Ostrovy do vetra

Veterná farma Alpha Ventus v Severnom mori, foto wikipédia/SteKrueBe

Veterné turbíny umiestené na mori dokážu generovať viac energie ako tie na suchej zemi. Sú väčšie a výkonnejšie, pretože aj veterné podmienky na mori bývajú búrlivejšie než na súši. Dánsko, ktoré patrí k lídrom vo využívaní veternej energie, sa rozhodlo podniknúť ďalší krok: od polí jednotlivých veterných veží k prvému energetickému ostrovu na svete.

Európska únia plánuje do roku 2050 dosiahnuť uhlíkovú neutralitu, pričom sa uvažuje, že až 300 GW energie by mohlo pochádzať z námorných veterných turbín. Dánsky projekt stavby energetickej centrály v podobe umelého ostrova s potenciálom 10 GW má predstavovať prvý významný príspevok k dosiahnutiu tohto cieľa.

Rozvodňa aj sklad elektriny

Energetickú centrálu, na výstavbe ktorej sa vo februári dohodli dánski politici, si nemožno predstavovať ako nejakú väčšiu veternú farmu, akých vo svete poznáme stovky. Na rozdiel od zhlukov či polí veterných turbín nazývaných aj veterné farmy, aké lemujú pobrežia Atlantiku a Pacifiku či severné brehy Európy, dánska stanica bude umelým ostrovom vybudovaným v Severnom mori asi 80 kilometrov západne od Jutského polostrova. Hoci presnú polohu stavby ešte neoznámili, štátna Dánska energetická agentúra (DEA) pri svojom minuloročnom prieskume už označila dve konkrétne miesta prichádzajúce do úvahy: obe s relatívne plytkým morom s hĺbkami približne 26 až 27 metrov.

Energetický ostrov, ilustrácia DEA

Podľa DEA koncepcia energetických ostrovov zahŕňa využitie prírodných ostrovov, stavby umelých ostrovov alebo ostrovov na plávajúcich platformách. Tie budú slúžiť ako uzly na generovanie, zber a uskladnenie energie z okolitých morských veterných fariem, pričom budú navzájom poprepájané. Takéto energetické ostrovy umožnia distribuovať elektrickú energiu nielen na najbližšie pobrežie, ale ju aj spoločne sprístupňovať medzi Dánskom a okolitými krajinami (Dánsko má v tomto smere už pouzatvárané viaceré predbežné dohody). Energetické ostrovy tiež umožnia spájať rôzne zariadenia na získavanie a skladovanie energie z morského prostredia využívajúce pritom napríklad vodíkové, elektrolytické a iné technológie na konverziu energie (skratka PtX odvodená od anglického: Power-to-X, čiže energia prevedená do X). V rámci nich môžu prebytočnú elektrickú energiu dočasne uložiť do iných foriem energie (predovšetkým chemickými procesmi) a neskôr konvertovať naspäť na elektrickú energiu a použiť. Energetické ostrovy takto neslúžia len na generovanie a rozvod elektriny, ale aj jej efektívne skladovanie.

Mapka budúcich energetických ostrovov, zdroj DEA

Od fariem k centrálam

Námorné veterné turbíny sa v princípe neodlišujú od pozemných. Ide o trojlistové turbíny s horizontálnou osou umiestené v podobnej (hoci omnoho vyššej a masívnejšej) veži, len s odlišnou základňou. Tá môže byť tvorená normálnou stavebnou konštrukciou na morskom dne, ale v závislosti od konkrétnych podmienok môže byť tiež umiestnená na plávajúcej podstave, ktorá je ku dnu len pripútaná.
Významný rozdiel vyplýva z nevyhnutnosti odolávať prostrediu: podmienky na mori sú drsnejšie, vietor vanie v priemere oveľa väčšou rýchlosťou a morská voda má výrazné korozívne účinky. Konštrukcia morských veterných turbín preto v mnohom pripomína konštrukcie používané pri vrtných plošinách a zariadeniach na ťažbu ropy či zemného plynu z morského dna. Pre ťažkosti spojené s bežnou údržbou musia byť takéto veže navyše spoľahlivejšie ako tie na suchej zemi a vybavené monitorovacou technikou.

Ilustrácia wikipédia/NREL/Jplourde umaine

Väčšina veterných turbín býva na mori umiestnená v hĺbkach nie väčších ako 30 m, pretože väčšie hĺbky si vyžadujú zložitejšie a nákladnejšie stavebné technológie. Námorné veterné farmy boli doteraz budované ako individuálne jednotky bez vzájomného prepojenia (okrem obligátnych elektrických káblov, ktorými sú pripájané do siete). Budovanie materských plošín či centrálnych staníc, ktoré by spájali a obsluhovali viaceré z nich naraz, sa ukazuje výhodným o to viac, o čo viac sa vďaka čoraz vyspelejším technológiám veterné farmy vzďaľujú od pobrežia. Zjednodušuje sa tak údržba turbín (ideálne prístupných zo vzduchu pomocou vrtuľníkov), ale aj logistika celých projektov. Plán dánskeho energetického ostrova ide ešte ďalej. Pripojenie viacerých veterných fariem k centrálnej jednotke vytvorí námornú zelenú elektráreň, ktorá bude môcť dodávať energiu z obnoviteľných zdrojov pre všetky okolité krajiny. Cieľom tiež je skladovať elektrinu a využívať elektrolýzu na produkovanie neuhlíkových palív, akým je napríklad tzv. zelený vodík. To všetko v dosiaľ nevídaných množstvách.

Pokračovanie článku si môžete prečítať v časopise Quark 4/2021. Ak chcete mať prístup k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov, prihláste sa. Ak ešte nie ste naším predplatiteľom, objednajte si predplatné podľa vášho výberu tu.

R