítr vytváří ve vašem vlastním domě mnohem intenzivnější infrazvuk než větrná turbína nebo větrný park v zákonem předepsané vzdálenosti.

Zvláštností je fenomén amplitudové modulace , pro který jsou nyní k dispozici první výsledky měření. Tento jev byl zkoumán na průměrných úrovních mezi 46,2 a 29,7 dB a vzdálenostech mezi 550 a 1000 metry na několika větrných farmách.

S výhradou spolehlivých vědeckých zásad Světová zdravotnická organizace (WHO) doporučuje , aby imisní hluk z větrných turbín v průměru 24 hodin nepřekročil 45 dB.

Značení překážek

Nacelle a náboj rotoru krátce před montáží, překážková světla v zadní části gondoly jsou velmi dobře vidět

Překážkové značky potřebné pro větrné turbíny s výškou více než 100 metrů slouží bezpečnosti letového provozu. Denní identifikace se skládá ze dvou červených pruhů na špičkách listů rotoru, noční identifikace se skládá z červených světel na střeše gondoly. Tyto majáky pracují se zářivkami ve starých systémech, se světelnými diodami (LED) nebo zábleskovými lampami v novějších systémech . Svým charakteristickým blikáním způsobují světelné znečištění , které může obyvatelům obtěžovat , zvláště když je k dispozici velké množství systémů. V poslední době lze za dobré viditelnosti výstražná světla ztlumit.

Nyní existují radarové osvětlovací systémy, které se zapínají pouze v případě, že je poblíž letadlo. Testy s takovým systémem, který společně vyvinuly společnosti Enertrag a Airbus , byly zahájeny v roce 2012 a v roce 2015 byly schváleny německými úřady. Na každou větrnou farmu musí být nainstalovány nejméně čtyři radary. Jeho přenosový výkon 4 watty je jen asi dvakrát větší než u mobilního telefonu . To znamená, že překážková světla nemusí být používána přibližně 98% času. Probíhají první velké projekty na dovybavení systému ve stávajících větrných farmách; Například přibližně 90% všech větrných turbín v okrese Uckermark má být v roce 2017 [zastaralé] převedeno z trvalého osvětlení na osvětlení řízené podle potřeby . Od března 2017 bylo systémem airspex vybaveno celkem 23 větrných turbín ve Šlesvicku-Holštýnsku . Jako pobídka k vybavení takovým systémem je u starých a nových systémů možná sleva na náhradní platbu za zásah do obrazu krajiny.

Vliv na radarové systémy a radionavigaci

Na větrné turbíny v blízkosti stacionárních radarů se vztahují další stavební omezení. Dohled vzdušný prostor civilní řízení letového provozu je narušena jeho mírné úhlové rozlišení v nadmořské výšce pro objekty nad větrných turbín. Chráněná oblast systémů je až 15 km. Dohled nad vojenským vzdušným prostorem, který se také zajímá o nízko letící objekty, lze narušit z hlediska dosahu, získávání cílů a umístění zastíněním a difrakcí na větrných turbínách. V oblasti zájmu 50 km je plánování systému podrobeno zkoumání Federálním úřadem pro infrastrukturu, ochranu životního prostředí a služby federálních ozbrojených sil.

Letadlové systémy pro pozemní radionavigaci lze snáze dráždit. Německé řízení letového provozu brání oblast o poloměru 15 km kolem (D) PŘED rotujícími rádiovými majáky .

Ceny nemovitostí

Skupiny občanů mají často obavy z trvalého znehodnocování nemovitostí v důsledku výstavby větrných turbín. 2003 byl z. Sdružení německých makléřů například vykázalo dlouhodobé ztráty hodnoty: „Mnoho nemovitostí v okolí WKA je prakticky neprodejných.“ V Dolním Sasku a Šlesvicku-Holštýnsku si navíc stěžují, že „některé domy byly nabídnuty let se slevami až 40 procent. „Pro tyto nemovitosti dokonce neexistují žádní zájemci. Ekonomové v realitách Philippe Thalmann z University of Lausanne a Günter Vornholz z EBZ Business School v Bochumu tomuto zastoupení odporují . Podle Thalmanna však tato obava z poklesu ceny často jen spouští skutečný pokles cen v podobě sebenaplňujícího se proroctví. Zejména došlo k dočasnému kolapsu cen nemovitostí, kde byl na místě velký odpor vůči větrným turbínám. Podle Vornholze je však tento pokles cen krátkodobý, protože debata by potenciální investory zpočátku odradila. Jakmile však budou větrné turbíny postaveny a lidé si na ně zvyknou, hodnota nemovitosti se opět stabilizuje na předchozí úrovni.

Odkazuje se však také na metodologické potíže při rozlišování vlivu větrných turbín od jiných faktorů, jako je ekonomický nebo demografický vývoj. Navíc na deficity znalostí upozorňuje například v roce 2015 zaměstnanec agentury pro životní prostředí města Dortmund.

Krajinný obrázek

Estetický účinek větrných turbín na krajinu

V estetickém hodnocení větrných turbín hraje důležitou roli subjektivní vnímání, návyky a sociální postoje, zejména krajinné ideály. Estetické hodnocení větrných turbín je extrémně kontroverzní: někteří je považují za obohacení krajiny, jiní za narušení, zejména jedinečnost a přirozenost krajiny. Je kritizován mimo jiné. mechanizace / industrializace krajiny. Vzhledem k převážně štíhlým věžím větrných turbín se v této souvislosti mluví pohrdlivě o chřestu krajiny.

cestovní ruch

Větrná elektrárna s vyhlídkovou plošinou na Kronsbergu poblíž Hannoveru

Zejména v regionech, které jsou důležité pro cestovní ruch, často panují obavy , že budou mít negativní dopad na cestovní ruch a že počet přenocování klesne. Takové účinky však dosud nebyly vědecky prokázány.

V roce 2005 Univerzita aplikovaných věd v Bremerhavenu pod vedením projektu Michaela Vogela jménem WAB 840 provedla rozhovor s náhodně vybranými lidmi z jedenácti turisticky relevantních severomořských komunit s větrnými turbínami v okolí. Přitom by mělo být ověřeno nebo zfalšováno 20 hypotéz, které byly dříve specifikovány WAB. Studie dospěla k závěru, že větrné turbíny nebyly bez kontroverzí, ale v průměru nebyly vnímány jako otravné. T. by byl považován za charakteristický pro pobřeží Severního moře. Větrné turbíny byly považovány za užitečnější pro budoucí dodávky energie a lidé byli k větrným turbínám pozitivnější, čím mladší byli nebo čím dále od turbin žili. Hlavním důvodem odmítnutí byl strach z hlukového znečištění z optických důvodů a několik velkých systémů by bylo přijímáno široce než mnoho malých systémů. Zaměstnanci v odvětví cestovního ruchu nebo lidé se známými v tomto odvětví viděli větrné elektrárny pozitivněji než průměr respondentů. Také se obávají žádného odmítnutí ze strany turistů a tím pádem pádů přes noc.

V roce 2012 provedl Institut pro regionální management jménem přírodního parku Hohes Venn-Eifel reprezentativní studii, ve které bylo dotazováno 1326 lidí, z nichž 159 pobývalo v přírodním parku. Podle toho 59% dotázaných shledalo, že větrné turbíny nejsou rušivé, 28% jako rušivé, ale přijatelné. 8% je považovalo za otravné a 4% za velmi otravné. 91% dotazovaných uvedlo, že by se vrátili, kdyby došlo k dalšímu přidání větrných turbín, 6% to považovalo za natolik nepříjemné, že by se vzdali další návštěvy. 53% upřednostnilo koncentraci rostlin, zatímco 37% upřednostnilo širší distribuci po celé zemi. Větrné turbíny byly navíc považovány za důležité pro budoucí dodávky energie v Německu. 63% považuje větrnou energii za velmi důležitou, 32% za průměrnou a 4% za nedůležité. I v této studii byla nalezena korelace mezi věkem respondentů a přijetím větrné energie: Zatímco téměř 80% respondentů mladších 20 let hodnotilo větrné turbíny jako nerušivé a téměř nikdo jako rušivé nebo velmi rušivé rušivé, respondentům bylo více než 59 let, podíl respondentů, kteří neshledávali větrné turbíny jako obtěžující, byl pouze mezi 40 a 50%. Přibližně 30% respondentů hodnotilo větrné turbíny v této věkové skupině jako otravné, ale přijatelné; počet těch, kterým větrné turbíny připadaly velmi otravné, zůstal ve všech věkových skupinách pod 10%.

V některých regionech je využití větrné energie vědomě integrováno do místní nabídky cestovního ruchu. Na některých místech je z. B. Turistické stezky, větrné turistické stezky, cyklostezky pro větrnou energii a podobně. Existuje také několik větrných turbín s vyhlídkovými plošinami, na které mohou turisté lézt a které jsou často kombinovány s návštěvnickým informačním centrem. Ve městě Pfaffenschlag poblíž Waidhofen an der Thaya v Dolním Rakousku instaloval místní provozovatel větrné turbíny na zem strojní dům (gondolu a náboj) větrné turbíny pro pohled zevnitř.

Rámec

Základ pro schválení

V Německu se schvalování větrných turbín obvykle provádí ve dvou oddělených administrativních postupech . Nejprve jsou identifikovány oblasti, kde je využití větrné energie vhodné a žádoucí. V druhém kroku je udělen souhlas se stavbou a provozem závodu.

Plánovací právo v Německu

V národních rozvojových programech provincií lze stanovit cíle expanze. Platí předpisy státního plánování v Německu . V regionálním plánování jsou specifikovány cíle rozšíření a oblasti pro využití větrné energie na souši. Pokud byla taková rozhodnutí učiněna, není využití větrné energie mimo tyto oblasti povoleno. Prostorovou kontrolu využití větrné energie lze také provádět v menších částech na úrovni obcí. Obce pak v územním plánu definují oblasti pro větrnou energii . Aby nedocházelo k rozporům v územním a územním plánování, platí princip protiproudu (zákon o územním plánování) . Federální státy Šlesvicko-Holštýnsko , Dolní Sasko a Meklenbursko-Přední Pomořansko mohou také definovat mořské oblasti pro pobřežní větrné farmy v pobřežním moři . Pokud prostorová kontrola neproběhla v plánovací oblasti nebo se stala neúčinnou, je využití větrné energie povoleno všude. Protože využití větrné energie je privilegovaným stavebním projektem .

Prostorová kontrola pobřežní větrné farmy ve výlučné hospodářské oblasti na severu a Baltském moři se provádí pomocí dvou prostorových plánů , že spolkové ministerstvo dopravy, stavebnictví a rozvoje měst rozhodl v roce 2009. Plány byly od roku 2012 doplněny federálním offshore plánem Federální námořní a hydrografické agentury ( BSH ). Od roku 2017 je BSH zodpovědný za celkový proces plánování oblastí, včetně rozvoje a předběžných studií.

Schvalovací zákon v Německu

Každá jednotlivá větrná turbína na souši o celkové výšce více než 50 m vyžaduje povolení. Stavba a provoz větrné turbíny proto vyžadují povolení . Schvalovací proces je založen na federálním zákoně o kontrole imisí od 1. července 2005 . Starší větrné turbíny byly schváleny v souladu se stavebními předpisy . Offshore větrné farmy v teritoriálním moři jsou rovněž schváleny podle zákona o kontrole imisí. Na pobřežní větrné farmy ve VHO Severního a Baltského moře se vztahuje mořské právo a odpovědnost BSH.

Malé větrné turbíny

Schvalování větrných turbín s výškou menší než 50 metrů se nezakládá na federálním zákoně o kontrole imisí, ale na státním právu. V každé spolkové zemi existují jiné předpisy pro stavební povolení pro malé větrné turbíny. Některé federální státy přešly na nevyžadování povolení pro malé systémy do 10 metrů výšky.

Náklady na výrobu elektřiny a dotace

Na výrobu elektřiny náklady větrných turbín závisí na kvalitě příslušného místa. Jsou ale na podobné úrovni jako tepelné elektrárny , jejichž náklady budou v budoucnu kvůli rostoucím nákladům na palivo stále stoupat. Podle společnosti Fraunhofer ISE jsou větrné turbíny s LCOE až 4,5 ct / kWh již schopny vyrábět levněji než většina konvenčních elektráren na velmi dobrých místech na pevnině (od roku 2013). Se snižováním kvality lokality rostou náklady na výrobu elektřiny, takže větrné elektrárny ve velmi chudých lokalitách jsou až 10,7 centů / kWh ještě dražší než uhelné a plynové elektrárny . Offshore rostliny jsou z. Někdy i výrazně nad těmito hodnotami.

Podobné hodnoty lze nalézt v literatuře. Gasch a kol. zavolej z. Například u příkladného větrného parku stojí náklady na výrobu elektřiny 6,5 ct / kWh, která může klesnout na 5 ct / kWh s 10% lepšími větrnými podmínkami. Kaltschmitt a Streicher ve své práci publikované v roce 2009 uvádějí mezi 6 a 9 centy / kWh pro Rakousko. V nejlepších lokalitách se nyní náklady na výrobu elektřiny u větrných turbín pohybují kolem 40–50 amerických dolarů / MWh (33,8–42,2 eura / MWh), ačkoli tyto také do značné míry závisí na kvalitě lokality a podmínkách financování; v USA jsou větrné elektrárny na pevnině již druhou nejlevnější elektrárnou po plynových elektrárnách s kombinovaným cyklem. Z dlouhodobého hlediska se předpokládá, že se větrná energie vyvine na celosvětově nejlevnější formu výroby elektřiny.

Vzhledem k tomu, že v mnoha zemích byly a jsou podporovány investice do větrných turbín a dalších alternativních zdrojů energie, nově instalovaná kapacita se po celá desetiletí každoročně zvyšuje. Zatímco v počátcích dominovalo financování výzkumu, výkupní ceny jsou dnes rozšířené, například v německém zákoně o obnovitelných zdrojích energie . Dalšími mechanismy financování jsou daňové úlevy a minimální kvóty na elektřinu z obnovitelných zdrojů.

Ceny

Bezpřevodová turbína typu Enercon E-101 o jmenovitém výkonu 3 MW a průměru rotoru 101 m na věži 99 m

Ceny za větrné turbíny podléhají běžným tržním výkyvům. Na jedné straně poskytovatelé mají tendenci udržovat nízký profil, na druhé straně je třeba vzít v úvahu individuální rámcové podmínky. Patří sem například staveniště , infrastruktura (přístup na staveniště, vzdálenost k elektrické síti), předpisy o kvalitě energie a emisích hluku atd. A v závislosti na tom použitá technologie (typ nadace, druh krmiva atd.). Bezpřevodové systémy jsou obvykle nákladnější na instalaci než konvenční větrné turbíny s převodovkou, ale jsou spolehlivější, vyžadují méně údržby a jsou tišší.

Hau pojmenovaný příkladné hodnoty dvou pobřežních větrných turbín s jmenovitým výkonem 3 MW každý, průměr rotoru 100 ma výšce náboje 100 m, ale s různými technickými pojmy: Podle toho imputované prodejní cena A variabilní převodovka s dvojitým asynchronním generátorem a částečným měničem je 3 058 0,500 EUR nebo 1019 EUR / kW. Ozubené kolo s proměnnou rychlostí -less systém s permanentním magnetem generátoru a plná s jinak stejnými specifikacemi nákladů zhruba 3305250 EUR a 1,102 EUR / kW. Kromě toho existují náklady na výstavbu přístupových komunikací, základů, připojení k síti, plánování projektů , zprávy o životním prostředí, opatření ekologické kompenzace atd .; takže náklady na instalaci, tj. H. náklady na výstavbu větrné elektrárny připravené k použití se pohybují kolem 125–135% ceny závodu ze závodu. Offshore větrné elektrárny jsou dražší než pobřežní elektrárny, zejména náklady na pomocné instalace jsou výrazně vyšší než offshore.

Pokračující provoz vyčerpaných systémů Ü20

Poté, co skončí 20letá dotace, existuje možnost přímého marketingu, marketingu prostřednictvím smlouvy o koupi energie (PPA) nebo opětovného napájení . V souvislosti s diskusí o EEG 2020 navíc existují úvahy o vhodném tarifu připojení.

Výzkum a vývoj

Vzhledem k tomu, že technologie větrné energie je stále relativně nová, a proto je stále třeba dosáhnout velkého technického pokroku, investují výrobci větrných turbín relativně vysokou část svých tržeb do výzkumu a dalšího vývoje. Protože se větrné turbíny vyrábějí ve velkém, zvýšil se také státní výzkum na univerzitách a výzkumných ústavech. V Německu z. Mezi příklady patří Německý institut pro větrnou energii (DEWI) , založený v roce 1990, a Fraunhoferův institut pro větrnou energii a technologii energetických systémů , který se zabývá výzkumem orientovaným na aplikace. Mezi příklady mezinárodně významných výzkumných ústavů v oblasti větrné energie patří americká národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie a dánská Risø DTU . Důležité mezinárodní vědecké časopisy, ve kterých jsou publikovány výzkumné práce o větrných turbínách, jsou z. B. Recenze větrné energie , obnovitelné energie a obnovitelné a udržitelné energie .

Ústředním výchozím bodem dalšího rozvoje větrných elektráren je další snížení nákladů na výrobu elektřiny s cílem dosáhnout plné konkurenceschopnosti s elektrárnami na fosilní paliva. Podle revizní studie publikované v roce 2015 by mělo být možné tohoto cíle dosáhnout v blízké budoucnosti. Technický pokrok zahrnuje především snížení nákladů díky efektivnější sériové výrobě a většímu využívání strojů, zejména pro Některé listy rotoru jsou vyráběny ručně. V případě rotorových listů existuje trend ke stále větším délkám křídel, které mají zvýšit výnos na turbínu a snížit náklady na elektřinu. Aby byla zatížení díky rostoucí vlastní hmotnosti nízká, a. zkoumali použití lehčích a stabilnějších materiálů, jako je CFRP, které však mají jiné technické vlastnosti než běžně používané listy na bázi GFRP. Kromě toho jsou cílem výzkumu nové profily, dělitelná křídla pro snadnější přepravu a „inteligentní“ lopatky. Kromě toho se vývoj méně větrných oblastí prostřednictvím speciálních systémů s nízkým větrem přesouvá do centra zájmu výrobců a výzkumu.

Vyvíjejí se také nové koncepce hnacího ústrojí a generátoru. Generátory s buzením vysokoteplotními supravodiči a odpovídajícím způsobem vysokou hustotou energie jsou obzvláště slibné pro pobřežní systémy s vysokými výkony . Ve srovnání s konvenčními konstrukčními metodami lze výrazně menší a lehčí generátory postavit pomocí vysokoteplotních supravodičů, které slibují úsporu nákladů.

Dalším zaměřením výzkumu jsou pobřežní větrné elektrárny, které v Německu doprovázela mimo jiné instalace výzkumných platforem FINO . Zkoumá se z. B. jejich vliv na ekosystémy u pobřeží. Přibývá úvah o pobřežních větrných turbínách s pouhými dvěma lopatkami rotoru, protože nastavení takových systémů na moři by bylo mnohem jednodušší. S plovoucími větrnými turbínami mají být vyvinuty vody více než 50 m hluboké, s nimiž by bylo možné otevřít mnohem větší oblasti oceánů pro využití větrné energie. Několik prototypů již existuje, ale komerční projekty ještě nebyly implementovány. Výzvou je ekonomická účinnost kvůli drahým plovoucím základovým strukturám a komplexní dynamické chování v rozbouřeném moři.

Létající větrné elektrárny, takzvané vzduchové větrné elektrárny, jsou také předmětem současného výzkumu.

Mezinárodní záznamy

Nordex N80 v Havøysundu
Enercon E-10 na stanici Neumayer III
  • Nejstarší větrné mlýny na světě jsou v Nashtifanu v Íránu a jsou zapsány jako světové dědictví. Jsou to takzvané „ perské větrné mlýny “ (Asbady).
  • Nejstarší moderní větrná turbína Tvind je v provozu od roku 1975 a nachází se v Dánsku
  • Nejvýkonnějším typem větrné turbíny je Haliade-X od GE Wind Energy o jmenovitém výkonu 12  MW .
  • Nejvyšší větrná turbína je také Haliade-X. Tento typ turbíny má průměr rotoru 220 m a byl postaven v Rotterdamu s výškou náboje 150 m, což mu dává celkovou výšku 260 m.
  • Haliade-X má také největší průměr rotoru na 220 metrech.
  • Nejvýkonnější větrná turbína na světě s dvoulistým rotorem má výkon 6,5 MW a průměr rotoru 130 m. Byla vyvinuta německou společností Aerodyn Energiesysteme a postavena společností Ming Yang na konci roku 2014. Existuje také varianta s 6 MW a průměrem rotoru 140 m.
  • S celkovou výškou 110 m byla největší větrnou turbínou se svislou osou Éole, postavená v roce 1988 v Le Nordais , Cap-Chat, Kanada. Jeho rotor Darrieus má průměr 64 m a výšku 96 m. Do svého uzavření v roce 1992 vyrobila Éole celkem 12 GWh elektrické energie, což odpovídá nominálnímu výkonu necelých 20 týdnů (3,8 MW).
  • Nejvyšší větrné turbíny byly postaveny v roce 2013 ve větrné farmě v tibetském správním obvodu Nagqu . Větrná farma, která má v konečné fázi sestávat z 33 1,5 MW turbín čínského výrobce Guodian , se nachází ve výšce zhruba 4 900 metrů. V srpnu 2013 bylo zřízeno pět systémů.
  • Nejsevernější větrná farma (postavená v roce 2002) se skládá ze 16 Nordex N80, každý o nominálním výkonu 2,5 MW, ve větrné farmě Havøygavlen poblíž Hammerfestu v severním Norsku; roční produkce je až 120 GWh.
  • Nejjižnější větrné turbíny jsou tři Enercon E-33 na 77 ° 51 ′ j. Š . , Které spolu s dieselovými generátory zásobují elektrickou energií základnu Scott v Antarktidě . Nyní opuštěná stanice Neumayer II na 70 ° 38 's měl v letech 1991 až 2008 rotor Darrieus H od Heidelberg Motors, který byl nahrazen Enerconem E-10 pro stanici Neumayer III .

Větrné turbíny v německy mluvících zemích

Německo

Spolkové země sestavily seznamy větrných turbín v Německu:

Baden-Württemberg , Bavaria , Berlin and Brandenburg , Bremen, Hamburg and Lower Saxony , Hesse , Mecklenburg-Western Pomerania , North Rhine-Westphalia , Rhineland-Palatinate , Saarland , Saxony , Saxony-Anhalt , Schleswig-Holstein , Thuringia .

Rakousko

Největší elektrárny jsou uvedeny v seznamu rakouských větrných elektráren .

Viz také seznam dolnorakouských větrných elektráren , větrná energie v Horních Rakousích # lokalit a větrná energie ve Štýrsku # lokalit .

Dva zvláště silné větrné turbíny typu E-126 (výrobce Enercon ) byl postaven v blízkosti Potzneusiedl podle BEWAG dceřinou společností Austrian Wind Power (AWP) a uveden do provozu na začátku roku 2012. Každý z nich má nominální výkon 7,5 MW, výšku náboje přibližně 135 ma výšku hrotu rotoru přibližně 198,5 m.

Švýcarsko

Ve Švýcarsku je zhruba 55 větrných turbín (od poloviny roku 2014). 16 z nich je ve větrné farmě Mont Crosin v horní části průsmyku Mont Crosin.

Větrná elektrárna Calandawind (výška náboje 119 metrů) postavená v letech 2012/13 je první 3 MW větrnou turbínou ve Švýcarsku.

Nejvyšší větrnou farmou v Evropě je větrná farma Gries se čtyřmi větrnými turbínami mezi průsmykem Nufenen a Griesovým průsmykem .

Viz také:

Výrobce větrných turbín

Největším výrobcem z hlediska instalovaného výkonu v roce 2015 byl Goldwind , následovaný společnostmi Vestas , General Electric a Siemens .

Viz také

literatura

webové odkazy

Commons : Wind Turbine  - Collection of Images
Wikislovník: Větrná turbína  - vysvětlení významů, původ slov, synonyma, překlady

Individuální důkazy

  1. Trevor J. Cena: Blyth, James (1839-1906). In: Henry Colin Gray Matthew, Brian Harrison (Eds.): Oxfordský slovník národní biografie , od nejstarších dob do roku 2000 (ODNB). Oxford University Press, Oxford 2004, ISBN 0-19-861411-X , ( oxforddnb.com ), od roku 2004
  2. Robert Gasch , Jochen Twele (Ed.): Větrné elektrárny. Základy, návrh, plánování a provoz . Springer, Wiesbaden 2013, s. 30.
  3. ^ Matthias Heymann : Historie využívání větrné energie 1890-1990. Frankfurt nad Mohanem / New York 1995, s. 107.
  4. ^ Matthias Heymann: Historie využívání větrné energie 1890-1990. Frankfurt nad Mohanem / New York 1995, s. 302.
  5. Omar Ellabban, Haitham Abu-Rub, Frede Blaabjerg: Obnovitelné zdroje energie: Aktuální stav, vyhlídky do budoucna a jejich technologie . Recenze obnovitelné a udržitelné energie 39, (2014), 748–764, s. 755, doi: 10,1016 / j.rser.2014.07.113 .
  6. Srov. Matthias Heymann: Historie využívání větrné energie 1890–1990. Frankfurt nad Mohanem / New York 1995, s. 409.
  7. Alois Schaffarczyk (Ed.): Úvod do technologie větrné energie. Mnichov 2012, s. 37.
  8. Götz Warnke : Pioneers of Renewable Energies 4: Johannes Juul. Na: www.dgs.de. Německá společnost pro sluneční energii V. (DGS) , 30. března 2021, přístup 1. května 2021 .
  9. Erich Hau: Větrné elektrárny: Základy, technologie, využití, ekonomika . Berlín / Heidelberg 2014, s. 40.
  10. Chehouri et al., Přehled technik optimalizace výkonu aplikovaných na větrné turbíny . In: Applied Energy 142, (2015), 361-388, p. 363, doi: 10,1016 / j.apenergy.2014.12.043 .
  11. Stav využívání větrné energie v Německu 2011 ( Memento z 12. listopadu 2013 v internetovém archivu ) (PDF; 2,4 MB). DEWI. Citováno 28. ledna 2012.
  12. stav rozvoje větrné energie na souši v Německu, 2020 . Web Deutsche Windguard. Získaný 26. května 2021.
  13. Průměrná velikost turbíny dosahuje 2,5 MW . In: Windpower Monthly , 6. dubna 2018. Citováno 6. dubna 2018.
  14. Vítězný postup velkého větru . In: Obnovitelné energie. Das Magazin , 23. ledna 2021. Získaný 27. května 2021.
  15. Alexandre Mathern, Christoph von der Haar, Steffen Marx: Betonové podpůrné struktury pro offshoreWind turbíny: aktuální stav, výzvy a budoucí trendy . In: Energie . páska 14 , 2021, doi : 10,3390 / en14071995 .
  16. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 333f.
  17. Vestas se vrací na první místo v průzkumu BTM . In: Windpower Monthly . 26. března 2014, přístup 27. března 2014.
  18. ^ Sdílení platformy se stává normou pro výrobce turbín . In: Windpower Monthly . 1. května 2013, přístup 10. května 2013.
  19. Martin Kaltschmitt , Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (eds.): Obnovitelné energie. Systémová technologie, ekonomika, environmentální aspekty . Berlín / Heidelberg 2013, s. 819.
  20. Kalkulačka výnosu . http://www.wind-data.ch/ Získáno 17. března 2012.
  21. Robert Gasch, Jochen Twele (Ed.): Větrné elektrárny. Základy, návrh, plánování a provoz . Springer, Wiesbaden 2013, s. 507.
  22. a b Berthold Hahn et al, Hranice růstu ještě nebyly dosaženy . Větrný průmysl v Německu. Citováno 19. listopadu 2015.
  23. Andrew Mills, Ryan Wisera, Kevin Porter: Náklady na přenos větrné energie ve Spojených státech: Přehled studií plánování přenosu . In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 16, Edition 1, (2012), 1–19, p. 2, doi: 10.1016 / j.rser.2011.07.131 .
  24. Lorenz Jarass , Gustav M. Obermair, Wilfried Voigt, větrná energie. Spolehlivá integrace do dodávek energie , Berlin Heidelberg 2009, s. XIX.
  25. Srov. Lorenz Jarass, Gustav M. Obermair: Jakou konverzi sítě vyžaduje přechod energie? S přihlédnutím k plánu rozvoje sítě 2012. Münster 2012, s. 159.
  26. ^ Snížení CoE, nutnost ve větrném průmyslu . ( Memento z 29. října 2012 v internetovém archivu ) In: notonlywindenergy.com . 12. června 2012, Citováno 3. července 2012.
  27. Philip Tafarte a kol.: Malé úpravy, velké dopady: Možnosti optimalizované kombinace variabilních obnovitelných zdrojů energie . In: Energie . páska 72 , 2014, s. 80-92 , doi : 10,1016 / j.energy.2014.04.094 .
  28. McKenna et al., Klíčové výzvy a vyhlídky velkých větrných turbín . In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 53, (2016), 1212–1221, p. 1220, doi: 10.1016 / j.rser.2015.09.080 .
  29. Viz Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 157–160.
  30. Lukas Kern, Johann Valentin Seebaß, Jan Schlüter: Potenciál vertikálních větrných turbín v kontextu narůstajících konfliktů ve využívání půdy a problémů s přijetím větrné energie. In: Zeitschrift für Energiewirtschaft № 43 (2019), s. 289–302; online na springer.com, také PDF (1,9 MB) .
  31. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 71.
  32. Výstavní pomník pro Windenergy. Obří křídlo v Hamburku . In: Obnovitelné energie. Das Magazin , 19. září 2014, přístup 15. prosince 2014.
  33. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 303.
  34. SWR2 : Proč se všechny větrné turbíny otáčejí ve směru hodinových ručiček? , ze dne 6. listopadu 2011, přístup 8. září 2017
  35. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 141.
  36. Viz Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 209.
  37. Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (eds.): Obnovitelné energie. Systémová technologie, ekonomická účinnost, environmentální aspekty , Berlin / Heidelberg 2013, s. 478.
  38. Robert Gasch, Jochen Twele (Ed.): Větrné elektrárny. Základy, návrh, plánování a provoz . Springer, Wiesbaden 2013, s. 557.
  39. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin Heidelberg 2014, s. 879f.
  40. Ming Yang dokončuje 6,5 MW větrné turbíny . Recenze větrné energie a elektrických vozidel. Citováno 7. listopadu 2013.
  41. Koncovka hřebene větrné energie ENERCON. In: Technický popis. ENERCON GmbH, 21. října 2014, přístup 30. dubna 2018 .
  42. ^ Siemens: Vzduchové meče pro více elektřiny. Tisková zpráva společnosti Siemens, naposledy zobrazena 6. září 2014.
  43. http://www.iwrpressedienst.de/energie-themen/pm-5368-wirektiven-der-tuberkel-technologie-im-windkanal-bestaetigt
  44. Tuning pro větrné turbíny. Přivýdělek prostřednictvím dovybavení . In: Obnovitelné energie. Časopis , 10. listopadu 2013, byl přístupný 15. prosince 2014.
  45. celý text (anglicky). Wind Energy Science, 5, 1359-1374, 2020. DOI
  46. MDR.de 13. července 2020: Rotace větrné turbíny: Obráceně to není správné
  47. Tisková zpráva ze Spolkové asociace pro větrnou energii ( BWE).
  48. viz také kontrola faktů (pdf)
  49. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 153.
  50. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 841.
  51. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 841f.
  52. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 316f.
  53. Robert Gasch, Jochen Twele (Ed.): Větrné elektrárny. Základy, návrh, plánování a provoz . Springer, Wiesbaden 2013, s. 98 a.
  54. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 395.
  55. Zpráva o větrné energii Německo 2011. ( Memento z 8. prosince 2015 v internetovém archivu ) (PDF; 6,1 MB). Fraunhofer IWES . Citováno 14. července 2012, s. 59.
  56. Paraic Higgins, Aoife Foley: Vývoj pobřežní větrné energie ve Spojeném království . In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 37, (2014), 599–612, s. 604f, doi: 10,1016 / j.rser.2014.05.058 .
  57. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 342–345.
  58. Robert Gasch, Jochen Twele (Ed.): Větrné elektrárny. Základy, návrh, plánování a provoz . Springer, Wiesbaden 2013, s. 68f.
  59. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 376.
  60. Alois Schaffarczyk (Ed.): Úvod do technologie větrné energie. Mnichov 2012, s. 243f.
  61. Ming Cheng, Ying Zhu: Nejmodernější systémy a technologie přeměny větrné energie: přehled . In: Energy Conversion and Management 88, (2014), 332–347, doi: 10.1016 / j.enconman.2014.08.037
  62. Volker Quaschning : Regenerativní energetické systémy, technologie - výpočet - simulace. Mnichov 2011, s. 290.
  63. Alois Schaffarczyk (Ed.): Úvod do technologie větrné energie. Mnichov 2012, s. 251.
  64. ^ Siegfried Heier : Větrné elektrárny. Návrh systému, integrace a regulace sítě , Wiesbaden 2005, s. 13 a s. 186.
  65. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 444f.
  66. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 436f.
  67. Mario Mocker a kol.: Technologické suroviny pro obnovitelné energie - dostupnost a ekologické aspekty . In: Chemie Ingenieur Technik 87, (2015), doi: 10.1002 / cite.201400121 .
  68. a b c Bernd Müller: Vzácné zeminy - už nejsou vzácné? In: Bundesverband Windenergie (Ed.): Nová energie . Březen 2017, ISSN  0949-8656 .
  69. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 420f.
  70. Johannes Schmitz, Nils Vatheuer: Hydrostatický pohon pro větrné turbíny. (Již není k dispozici on-line.) IFAS při RWTH Aachen University, archivovány od originálu dne 26. listopadu 2015 ; Citováno 14. srpna 2012 .
  71. Viz Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 452.
  72. Volker Quaschning: Regenerativní energetické systémy. Technologie - výpočet - simulace . 8. aktualizované vydání. Mnichov 2013, s. 308f.
  73. McKenna et al.: Klíčové výzvy a vyhlídky velkých větrných turbín . In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 53, (2016), 1212–1221, p. 1219, doi: 10.1016 / j.rser.2015.09.080 .
  74. Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (eds.): Obnovitelné energie. Systémová technologie, ekonomika, environmentální aspekty . Berlín / Heidelberg 2013, s. 483.
  75. Anca D. Hansen, Müfit Altin, Ioannis D. Margaris, Florin Iov, Germán C. Tarnowski: Analýza krátkodobé schopnosti nadprodukce větrných turbín s proměnnou rychlostí. In: Obnovitelná energie . 68 (2014) 326–336, s. 326f doi: 10,1016 / j.renene.2014.02.012 .
  76. Nové systémy s nízkým větrem. Velké rotorové turbíny: ještě více obrázků a prohlášení . In: Obnovitelné energie. Časopis , 2. listopadu 2015, byl přístupný 2. listopadu 2015.
  77. Viz Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 514.
  78. Viz Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 531.
  79. a b c Stefan Bögl: Hybridní větrné elektrárny - nová generace větrných elektráren. ( Memento ze 6. června 2012 v internetovém archivu ) 36. stavební seminář Lindau, leden 2011.
  80. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 507-513.
  81. a b McKenna et al.: Klíčové výzvy a vyhlídky velkých větrných turbín . In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 53, (2016), 1212–1221, p. 1218, doi: 10.1016 / j.rser.2015.09.080 .
  82. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 513f.
  83. a b Technologie 3MW model: Vestas odhalil turbínu V136-3,45MW s nízkým větrem . In: Windpower Monthly , 30. září 2015, přístup 29. října 2015.
  84. Šroubovaná ocelová skořepinová věž. (PDF) Siemens Wind Power, 18. února 2017, přístup 18. února 2017 .
  85. Premiéra nové ocelové věže. Märkische Onlinezeitung, 13. ledna 2016, přístup 27. listopadu 2020 .
  86. Video: Lagerwey na horolezeckém jeřábu testuje konstrukci ocelové věže s horolezeckým jeřábem
  87. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 524f.
  88. Robert Gasch , Jochen Twele (Ed.): Větrné elektrárny. Základy, návrh, plánování a provoz . Springer, Wiesbaden 2013, s. 105.
  89. a b Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 503.
  90. Alois Schaffarczyk (Ed.): Úvod do technologie větrné energie. Mnichov 2012, s. 290f.
  91. První vícemegawattový systém se 100 m dřevěnou věží je na místě . In: Sonne Wind & Wärme , 15. října 2012, přístup 18. října 2012.
  92. Obří s dřevěnou nohou. Heise, 22. listopadu 2012, přístup 22. listopadu 2012 .
  93. Robert Gasch, Jochen Twele (Ed.): Větrné elektrárny. Základy, návrh, plánování a provoz . Springer, Wiesbaden 2013, s. 521.
  94. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 886.
  95. Zpráva o větrné energii Německo 2009 Offshore ( Memento z 8. prosince 2015 v internetovém archivu ) (PDF; 33 MB). Fraunhofer IWES . Citováno 21. listopadu 2013.
  96. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 628f.
  97. Volker Quaschning : Regenerativní energetické systémy. Technologie - výpočet - simulace . 8. aktualizované vydání. Mnichov 2013, s. 275.
  98. Srov. Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (eds.): Obnovitelné energie. Systémová technologie, ekonomická účinnost, environmentální aspekty , Berlin / Heidelberg 2013, s. 510f.
  99. Damir Jelaska a kol.: Nová hybridní převodovka pro větrné turbíny s proměnnou rychlostí . In: Renewable Energy 83, (2015), 78-84, p. 78, doi: 10.1016 / j.renene.2015.04.021 .
  100. Robert Gasch , Jochen Twele (Ed.): Větrné elektrárny. Základy, návrh, plánování a provoz . Springer, Wiesbaden 2013, s. 61.
  101. E. Pick, H.-J. Wagner: Příspěvek ke kumulativní spotřebě energie vybraných měničů větrné energie. Zpráva předsedy pro energetické systémy a ekonomiku. University of Bochum 1998, s. 20.
  102. Větrná farma Scharndorf-West: podrobné informace (PDF; 89 kB). Informační brožura. Citováno 9. listopadu 2013.
  103. G. Schauer, A. Szeless: Potenciál - příklady technologií a systémů - ekologická kompatibilita - ekonomická účinnost - rozvoj trhu. In: Elektrotechnika a informační technologie. 114, číslo 10 (1997), 572-579, str. 574f, doi: 10,1007 / BF03159081 .
  104. Klaus Heuck, Klaus-Dieter Dettmann, Detlef Schulz: Zásobování elektrickou energií. Výroba, přenos a elektrická energie pro studium a praxi. 8. přepracované a aktualizované vydání. Wiesbaden 2010, s. 9.
  105. Holger Watter, systémy regenerativní energie. Základy, systémové technologie a příklady aplikací z praxe , Wiesbaden 2011, s. 70.
  106. ^ Mark Z. Jacobson : Přehled řešení globálního oteplování, znečištění ovzduší a energetické bezpečnosti . In: Energy and Environmental Science 2, (2009), 148-173, s. 154, doi: 10,1039 / b809990c .
  107. a b Společnost Enercon uvádí na trh turbínovou platformu o výkonu 4 MW . In: Windpower Monthly , 5. prosince 2014, přístup 17. prosince 2014.
  108. Robert Gasch , Jochen Twele (Ed.): Větrné elektrárny. Základy, návrh, plánování a provoz . Springer, Wiesbaden 2013, s. 534.
  109. Směrnice pro nárazy větrných turbín a důkaz stability pro věž a základ. Verze říjen 2012 ( Memento ze 4. března 2016 v internetovém archivu ). Spisy Německého institutu pro stavební technologie, řada B, vydání 8. Přístup 18. prosince 2014.
  110. Gamesa certifikováno prodloužení životnosti na deset let . In: Windpower Monthly , 16. prosince 2014, přístup 17. prosince 2014.
  111. ↑ Nedostatečné recyklační kapacity pro demontáž větrných turbín. Studie UBA se zabývá environmentálními aspekty recyklace starých větrných turbín. 1. listopadu 2019 .;
  112. a b Lindeiner, A. v. (2014): Větrná energie a ochrana ptáků. - ANLiegen Natur 36 (1): 39–46, běh. PDF 0,8 MB
  113. Martin Kaltschmitt , Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (eds.): Obnovitelné energie. Systémová technologie, ekonomika, environmentální aspekty . Berlin / Heidelberg 2013, s. 539f.
  114. ^ Ziyad Salameh: Design systému obnovitelné energie , Academic Press 2014, s. 164.
  115. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 671f.
  116. Vyšetřování zvláštních překážek v souvislosti s posuzováním vlivů na životní prostředí při plánování a schvalování využívání větrné energie na souši a rozvoj možných řešení. (PDF; 6,1 MB) Závěrečná zpráva. Federální agentura pro životní prostředí, srpen 2014, s. 79 , přístup 10. listopadu 2020 .
  117. Vývoj větrné energie v lese. (PDF; 2,9 MB) Rozšíření, specifikace plánování a doporučení pro umístění větrné energie v lesních oblastech ve spolkových zemích, 5. vydání, 2020. Specializovaná agentura pro větrnou energii na souši, 14. září 2020, přístup 10. listopadu 2020 .
  118. Die Welt, Marine Wind Parks Create New Biodiversity , 30. října 2013
  119. Álvaro Camiña: Las Energías Renovables y la Conservacíon de Aves Carroñeras: El Caso del Buitre Leonado (Gyps fulvus) en el Norte de la Península Ibérica . (PDF) 2008.
  120. Martina Carrete a kol.: Rozsáhlé hodnocení rizik větrných farem o životaschopnosti populace globálně ohroženého dravce s dlouhou životností. Biological Conservation 142, 2009, doi: 10,1016 / j.biocon.2009.07.027 ( online ).
  121. BFU: Energeia, 5/2015
  122. Stanovení míry kolize (dravých ptáků) a vytvoření základen souvisejících s plánováním pro prognózu a hodnocení rizika kolize s větrnými turbínami . Průběžná studie. Citováno 4. prosince 2016.
  123. Jakob Katzenberger, Christoph Sudfeldt: Red Kite and Wind Power . Negativní vztah mezi hustotou větrné farmy a trendy zásob. In: Der Falke - Journal for Bird Watchers . Ne. 10/2019 . Aula-Verlag , říjen 2019, ISSN  0323-357X ( falke-journal.de [PDF; přístup 25. prosince 2019]).
  124. Michelle Lewis: EGEB: Singapurská sluneční energie je obrovská - na vodě. Singapurská sluneční energie, větrné turbíny přátelské k ptákům, průlom v solární technice. In: Electrek. 21. srpna 2020, přístup 22. srpna 2020 (americká angličtina).
  125. Roel May, Torgeir Nygård, Ulla Falkdalen, Jens Åström, Øyvind Hamre, Bård G. Stokke: Paint it black: Efektivita zvýšené viditelnosti lopatek rotoru větrné turbíny ke snížení smrtelných nehod. In: Ekologie a evoluce. 26. července 2020, doi: 10.1002 / ece3.6592 (anglicky).
  126. ^ Benjamin K. Sovacool, Ptačí výhody větrné energie: aktualizace z roku 2009 . Renewable Energy 49, (2013), 19-24, doi: 10,1016 / j.renene.2012.01.074 .
  127. Yogesh Kumar et al.: Větrná energie: trendy a základní technologie . In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 53, (2016), 209–224, s. 221, doi: 10.1016 / j.rser.2015.07.200 .
  128. Emma Marris, Daemon Fairless: Smrtící pověst větrných farem se těžko mění . Nature 447, 2007, s. 126, doi: 10,1038 / 447126a .
  129. Wang a kol.: Ekologické dopady větrných farem na ptáky: Otázky, hypotézy a potřeby výzkumu . In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 44, (2015), 599–607, pp. 601f, doi: 10.1016 / j.rser.2015.01.031 .
  130. WindBat. Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg , přístup 25. července 2019 .
  131. a b Robert Brinkmann, Oliver Behr, Ivo Niermann, Michael Reich (eds.): Vývoj metod pro vyšetřování a snižování rizika kolize netopýrů na pobřežních větrných turbínách (=  prostředí a prostor . Objem 4 ). Cuvillier Verlag , Göttingen 2011, ISBN 978-3-86955-753-3 ( cuvillier.de ).
  132. a b Oliver Behr, Robert Brinkmann, Fränzi Korner-Nievergelt, Martina Nagy, Ivo Niermann, Michael Reich, Ralph Simon (eds.): Snížení rizika kolize netopýrů na pobřežních větrných turbínách (=  prostředí a prostor . Objem 7 ). Leibniz University Hannover , Hannover 2016, doi : 10.15488 / 263 .
  133. Oliver Behr, Robert Brinkmann, Klaus Hochradel, Jürgen Mages, Fränzi Korner-Nievergelt, Heidje Reinhard, Ralph Simon, Florian Stiller, Natalie Weber, Martina Nagy: Určení rizika kolize netopýrů na pobřežních větrných turbínách v plánovací praxi . Erlangen , Freiburg , Ettiswil 2018 ( fau.de [PDF]).
  134. ^ A b Christian C. Voigt a kol.: Divoká zvěř a obnovitelná energie: Německá politika překračuje migrační netopýry . In: European Journal of Wildlife Research . páska 61 , 2015, s. 213-219 , doi : 10,1007 / s10344-015-0903-y (anglicky).
  135. Andreas Zahn, Anika Lustig a Matthias Hammer: Potenciální efekty větrných turbín na populace netopýrů . In: Přírodní starosti . páska 36 , č. 1 , 2014, ISBN 978-3-944219-09-7 , s. 21–35 ( bayern.de [PDF]).
  136. Jörg Müller: Netopýři v lese - nová nebezpečí větrné energie . In: Přírodní starosti . páska 36 , č. 1 , 2014, ISBN 978-3-944219-09-7 , s. 36–38 ( bayern.de [PDF]).
  137. Erin F. Baerwald a kol.: Barotrauma je významnou příčinou úmrtí netopýrů ve větrných turbínách. In: Aktuální biologie. 18, č. 16, 2008, s. R695 - R696, doi: 10,1016 / j.cub.2008.06.029 .
  138. ^ Linn S. Lehnert, Stephanie Kramer-Schadt, Sophia Schönborn, Oliver Lindecke, Ivo Niermann, Christian C. Voigt: Zařízení větrných farem v Německu zabíjejí netopýry netopýry z blízka i z daleka . In: PLOS ONE . páska 9 , č. 8 , 13. srpna 2014, doi : 10.1371 / journal.pone.0103106 (anglicky, scinexx.de [přístup 14. srpna 2014]).
  139. Christian C. Voigt, Katharina Rehnig, Oliver Lindecke, Gunārs Pētersons: Tažné netopýry přitahuje červené světlo, ale nikoli teplé bílé světlo: Důsledky pro ochranu nočních migrantů . In: Ekologie a evoluce . páska August 8 , 2018 doi : 10,1002 / ece3.4400 (angličtina, researchgate.net [přistupovat 18. ledna, 2020]).
  140. CV Long, JA Flint, PA Lepper: Přitažlivost hmyzu k větrným turbínám: hraje roli barva? In: European Journal of Wildlife Research . páska 57 , 2011, s. 323–331 , doi : 10,1007 / s10344-010-0432-7 (anglicky, archives-ouvertes.fr ).
  141. ^ Franz Trieb: Interference létajícího hmyzu a větrných parků . Zpráva o projektu na webu DLR , říjen 2018
  142. Daniel Wetzel: Modelová analýza: Větrná energie může být částečně zodpovědná za smrt hmyzu . In: Welt Online . 18. března 2019
  143. Bernward Janzing : Studie o nebezpečích větrných turbín: Výroba nálady se smrtí hmyzu . In: denní tisk . 24. března 2019
  144. Jenell M. Walsh-Thomas a kol.: Další důkazy o dopadech velkých větrných farem na teplotu povrchu země. Recenze obnovitelné a udržitelné energie 16, 2012, doi: 10,1016 / j.rser.2012.07.004 ( plný text zdarma ).
  145. Lee M. Miller, David W. Keith: Climatic Impacts of Wind Power. Joule 2, 2018, doi: 10.1016 / j.joule.2018.09.009 ( plný text zdarma ).
  146. ^ Mark Z. Jacobson a kol.: Zkrocení hurikánů s řadami pobřežních větrných turbín. Nature Climate Change 4, 2014, doi: 10,1038 / NCLIMATE2120 ( volný plný text ).
  147. Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (eds.): Obnovitelné energie. Systémová technologie, ekonomika, environmentální aspekty . Berlín / Heidelberg 2013, s. 542.
  148. Odpočívejte pod rotory . Deutschlandradio, 26. října 2011.
  149. Tři offshore koncepce pro budoucnost . Obnovitelné energie, duben 2014.
  150. ↑ Inventář materiálu a materiálové toky v infrastrukturách ( Memento ze 4. prosince 2013 v internetovém archivu ) (PDF; 4,3 MB). Studie Wuppertalského institutu pro klima, životní prostředí a energetiku . Citováno 20. července 2012.
  151. ↑ Inventář materiálu a materiálové toky v infrastrukturách ( Memento ze 4. prosince 2013 v internetovém archivu ) (PDF; 4,3 MB). Studie Wuppertalského institutu pro klima, životní prostředí a energetiku . Citováno 20. července 2012, s. 171–178.
  152. Větrné turbíny pohlcují materiál . In: VDI nachrichten , 20. července 2012, přístup 20. července 2012.
  153. ↑ Inventář materiálu a materiálové toky v infrastrukturách ( Memento ze 4. prosince 2013 v internetovém archivu ) (PDF; 4,3 MB). Studie Wuppertalského institutu pro klima, životní prostředí a energetiku . Citováno 20. července 2012, s. 154.
  154. Schlütersche Verlagsgesellschaft mbH & Co KG: Demontáž: Diamantová pila řeže listy rotoru jako máslo. Získaný 18. ledna 2021 .
  155. ↑ Větrné turbíny: Kdo kontroluje likvidaci? , NDR .de, 3. dubna 2017
  156. Blížící se recyklační překážka: Problém s nepoužívanými větrnými turbínami . In: Spiegel Online . 1. listopadu 2019 ( spiegel.de [přístup 2. listopadu 2019]).
  157. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 931.
  158. Thomas Schabbach, Viktor Wesselak: Energie. Budoucnost bude obnovitelná. Berlín / Heidelberg 2012, s. 24.
  159. a b Till Zimmermann, parametrizovaný nástroj pro místní specifické LCA měničů větrné energie . In: The International Journal of Life Cycle Assessment 18, (2013), 49-60, doi: 10,1007 / s11367-012-0467-y .
  160. ^ Fulvio Ardente, Marco Beccali, Maurizio Cellura, Valerio Lo Brano: Energetická náročnost a hodnocení životního cyklu italské větrné farmy. In: Recenze obnovitelné a udržitelné energie . 12 (2008), 200-217, s. 214. doi: 10,1016 / j.rser.2006.05.013
  161. JK Kaldellis, D. Apostolou: Energie životního cyklu a uhlíková stopa pobřežní větrné energie. Srovnání s onshore protějškem . In: Obnovitelná energie . páska 108 , 2017, s. 72-84 , doi : 10,1016 / j.renene.2017.02.039 .
  162. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 931f.
  163. Rodoula Tryfonidou, energetická analýza pobřežní větrné farmy s přihlédnutím k integraci sítě. (= Série publikací předsedy pro energetické systémy a energetickou ekonomiku. 14). zgl. Diss., Bochum 2007. Online (PDF; 1,2 MB)
  164. Matthias Geuder: Energetické hodnocení větrných elektráren. (PDF; 2,1 MB) University of Applied Sciences Würzburg-Schweinfurt, Schweinfurt 2004 (diplomová práce).
  165. Eduardo Martinez a kol., Hodnocení životního cyklu větrné turbíny o výkonu 2 MW: metoda CML . In: The International Journal of Life Cycle Assessment 14, (2009), 52-63, doi: 10.1007 / s11367-008-0033-9 .
  166. Více větrné energie na souši přináší pozornost ekologii . In: vdi novinky. 2. září 2011, přístup 17. září 2011.
  167. a b Begoña Guezuraga, Rudolf Zauner, Werner Pölz: Hodnocení životního cyklu dvou různých větrných turbín třídy 2 MW. In: Obnovitelná energie . 37 (2012) 37-44, s. 44. doi: 10,1016 / j.renene.2011.05.008
  168. ^ A b Karl R. Haapala, Preedanood Prempreeda: Srovnávací hodnocení životního cyklu větrných turbín o výkonu 2,0 MW. In: International Journal of Sustainable Manufacturing. Vol.3, No. 2, 2014, s. 170-185. doi: 10.1504 / IJSM.2014.062496
  169. Podkladový dokument vzácné zeminy (PDF; 136 kB) Öko-Institut, leden 2011.
  170. ^ Souhrny minerálních komodit. In: Statistiky a informace o vzácných zeminách. USGS, 2019, přístup 20. srpna 2021 .
  171. Evropská komise. Společné výzkumné středisko.: Úloha prvků vzácných zemin ve větrné energii a elektrické mobilitě: analýza budoucích rovnováh mezi nabídkou a poptávkou. Úřad pro publikace, LU 2020, doi : 10.2760 / 303258 ( europa.eu [přístup 20. srpna 2021]).
  172. a b c Xiaoyue Du, TE Graedel: Global Rare Earth In-Use Stocks NdFeB Permanent Magnets . In: Journal of Industrial Ecology 16, Issue 6, (2011), 836-843, doi: 10.1111 / j.1530-9290.2011.00362.x .
  173. a b Stefania Massari, Marcello Ruberti: Prvky vzácných zemin jako kritické suroviny: Zaměřte se na mezinárodní trhy a budoucí strategie . In: Resources Policy 38, (2013), 36–43, doi: 10,1016 / j.resourpol.2012.07.001 .
  174. S. Glöser-Chahoud, M. Pfaff, L. Tercero Espinoza, M. Faulstich: DYNAMICKÁ ANALÝZA PRŮTOKU MAGNETICKÝCH MATERIÁLŮ NEODYME A DYSPROSIUM V NĚMECKU. Ulrich Teipel a Armin Reller, Fraunhofer Verlag, 2016, přístup 20. srpna 2021 .
  175. Evropská komise. Joint Research Center.: Surovinová poptávka po větrných a solárních FV technologiích při přechodu na dekarbonizovaný energetický systém. Úřad pro publikace, LU 2020, doi : 10.2760 / 160859 ( europa.eu [přístup 20. srpna 2021]).
  176. ^ Iain Cox: Společné obavy z větrné energie. Centrum pro udržitelnou energii, červen 2017, přístup 20. srpna 2021 .
  177. EcoSwing - Optimalizace nákladů na energii pomocí supravodivých větrných generátorů - první ukázka nízkonákladového lehkého supravodivého generátoru DD o výkonu 3,6 MW na větrné turbíně. In: Komise EU. CORDIS, 30. dubna 2019, přístup 20. srpna 2021 .
  178. Větrný průmysl se obává poškození obrazu z negativní zprávy o používání neodymu ve větrných turbínách. euwid-energie.de, 9. května 2011, přístup 20. srpna 2021 .
  179. Markus Mueller, Henk Polinder (eds.): Elektrické pohony pro systémy obnovitelné energie s přímým pohonem , Woodhead Publishing Limited 2013, s. 147.
  180. Technologie 3MW model: Vestas odhalil turbínu V136-3,45MW s nízkým větrem . In: Windpower Monthly , 30. září 2015. Citováno 8. května 2017.
  181. Koen Binnemans et al.: Recyklace vzácných zemin: kritický přehled . In: Journal of Cleaner Production 51, (2013), 1–22, doi: 10,1016 / j.jclepro.2012.12.037 .
  182. Erich Hau: Větrné elektrárny: Základy, technologie, využití, ekonomika. Berlin / Heidelberg 2014, s. 651f.
  183. RHEINPFALZ.DE: Přední část byla odstraněna. 13. ledna 2014, archivováno z originálu 16. ledna 2014 ; přístup 15. srpna 2019 .
  184. a b Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (eds.): Obnovitelné energie. Systémová technologie, ekonomika, environmentální aspekty . Berlín / Heidelberg 2013, s. 543.
  185. Oliver Braun: Windrad uvádí: „I Burn“ nwzonline.de, 15. října 2013, přístup 20. prosince 2017.
  186. Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (eds.): Obnovitelné energie. Systémová technologie, ekonomika, environmentální aspekty . Berlín / Heidelberg 2013, s. 537.
  187. Erich Hau: Větrné elektrárny: Základy, technologie, využití, ekonomika. Berlín / Heidelberg 2014, s. 842f.
  188. VEENKER: Větrné turbíny v blízkosti chráněných objektů / stanovení minimálních vzdáleností
  189. TÜV: Větrné turbíny tikající časové bomby Westfalenpost ze dne 30. ledna 2019, přístup 4. února 2019.
  190. Většina odpůrců jaderné energie v Německu, Itálii a Mexiku. Ipsos , 20. června 2011; archivováno z originálu 9. února 2017 ; přístup 12. března 2019 .
  191. ^ Hans-Martin Henning, Andreas Palzer: Komplexní model pro německý sektor elektřiny a tepla v budoucím energetickém systému s dominantním přínosem technologií obnovitelné energie-Část I: Metodika. In: Recenze obnovitelné a udržitelné energie . 30, (2014), 1003-1018, s. 1003, doi: 10,1016 / j.rser.2013.09.012
  192. Průzkum společnosti Forsa: Většina německých občanů je pro rozšiřování obnovitelných energií s neomezeným financováním. In: Agentura pro obnovitelné energie. 14. prosince 2009.
  193. Clemens Wunderlich, Philipp Vohrer: Přijetí obnovitelných energií v německé populaci ( Memento z 18. května 2013 v internetovém archivu ) (PDF; 915 kB), Obnovuje speciál, březen 2012.
  194. a b Fabian David Musall, Onno Kuik: Místní přijetí obnovitelné energie. Případová studie z jihovýchodního Německa. In: Energetická politika . 39, (2011), 3252-3260, s. 3252f, doi: 10,1016 / j.enpol.2011.03.017 .
  195. Fabian David Musall, Onno Kuik: Místní přijetí obnovitelné energie. Případová studie z jihovýchodního Německa . Energetická politika , 39, (2011), 3252-3260, s. 3259, doi: 10,1016 / j.enpol.2011.03.017 .
  196. Vzdálenosti a KDO . LUBW webové stránky . Citováno 29. října 2015.
  197. Vysvětlující e -mail od WHO BUND Regionalverband Stuttgart ( upomínka z 1. dubna 2015 v internetovém archivu ), poslední přístup 29. října 2015.
  198. Průzkum obyvatel možných větrných farem ve východním Švýcarsku , Institut pro ekonomiku a ekologii na univerzitě v St. Gallenu, listopad 2015
  199. UBA: Možné zdravotní účinky větrných turbín. Listopad 2016. Citováno 21. srpna 2017 .
  200. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 653.
  201. Alois Schaffarczyk (Ed.): Úvod do Windenergietechnik , Mnichov 2012, s. 129.
  202. Srov. Robert Gasch, Jochen Twele (Ed.): Windkraftanlagen. Základy, návrh, plánování a provoz . Springer, Wiesbaden 2013, s. 516.
  203. ^ Bavorský státní úřad pro životní prostředí / Bavorský státní úřad pro zdraví a bezpečnost potravin : UmweltWissen - Klima & Energie. Energie větru v Bavorsku , č. 3.4, s. 9; Vyhláška o větrné energii 2011, č. 5.2.1.3, MBl. NRW. 2011, s. 321ff ( PDF ( Memento z 28. února 2013 v internetovém archivu )); Landesumweltamt (LUA) Severní Porýní-Vestfálsko , materiály č. 63, větrné turbíny a kontrola imisí, Essen 2002, č. 5.2.1, s. 25 (PDF) ( Memento z 10. března 2012 v internetovém archivu )
  204. a b Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 658.
  205. Šíření zvuku pod širým nebem , vysvětleno v diplomové práci na téma strojní akustiky , vytvořené na Ústavu strojního inženýrství na Clausthal University of Technology
  206. Viz Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 659.
  207. Alois Schaffarczyk (Ed.): Úvod do Windenergietechnik , Mnichov 2012, s. 127.
  208. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 654.
  209. Martin Kaltschmitt , Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (eds.), Obnovitelné energie. Systémová technologie, ekonomická účinnost, environmentální aspekty , Berlin Heidelberg 2013, s. 536.
  210. Větrná energie a infrazvuk (PDF; 3,5 MB), nízkofrekvenční zvuky z větrných turbín LUBW a Státního zdravotního úřadu Bádenska-Württemberska ve stuttgartské regionální radě
  211. amplitudová modulace jako zvláštní hlukové charakteristiky větrných turbín při snižování hluku , 5/2018, strana 171-181, přístup online 12. října 2018
  212. WHO: Odůvodnění pro směrné úrovně hluku větrných turbín , in: Pokyny pro hluk v životním prostředí pro evropský region , strana 77 a násl.
  213. Erich Hau: Větrné elektrárny: Základy, technologie, využití, ekonomika . Berlin / Heidelberg 2014, s. 837–839.
  214. Vydělávání končí v noci nepřetržitým blikáním na větrných turbínách . In: IWR , April 1, 2015, accessed 1. dubna 2015.
  215. Uckermark je vypnutý . In: Märkische Oderzeitung , 16. prosince 2016. Přístup 2. ledna 2017.
  216. Výstupní systém přestane blikat nepřetržitě na více než 20 větrných turbínách. iwr.de, 8. března 2017, přístup 9. března 2017 .
  217. Specializovaná agentura pobřežní větrné energie: Radar pro leteckou bezpečnost.
  218. ^ Specializovaná agentura pro větrnou energii na souši: Vojenský letecký dohled.
  219. Německé řízení letového provozu: řízení letového provozu a konstrukce větrných turbín. .
  220. Větrná energie způsobuje turbulence v cenách nemovitostí. In: Svět . 22. září 2003. Citováno 17. února 2017 .
  221. Do větrné turbíny, soudruzi! In: Svět . 21. ledna 2012. Citováno 21. ledna 2012 .
  222. Vornholz, Günter 2015: Účinky větrných turbín na ceny nemovitostí, in: Der ImmobilienBrief, č. 321, s. 21–23.
  223. Tiskoviny č.: 01749-15. (PDF) In: City of Dortmund . Citováno 26. dubna 2020 : „Pan Elkmann (agentura pro životní prostředí) poukazuje na to, že o tom neexistují žádná spolehlivá zjištění.“
  224. Viz v této diskusi z. B. Werner Nohl: Krajinné estetické efekty větrných turbín. 2009; Günter Ratzbor: Větrné turbíny a krajina. O vlivu větrných turbín na krajinu. ( Memento ze 4. března 2016 v internetovém archivu ) Diplomová práce DNR. 2011; Sören Schöbel: Větrná energie a estetika krajiny: Pro uspořádání větrných farem přizpůsobené krajině. Jovis-Verlag, Berlín 2012; Thomas Kirchhoff: Energetický přechod a estetika krajiny. Objektifikace estetických hodnocení energetických systémů odkazem na tři intersubjektivní krajinné ideály. In: Ochrana přírody a plánování krajiny. 46 (1), 2014, s. 10–16.
  225. Příklad „Účinky demografických změn na cestovní ruch a závěry pro politiku cestovního ruchu“ ( Memento ze dne 25. dubna 2014 v internetovém archivu ) (PDF; 1 MB) V letech 1999/2000 zkoumal NIT-Kiel turistické efekty větrných turbín
  226. Přijetí větrných farem v turistických komunitách na německém pobřeží Severního moře ( memento z 19. července 2007 v internetovém archivu ) (PDF; 389 kB). Webové stránky Univerzity aplikovaných věd v Bremerhavenu . Citováno 11. listopadu 2012.
  227. ↑ Průzkum návštěvníků o přijetí větrných turbín v Eifelu (PDF; 6642 kB). Získaný 8. srpna 2014.
  228. Ulrichstein - naučná stezka pro větrnou energii . Citováno 25. listopadu 2012.
  229. Hilchenbacher Windwanderweg otevřen ( memento z 25. dubna 2014 v internetovém archivu ). rothaarwind.de; Citováno 25. listopadu 2012.
  230. Prohlídka větrné turbíny . prenzlau-tourismus.de; Citováno 25. listopadu 2012.
  231. https://www.windenergie.at > Informační služba> Akce> Maschinenhaus. Stránka podrobností , přístupná 23. června 2018.
  232. Monika Agatz: Příručka větrné energie. Prosinec 2018, přístup 21. června 2019 .
  233. Schválení pro malé větrné turbíny pod 50 metrů . In: klein-windkraftanlagen.com. Citováno 13. prosince 2012.
  234. Leopold Böswirth, Sabine Bschorer: Technická mechanika tekutin. Text a cvičebnice . Wiesbaden 2014, s. 84.
  235. Náklady na výrobu elektřiny z obnovitelných energií, listopad 2013 . Web Fraunhofer ISE . Citováno 30. ledna 2014.
  236. Robert Gasch, Jochen Twele (Ed.): Větrné elektrárny. Základy, návrh, plánování a provoz . Springer, Wiesbaden 2013, s. 539.
  237. Martin Kaltschmitt , Wolfgang Streicher (Ed.): Regenerativní energie v Österreichu. Základy, systémová technologie, environmentální aspekty, analýzy nákladů, potenciál, využití. Wiesbaden 2009, s. 225.
  238. ^ David Richard Walwyn, Alan Coli Brent: Obnovitelná energie shromažďuje páru v Jižní Africe . Recenze obnovitelné a udržitelné energie 41, (2015), 390–401, doi: 10,1016 / j.rser.2014.08.049 .
  239. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani : Směrem k elektricky poháněnému světu . In: Energy and Environmental Science 4 , (2011), 3193-3222, s. 3217, doi: 10,1039 / c1ee01249e .
  240. 6. vydání 2017 s. 891; V 5. vydání v roce 2014 pojmenoval 3 053 000 eur neboli 1016 eur / kW.
  241. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 6. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2017, s. 892 (5. vydání, 2014, s. 871f.: 3 276 000 EUR nebo 1092 EUR / kW).
  242. Erich Hau: Větrné elektrárny - základy, technologie, využití, ekonomika. 5. vydání. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, s. 894.
  243. John Kulms: Záchranáři hledali vyčerpané větrné turbíny. Větrná energie je důležitým pilířem energetické transformace. Ale v poslední době se expanze v Německu zastavila. Protože fixní odměna končí pro tisíce závodů, průmysl se obává ztráty mnoha větrných turbín. In: www.deutschlandfunk.de. Deutschlandfunk (DLF) , 7. prosince 2020, přístup 8. prosince 2020 ( verze MP3 ).
  244. Chehouri et al.: Přehled technik optimalizace výkonu aplikovaných na větrné turbíny . In: Applied Energy 142, (2015), 361-388, p. 382, doi: 10,1016 / j.apenergy.2014.12.043 .
  245. Rotor: Delší lopatky pro větší výkon . In: EE-News , 7. února 2014, přístup 9. února 2014.
  246. ^ RH Barnes et al.: Vylepšená metodika pro návrh lopatek větrných turbín specifických pro nízkou rychlost větru . In: Composite Structures 119, (2015), 677–684, doi: 10.1016 / j.compstruct.2014.09.034 .
  247. J. Lloberas, A. Sumper, M. Sanmarti, X. Granados: Přehled vysokoteplotních supravodičů pro offshore synchronní generátory větrné energie . In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 38, (2014), 404-414, doi: 10.1016 / j.rser.2014.05.003 .
  248. Robert Gasch, Jochen Twele (Ed.): Větrné elektrárny. Základy, návrh, plánování a provoz . Springer, Wiesbaden 2013, s. 559.
  249. Uwe Ahrens et al.: Vzdušná větrná energie. Springer, Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-39964-0 .
  250. Cristina L. Archer a kol.: Energie přenášená větrem: Optimální umístění a variabilita. In: Renewable Energy 64, (2014), 180-186, doi: 10,1016 / j.renene.2013.10.044 .
  251. [1] „National Geographic: Íránské staletí staré větrné mlýny“
  252. „Tvindkraft - nejstarší fungující větrná turbína na světě“
  253. Nejvýkonnější větrná turbína na světě kompletně nainstalována! , 18. října 2019, přístup 31. října 2019
  254. Deset největších turbín . In: Windpower Monthly , 30. června 2016, přístup 1. července 2016.
  255. První turbíny na nejvyšší větrné farmě na světě . In: Windpower Monthly , 8. srpna 2013, přístup 8. srpna 2013.
  256. Havøygavlen Wind Farm, Norsko (PDF)
  257. Podle plánu (k roku 2007) (PDF; 9 MB)
  258. Největší větrné turbíny oficiálně v provozu . ORF-ON, 22. února 2012.
  259. wind-data.ch (interaktivní mapa) , seznam
  260. Vysoušeč vlasů dělá rekordní měsíc . In: Schweizer Radio und Fernsehen , 19. února 2014, přístup 24. července 2014.
  261. Tržní podíly výrobců větrných turbín na celém světě v roce 2014. Statista.de. Citováno 10. října 2016.