Energia wiatru

Energia wiatru to bez wątpienia odnawialne źródło energii. Jest coraz częściej wykorzystywane również dlatego, że nie szkodzi otaczającemu nas środowisku, a jeśli nawet to w niewielkim stopniu, nieporównywalnym do metod stosowanych w konwencjonalnej energetyce.

Wiatr niesie z sobą energię kinetyczną. Wykorzystując jedynie 10% niesionej przez wiatr energii moglibyśmy zdobyć, aż 20-krotnie więcej energii niż wynosi światowe jej zużycie, w każdej postaci produkowanej przemysłowo. Obrazuje to wielką potęgę tego źródła energii.

Do zrealizowania przedsięwzięcia czerpania profitów z energii wiatru niezbędnym jest budowa fermy wiatraków, tworzących elektrownię wietrzną. Średnia moc tych wiatraków mieści się w granicach 50 - 150 KW. Energia z wiatraków płynie do specjalnych sieci rozdzielczych, bądź też siłowni wiatrowych o dużej mocy (kilku MW) lub ogromnej (kilkuset MW) w tzw. parkach wiatrowych.

Na dzień dzisiejszy energia wietrzna zaspakaja jedynie w 1% zapotrzebowanie energetyczne naszego świata, a mogłaby pokryć 20%. Szczęśliwie wciąż udział energii wiatru rośnie.

Energia wiatru przynosi największe korzyści, gdy przetwarzamy ją na prąd elektryczny. Niestety nie wszystkie wiatry da się wykorzystać. Tajfuny lub cyklony to wiatry, które przy użyciu dzisiaj dostępnej technologii nie są możliwe do wyeksploatowania. Najbardziej korzystne są wiatry o prędkości od 15 do 25 m/s, wiejące na wysokości od 70 do 150 m. niestety najczęściej prędkość wiatru plasuje się pomiędzy 4, a 15 m/s. Takie warunki umożliwiają od 1000 do 2000 godzin rocznej eksploatacji elektrowni wietrznej.

Przed budową elektrowni wietrznej dokładnie analizuje się miejsce jej zlokalizowania. Bada się przebieg izowent, czyli linii łączących ze sobą punkty jednorodne pod względem prędkości wiatru. Prędkości te mierzy się w różnych okresach roku, zazwyczaj w lecie i w zimie. Pomiar prowadzony jest na poziomie powierzchni Ziemi.

Dotychczasowe badania wskazują, iż najkorzystniej zlokalizować fermę wietrzną na:

- wierzchołkach samotnych wzgórz nie wyższych niż 1000m;

- samotnych wzniesieniach na obszarach płaskich;

- wybrzeżach morskich.

Energia wiatru ma również plusy we względach technicznych oraz ekologicznych. 3 MW-towe turbiny, przy wietrze 7 m/s produkują rocznie 4000 kWh prądu elektrycznego. Dane świadczą o 80% sprawności elektrowni typu wiatrowego.

Energia wytwarzana w ten sposób zaliczana jest do tanich. Analizy ekonomiczne, których celem było porównanie kosztów elektrowni wiatrowych i węglowych ponoszone przy wytworzeniu 1 kWh prądu elektrycznego wykazały, że w przypadku tych pierwszych jest on trzykrotnie niższy.

Niestety elektrownie takie, choć w samej eksploatacji nie są bardzo kosztowne to jednak samo ich wybudowanie wiąże się ze znaczną inwestycją. Inną wadą jest znaczny hałas towarzyszący ich pracy. Dotyczy to zwłaszcza tych o wysokości przekraczającej 100m. końcówki śmigieł, których rozpiętość wynosi 60m, a prędkość wirnika jest równa 20 - 50 obrotów w ciągu minuty. Poza hałasem stanowią one zagrożenie dla ptaków niewątpliwych szpecą krajobraz. Jedna niewątpliwych druga teoria jest względna, ponieważ często ludzie zachwycają się ich wyglądem, a co do ptaków to jedni naukowcy twierdzą, że jest to prawda a inni że nie. Łagodzącym jest fakt, iż buduje się je na obszarach całkowicie niezagospodarowanych, a często nie nadających się do jakiegokolwiek zagospodarowania.

Zainteresowanie energią wiatru rośnie, świadczy o tym wzrastająca liczba siłowni wiatrowych.

Największym osiągnięciem są trzy skupiska wiatraków w USA w Kalifornii, które liczą sobie 15000 turbin. Zlokalizowano je na zboczach Tehachapi, Altamont oraz przełęczy San Georginio. Ich możliwości energetyczne to zaopatrzenie 1,3mln domków jednorodzinnych lub całego San Francisco.

W Europie do 2002 roku zainstalowano 23000 MW mocy. Największą europejską elektrownią jest elektrownia w Walii, nieopodal Carno. Ma ona moc równą 30 MW, a jej możliwości to zaopatrzenie 25000 rodzin w energię elektryczną.

Na dzień dzisiejszy Anglia ma 31 elektrowni typu wiatrowego, a w roku 2025 mają one zaspakajać 10% potrzeb energetycznych tego państwa.

Niemcy są liderem w produkcji energii elektrycznej Niemczech energii wiatru. Jest tam 6 tysięcy siłowni wiatrowych, których łączna moc jest równa 12 tysięcy MW. Największa z elektrowni jest o mocy 3 MW Niemczech dostarcza 7 milionów kWh Energii rocznie.

Najbardziej profesjonalnie energię wiatru pozyskują:

Kraj	Energia [MW]
Stany Zjednoczone	1870
Dania	614
Holandia	202
Anglia	190
Hiszpania	163

Innym zastosowaniem energii wietrznej, jako energii potencjalnej przykładowo w celu przepompowywania wody. Innym ciekawym pomysłem jest wykorzystywanie siłowni wiatrowych nadmorskich do elektrolizy wód morskich. Wodór oraz tlen w ten sposób otrzymane można wykorzystać do ogniw paliwowych. Elektrownie o małej mocy wykorzystuje się w rolnictwie. Ich główną funkcją jest dostarczanie energii do ogrzewania pomieszczeń, wody i do suszenia siana oraz ziarna. Budowa takiej maleńkiej elektrowni jest tania i bardzo prosta.

Polska jest krajem, w którym energetyka opiera się zwłaszcza na elektrowniach węglowych. Fakt ten skłania do zwrócenia się w stronę energii alternatywnej, w tym energii wiatru. Zobowiązaliśmy się wobec innych narodów, że do 2020 roku zwiększymy udział energii alternatywnej do 7,5%. Dotyczy to całego bilansu energetycznego. Na razie udział tych energii jest znikomy, co nie oznacza że może być pominięty. W przypadku energii wiatru niestety nie posiadamy najlepszych warunków by w nią inwestować. Prędkość wiatru zadawala jedynie w nielicznych miejscach naszego kraju. Jednym z nich jest wybrzeże, ale nawet tam warunki te nie są znakomite. Ponadto warunki te nie są stabilne. Mimo to mamy w Polsce elektrownie wiatrowe. Obecnie jest ich 28, a ich łączna moc wynosi 9 MW. Największe dwie mają moc 600 kW, a ich lokalizacja to Swarze koło Pucka. Wybudowała je firma Tacke w 1997 roku. W okolicach Krakowa, w miejscowości Rytro znajduje się elektrownia mająca moc 100 kW. Wybudowała i skonstruowała ją Polska firma Nowomag. Wiadomo jest również o istnieniu dalszych planów rozbudowy energetyki wiatrowej w naszym państwie. Za przykład mogą posłużyć farmy w:

- Barzowicach nieopodal Darłowa (6 wiatraków mających 4,99 MW mocy);

- gminie Karnice (30 elektrowni mających 60 MW mocy).

Wciąż jednak inwestowanie w energie odnawialne jest mniej opłacalne ze względów finansowych i plasuje się z tyłu za energetyką konwencjonalną. Miejmy jednak nadzieję, że energetyka alternatywna będzie się nadal rozwijać w naszym kraju i zdobędzie szersze grono zwolenników.