Energie: Na potřeby celého lidstva stačí jen síla větru. Stonásobně

Atom, uhlí, solární panely, bioplyn – to všechno je zbytečné. Podle expertní studie Carnegie Institution for Science by veškeré potřeby naší civilizace pokryla jen větrná energie.

Energie: Na potřeby celého lidstva stačí jen síla větru. Stonásobně

Má to ale „malý“ háček: lidstvo by muselo doplnit klasické větrné elektrárny dalšími, které budou létat vysoko v atmosféře. Tým fyziků srovnal celkové množství energie, která se dá získat u země i ve větších výškách.

Jejich smyslem bylo jen popsat, kolik energie je vůbec pro člověka dostupné, neřešili už „detaily“ jako hospodářské, sociální nebo ekologické problémy s tím spojené. Energie je podle nich víc než dost – určitě dostatečně na to, aby pokryla veškeré potřeby současného lidstva. Problém spočívá v tom, že energie není blízko nás, tedy při zemi. Při povrchu jsme omezeni rychlostí větru.

Větší množství energie se dá „vytěžit“ jen tehdy, pokud bychom se pro ni vydali výše. Podle autorů studie je třeba začít ve větším množství využívat atmosférické větrné elektrárny. Ty, pokud by se je podařilo zkonstruovat, by mohly zvýšit výkon větrné turbíny až padesátinásobně. Celou studii naleznete TADY

Elektrárny-vzducholodě?

Prvním, kdo se věnoval tomuto druhu větrných elektráren, byl Mark Moore pro NASA. Vycházel z jednoduchého výpočtu: Ve výšce nad 600 metrů je rychlost větru asi 2–3krát větší než na povrchu Země. Výkon větrné elektrárny roste s třetí mocninou násobku rychlosti, proto je v 600 metrech výkon až 27krát větší než na Zemi. V ještě vyšších výškách by se dalo energie získat ještě více - pokud by se podařilo využít větrů vanoucích ve výšce nad 9 kilometrů, pak bychom se přiblížili padesátinásobku. 

Monstrózní větrná elektrárna má vlastní heliport

Zatím největším problémem létajících větrných elektráren je to, že jsme zatím nevyvinuli dostatečně pevný materiál nutný na ukotvení vzducholodi. Protože se elektrárna bude vystavovat extrémně silnému větru (v 9 000 metrech až vítr o rychlosti 200 km/h), musí být lano extrémně pevné. A aby ho vzducholoď unesla, musí být současně výjimečně lehké. Z existujících materiálů se na to žádný nehodí, budoucností jsou zřejmě nanotrubičky - jejich vývoj je však zatím teprve v počátcích… Další problém spočívá v tom, že balóny, které by mohly turbíny nést, musí být plněné héliem - a to na Zemi velmi rychle ubývá. 

Ale. Velké ale

Podle modelu vytvořeného experty z Carnegie Institution for Science by se dalo z větrných elektráren umístěných na povrchu získat až 400 terrawatů energie, dalších 1 800 terrawatů by lidstvo mohlo prakticky bezpracně získávat z atmosférických elektráren. 

Jak funguje větrná elektrárna? Vítr vzniká v atmosféře na základě rozdílu atmosférických tlaků jako důsledku nerovnoměrného ohřívání zemského povrchu. Teplý vzduch stoupá vzhůru, na jeho místo se tlačí vzduch studený. Zemská rotace způsobuje stáčení větrných proudů, jejich další ovlivnění způsobují morfologie krajiny, rostlinný pokryv, vodní plochy. Působením aerodynamických sil na listy rotoru převádí větrná turbína umístěná na stožáru energii větru na rotační energii mechanickou. Ta je poté prostřednictvím generátoru zdrojem elektrické energie. Podél rotorových listů vznikají aerodynamické síly; listy proto musejí mít speciálně tvarovaný profil, velmi podobný profilu křídel letadla. Se vzrůstající rychlostí vzdušného proudu rostou vztlakové síly s druhou mocninou rychlosti větru a energie vyprodukovaná generátorem s třetí mocninou. Je proto třeba zajistit efektivní a rychle pracující regulaci výkonu rotoru tak, aby se zabránilo mechanickému a elektrickému přetížení věrné elektrárny. (ČEZ)

Vědci přitom přiznávají, že tak masivní nasazení větrných turbín by nejspíš mělo výrazné klimatické důsledky – ale protože by byly turbíny umístěné pravidelně po celé ploše Země, nebyl by jejich vliv nijak drtivý. Podle počítačové simulace by se při výše popsaném scénáři zvýšila teplota Země asi o 0,1 stupně Celsia a celkové srážky přibližně o jedno procento. 

Podívejte se na animaci létající větrné elektrárny:

 

Vědci tvrdí, že tyto následky by se v reálném světě projevily výrazně méně; už jen proto, že větrná energie by nahradila energii získávanou spalováním fosilních paliv, jež má podle nejrozšířenějších modelů na planetární klima výrazně větší vliv. Vzhledem k tomu, že celková poptávka po energii je na celé planetě asi 18 terrawattů, nabízí toto využití „větrníků“ velký prostor pro další růst spotřeby energie – což se u fosilních paliv, jichž velice rychle ubývá, nedá říci.

FOTO: archiv firem a NASA / Úvodní foto Thinkstock

MOHLO BY VÁS ZAJÍMAT:

Související články

Jsme na Facebooku

Večer v TV

Celý program

Přihlášení k odběru newsletteru

Přihlaste se k odběru našeho newsletteru a neuniknou vám žádné novinky z webu i časopisu National Geographic.