Přírodní akumulátor energie Gaildorf

Maximální soustředění. Pohledy směřují vzhůru. Na staveništi panuje napjaté ticho. Věžový otočný jeřáb Liebherr 630 EC-H 70 Litronic zvedá téměř 70 dlouhý a 17 tun těžký list rotoru vzhůru do volného prostoru. Velmi pomalu. Až nahoru k náboji turbíny větrné elektrárny ve výšce 178 metrů.

Ještě nikdy se nestavělo zařízení takovéto velikosti. Dvojice jeřábníků Wilhelm Lepertz a Georg Brodwolf mistrně zvládají tuto výzvu nahoře na věžovém otočném jeřábu. Čtyři oči vidí více než dvě. Vysílačkou jsou ve spojení s Thomasem Ziegenbeinem. Projektový vedoucí montáže větrné elektrárny mezinárodní stavební firmy Max Bögl zajišťuje přímé spojení mezi jeřábníky a pozemní četou, která z lesa zajišťuje a řídí volně zavěšený konstrukční díl pomocí lan. Všichni jsou maximálně soustředění. Pouze hlášení z vysílačky, která jsou střídavě vysílána mezi stavbyvedoucím a kabinou, se s praskající ozvěnou rozléhají po stavbě. Doslova to visí ve vzduchu, že se dnešní den se zapíše do technické historie.

Teď už víme, jak probíhá montáž v těchto velkých výškách. Potom to jde vždycky snadněji a rychleji.

Thomas Ziegenbein

Celosvětově uznávaný pilotní projekt

V Gaildorfu ve Švábsko-franckém lese na horském hřebenu Limpurgských hor byla právě probíhající energetická revoluce povýšena na novou úroveň. Divize větrných elektráren mezinárodní stavební firmy Max Bögl zde nestaví pouze nejvyšší suchozemskou větrnou elektrárnu světa o výšce 246,5 metrů. Její čtyři větrné turbíny a současně vodní akumulátory – zcela nová technologie decentrální akumulace energie – mají světovou premiéru. Tento celosvětově uznávaný pilotní projekt – akumulátor přírodní energie Gaildorf podporuje Spolkové ministerstvo pro životní prostředí, ochranu přírody, stavby a jadernou bezpečnost.

Práce s přesností na milimetry ve výšce 178 metrů

List rotoru nyní dosáhl výšky náboje a nyní jej jeřáb musí natočit tak, aby jej bylo možné přišroubovat do předepsané polohy. To všechno s milimetrovou přesností. V kabině jeřábu i mezi pozemní četou panuje maximální napětí. V závratné výšce 178 metrů čekají speciálně jištění pracovníci na to, aby mohli přišroubovat kovové čepy listu rotoru k náboji. „Toto je kritický moment,“ říká Thomas Ziegenbein. „Nyní musí všechno stoprocentně klapnout.“ Teprve až dolů dolehne cvakání elektronických momentových klíčů, se napjatá atmosféra uvolní. Zvládli jsme to. „Kvůli rannímu silnému nárazovému větru jsme se dnes o něco zpozdili oproti plánu. Zvedací práce jištěné pouze lany by jinak byly příliš nebezpečné,“ řídká Ziegenbein ulehčeně. „Zítra budeme pokračovat. Teď už víme, jak probíhá montáž v těchto velkých výškách. Potom to jde vždycky snadněji a rychleji.“

Akumulátor přírodní energie je kombinace parku větrných elektráren s přečerpávací vodní elektrárny. To umožňuje akumulovat, regulovat a zejména využívat elektrickou energii z větru tehdy, když je v rozvodné síti skutečně zapotřebí.

Johannes Kaltner

Vodní akumulátor

Výše uvedený rotor větrné turbíny „WEA 3“ umožňuje akumulovat, regulovat a zejména využívat elektrickou energii z větru tehdy, když je v rozvodné síti skutečně zapotřebí,“ vysvětluje Johannes Kaltner, hlavní vedoucí projektu.

Jako zásobníky slouží aktivní a pasivní nádrže v patě větrné turbíny. Ty budou později propojeny tlakovým potrubím s vodním rezervoárem dolní nádrže v údolí a s příslušnou přečerpávací stanicí. „Tyto instalační práce na vodním potrubí budou zahájeny na jaře,“ informuje Kaltner.

Tento projekt není všední ani pro profesionální konstruktéry větrných elektráren

Od položení základního kamene v dubnu 2016 na stavbě v Gaildorfu nepřetržitě pracuje hlavní vedoucí projektu se svými přibližně 35 odbornými pracovníky. Prý je to euforie z inovací a technická proveditelnost, které vždy pohánějí jeho tým do nových projektů. „To, že tato stavba otevírá zcela novou kapitolu energetické revoluce, činí tento projekt nevšední i pro zkušené konstruktéry větrných elektráren,“ vysvětluje Kaltner.

Jedním z nich je Ralf Karras. Berlíňan je vášnivý jeřábník. Pomocí joysticku ovládá svůj gigantický jeřáb LTM 11200-9.1, kterému dal úctyhodné jméno ‚Herkules‘. A to z dobrého důvodu. Devítinápravový mobilní jeřáb Liebherr má nejdelší teleskopický výložník na světě, který měří 100 metrů, a který nabízí maximální nosnost 1 200 tun.

Jeden jeřáb za druhým – kdo je nejsilnější

  • Mobilní výkonný stroj
    Jeřáb LTM 11200-9.1 má nejdelší teleskopický výložník na světě. Měří 100 metrů a dokáže zvednout až 1 200 tun.

    Mobilní výkonný stroj

    Jeřáb LTM 11200-9.1 má nejdelší teleskopický výložník na světě. Měří 100 metrů a dokáže zvednout až 1 200 tun.

  • Cesta k výšinám
    Mobilní jeřáb pomáhá při stavbě základů větrné elektrárny a vodního akumulátoru.

    Cesta k výšinám

    Mobilní jeřáb pomáhá při stavbě základů větrné elektrárny a vodního akumulátoru.

  • V nových výšinách
    Věžový otočný jeřáb dopravilo na stavbu 22 nákladních automobilů. První díly věžového otočného jeřábu zvedl mobilní jeřáb do výšky 40 metrů. Později věžový otočný jeřáb šplhal sám. Nejdříve byl ukotven k betonovému základu, později také k věži větrné turbíny. Díky tomu jej ani silný vítr nevyvede z rovnováhy.

    V nových výšinách

    Věžový otočný jeřáb dopravilo na stavbu 22 nákladních automobilů. První díly věžového otočného jeřábu zvedl mobilní jeřáb do výšky 40 metrů. Později věžový otočný jeřáb šplhal sám. Nejdříve byl ukotven k betonovému základu, později také k věži větrné turbíny. Díky tomu jej ani silný vítr nevyvede z rovnováhy.

  • Vše pod kontrolou
    Jeřábník Ralf Karras obsluhuje obří mobilní jeřáb LTM pokaždé pomocí dálkového ovládání. To vše na milimetr přesně. „Všechno je otázka citu,“ říká Berlíňan.

    Vše pod kontrolou

    Jeřábník Ralf Karras obsluhuje obří mobilní jeřáb LTM pokaždé pomocí dálkového ovládání. To vše na milimetr přesně. „Všechno je otázka citu,“ říká Berlíňan.

  • V dobrých rukou
    Mobilní jeřáby Liebherr přebírají prefabrikované betonové části zhotovené firmou Max Bögl. Z podvalníku rovnou na staveniště. Zde bude z jednotlivých dílů sestavena věž větrné elektrárny.

    V dobrých rukou

    Mobilní jeřáby Liebherr přebírají prefabrikované betonové části zhotovené firmou Max Bögl. Z podvalníku rovnou na staveniště. Zde bude z jednotlivých dílů sestavena věž větrné elektrárny.

  • Title
    Stavba přírodního akumulátoru energie v Gaildorfu převyšuje pohoří Švábská Alba. Impozantní dění na stavbě přitahuje nejenom zvědavé diváky z regionu. Přírodní akumulátor energie láká také mnoho odborníků a mediálních pracovníků z celého světa.

    Title

    Stavba přírodního akumulátoru energie v Gaildorfu převyšuje pohoří Švábská Alba. Impozantní dění na stavbě přitahuje nejenom zvědavé diváky z regionu. Přírodní akumulátor energie láká také mnoho odborníků a mediálních pracovníků z celého světa.

  • Mistrovské umění: Jeřáby v tandemu

    Mobilní jeřáb a věžový otočný jeřáb v Gaildorfu pracují v sehraném tandemu. Při zahájení prací však byl v provozu pouze jeden jeřáb. To znamenalo nejdříve zvednout nejtěžší dolní čtvrtiny betonového opláštění o hmotnosti 22 tun z podvalníků, sestavit je na montážní ploše jeřábu a 88tunovým zdvihem je osadit na stavbu. Teprve až byla postavená aktivní nádrž o výšce 40 metrů, bylo možné na takto vzniklém základu smontovat věžový otočný jeřáb. Karras na stavbě složil 22 kamionů, z toho šest nákladů bylo nadrozměrných. „První jeřábové moduly jsem musel zvedat jeřábem LTM, později se věžový otočný jeřáb sestavil sám pomocí své speciální hydraulické samošplhací konstrukce,“ říká Karras. Nyní za běžícího provozu musí Karras „již jenom“ připravovat pro kolegu nahoře na jeřábu velké a neskladné stavební dílce pro zdvih do velkých výšek.

    Pilotní projekt přírodního akumulátoru energie Gaildorf

    Větrné elektrárny s vodními akumulátory

    Výkon větrných elektráren činí 3,4 MW na jednu turbínu. Základ každé větrné elektrárny tvoří integrované rezervoáry vody s výškou hladiny v aktivní nádrži až 30 metrů. Celková kapacita aktivní a pasivní nádrže je 160 000 metrů krychlových vody, které jsou určeny k akumulaci energie. Vodní akumulátor je propojen přes podzemní tlakové potrubí s generátorem v přečerpávací vodní elektrárně. Výškový rozdíl je 200 metrů.

    Přečerpávací vodní elektrárna s připojenou dolní nádrží

    Vodní akumulátor funguje s různými zdroji elektrické energie a je proto vhodný pro modulární koncepci parku větrných elektráren, jako je Gaildorf, stejně tak, jako ve spojení se solárními elektrárnami nebo s blokovou tepelnou elektrárnou. Přitom jsou k dispozici tři výkonové kategorie: 16, 24 a 32 megawattů.

    V Gaildorfu bude uvedena do provozu jedna 16megawattová jednotka. Její princip je jednoduchý: Pokud fouká vítr, přebytečný proud, který nevezme rozvodná síť, bude využit k přečerpávání vody pomocí přečerpávacího agregátu z dolní nádrže do vodních rezervoárů integrovaných do větrných turbín. Režim výroby a akumulace lze přitom přepnout během 30 sekund. Proto zde hovoříme o ‚flexibilní‘ elektrárně.

    Za bezvětří voda proudící shora pohání turbíny přečerpávací elektrárny. Park větrných elektráren tak může dále spolehlivě a plánovaně vyrábět elektrickou energii a dodávat ji do rozvodné sítě.

    Plánované dodávky elektrické energie

    Propojení energie větru a vody zajišťuje rovnoměrné a plánovatelné zásobení domácností, řemeslných dílen a průmyslových závodů elektrickou energií z přírodních zdrojů. V Gaildorfu může roční kapacita výroby elektrické energie z větru dosahovat až 42 gigawatthodin.

    „Svět větrných elektráren hledí na Gaildorf“

    Učinit obnovitelné energie flexibilně dostupnými je považováno za jednu z největších výzev energetické revoluce. Rozhovor s Jürgenen Joosem, obchodním ředitelem divize větrných elektráren koncernu Max Bögl o vodních akumulátorech a o vyhlídce na tvoření historie.

    Pane Joos, možnost neomezené výroby obnovitelné a čisté elektrické energie z větru zní velmi lákavě. Kéž by vítr byl k dispozici pokaždé, když je zapotřebí elektrická energie. Doposud se přeprava a ukládání elektrické energie jevily jako obtížné a ztrátové. Co je tedy v Gaildorfu jiné?

    Jürgen Joos: V Gaildorfu jsme v rámci našeho pilotního projektu realizovali první vodní akumulátor na světě, který je jedinečnou kombinací parku větrných elektráren s přečerpávací vodní elektrárnou. Protože v současnosti nejsou k dispozici funkční řešení s dostatečnou schopností akumulovat větší množství elektrické energie, cíleně jsme vsadili na použití vodních akumulátorů pro decentrální uložení energie. Ostatně je přitom úplně jedno, jestli bude vodní akumulátor provozován se sladkou nebo slanou vodou. Elektrárna by tedy místo v pohoří Švábská Alba klidně mohla stát někde u moře.

    Jak to přesně funguje?

    Vodní akumulátor slouží jako krátkodobý zásobník, který využije přebytečný elektrický proud z rozvodné sítě a v případě potřeby ji může po dobu čtyř až šesti hodin opět do sítě dodávat. Tento systém je optimálně vhodný ke kompenzování výkyvů v elektrické rozvodné síti. Díky tomuto vyrovnávání špiček dokážeme snížit zátěžová maxima a ušetřit poplatky za elektrickou energii vázanou na výkon.

    Rychleji, výš a efektivněji: Jsou větrné elektrárny o výšce 250 metrů konečnou v ‚honbě za výšinami‘?

    Jednak lze ve velkých výškách dosahovat optimální výtěžnost větrné energie. V Gaildorfu jsme realizovali výšku náboje 178 metrů, předpokládám, že v brzké době bude někde jinde dosažena výška až 200 metrů. Tak budou realisticky dosažitelné celkové výšky 260 až 280 metrů. Vodní akumulátor však nefunguje pouze s elektrickou energií z větru. Tento koncept lze aplikovat stejně tak ve spojení se solárními elektrárnami nebo s blokovými tepelnými elektrárnami. U decentrálních systémů lze technologii přečerpávání vody integrovat velkou měrou také do podzemí krajiny. Elektrárna se tak stane neviditelnou.

    Jaké pokračování bude mít vodní akumulátor?

    Svět větrných elektráren hledí na Gaildorf. Firma Max Bögl Wind AG proto také již otevřela novou výrobní provozovnu v Thajsku. Asie a Severní Amerika jsou pro nás čím dál lákavější trhy s velkou budoucností. To je však možné pouze s dalšími inovacemi a neustálou optimalizací výrobků. Pro příští generaci vodního akumulátoru firmy Max Bögl to znamená: Systém se stane ještě více modulární, ještě jednodušší a ještě efektivnější.

    Přírodní akumulátory

    Ideje a vize možností ukládání energie přirozeným způsobem.

    Akumulátor z jablka

    Výroba elektrod z biologického materiálu: Tato idea nedala spát vědcům institutu Helmholtz v Ulmu pro elektrochemickou akumulaci energie. Rozemílali zbytky jablek tak dlouho, dokud nevznikl téměř čistý uhlík. Prášek doplnili elektricky vodivou příměsí a pojivem a nanesli jej na hliníkovou fólii. ‚Akumulátor z jablka‘ zvládne v současné době již více než 1 000 cyklů nabití a vybití. Velká výhoda tohoto akumulátoru energie. Lze jej vyrábět bez minerálních surovin, jako je lithium a kobalt. Místo toho se vyrábí z materiálů, které jsou levné, ekologické a neomezeně dorůstající. Zdalipak se akumulátor z jablečného uhlíku prosadí? Výzkumníci na tom stále pracují.

    Akumulátor z betonu

    Výroba elektrické energie z ničeho: Jedná se o princip podvodního betonového akumulátoru, který nyní poprvé vyzkoušeli vědci z institutu Frauenhofer pro větrnou energii a energetické technologie v Bodamském jezeře v hloubce kolem 100 metrů. Svoji energii získává 20 tun těžká betonová koule ze své vnitřní dutiny. Přitom funguje jako přečerpávací vodní elektrárna. Přebytečným elektrickým proudem z větrné elektrárny na břehu se vyprázdní dutina naplněná vodou. Pro pozdější opětovnou transformaci uložené energie na elektrický proud výzkumníci nechají opět natéct vodu do dutiny naplněné vzduchem. Silný proud přitom pohání malý elektrický generátor.

    Skalní akumulátor

    Myšlení ve velkém. Tuto metodu vypracoval fyzik a vynálezce profesor Eduard Heindl ze Stuttgartu. Aby bylo možné ukládat elektrický proud z obnovitelných zdrojů podle aktuální ceny za elektřinu, vymyslel ‚polohový akumulátor energie‘. Pro tento účel je nutné uvolnit velký blok skalní hmoty z jejího přirozeného prostředí tak, aby byl svisle pohyblivý. Hydraulické síly, vznikající při čerpání vody (při nízké ceně elektřiny) pod skalní blok, jej budou nadzvedávat. Při vysoké ceně elektřiny se voda vypustí a přitom se opět využije k výrobě elektrické energie pomocí turbíny a generátoru. Množství akumulované energie přitom závisí na velikosti kamenného pístu. Vědec počítá, že by se provoz polohového akumulátoru energie mohl vyplatit při průměru bloku horniny 100 metrů. Technologie potřebné pro realizaci jsou sice dávno známé a vyzkoušené z báňského průmyslu a staveb tunelů, prozatím však žádné takovéto zařízení ještě nebylo realizováno.

    V harmonii s přírodou

    Vybudování čtyř větrných elektráren uprostřed lesa není pouze technická, ale také logistická výzva. „Odložte ke každé elektrárně tři listy rotorů o délce 70 metrů uprostřed lesa,“ říká vedoucí projektu Johannes Kaltner a přitom mrká očima. „A to všechno bez nutnosti vymýcení lesa.“ Jemu samotnému leží na srdci dobrá souhra člověka, přírody a velké techniky: „Při organizování stavby větrné elektrárny, jako je tato v Gaildorfu, musí mít všichni pracovníci neustále určitou dávku pokory a respektu před přírodou.“ Velká výhoda věžového otočného jeřábu je, že potřebuje mnohem méně místa, než jiné typy jeřábů. „Proto také stačí vymýtit menší plochu lesa. Čím méně stop tato stavba na přírodě zanechá, tím lépe,“ řídká Kaltner.

    Geologové, biologové, geoekologové a experti na protihlukovou ochranu nejdříve prověřili dopad stavby na životní prostředí. Obyvatelé Gaildorfu byli od samého počátku informováni o přípravách projektu a průběžně také o jednotlivých dalších krocích. A co to všechno znamená pro listy rotorů dlouhé 70 metrů v lese? „Místo stavby a vyštěrkované příjezdové cesty jsme založili tak, aby byly co možná nejužší. Proto musela naše logistika zajistit dodávky přesně na čas, v lese jsme neměli žádné velké možnosti skladování. Na úpatí elektrárny bylo místo vždy pouze pro jeden list rotoru, který byl určen ke zvedání,“ říká Thomas Ziegenbein. Poté musel znovu najet mobilní jeřáb a zvednout další mnohatunový list z příjezdové cesty na staveniště přes vrcholky stromů a nastavit jej do správné polohy. „Ta námaha se vyplatila,“ tvrdí Ziegenbein. „Jakmile odjedeme, příroda si celé staveniště zase rychle vezme zpátky.“

    Mohlo by Vás zajímat

    V mrazivých výšinách

    V mrazivých výšinách

    Čtyři věžové otočné jeřáby Liebherr v nepřetržitém provozu na stavbě nejvyšší budovy v Evropě – věže Lakhta. Servisní pracovník společnosti Liebherr zajišťoval hladký průběh prací i za extrémních povětrnostních podmínek. Ohlédnutí.

    Na příběhu
    Připraven k akci na zvířatech

    Připraven k akci na zvířatech

    Zoo Dortmund nyní představuje velmi výraznou "šelmu břemene". Vypadá to jako žirafa, hrabata jako šelmy, ozbrojená jako nosorožec a pohybuje se jako himálajský tahr.

    Na příběhu
    Stories

    Stories

    Pod „Stories“ najdete multimediální příběhy o zajímavých tématech z různých odvětví skupiny Liebherr.

    Přejít na stories