gorące tematy
tagi
partnerzy w dziale

Karlik   Legrand

Hager     Ospel   

 nVent Werit


Dahua   Solsum

W2  FENIX

Intersoft

 Elektra   Pawbol

Apator

Laskomex

znajdź fachowca

Alternatywne źródła energii - energia wiatru

aktualizacja: 23-02-2016, 13:23 – artykuł promocyjny


Turbiny wiatrowe przekształcają wiatr na energię elektryczną. Zasoby wiatru do wykorzystania w elektrowniach wiatrowych są na świecie olbrzymie. Szacuje się, że jest to około 53 tys. TWh/rok. Średnie zasoby wiatrów na całej kuli ziemskiej są ponad 1700 razy większe od energii wytwarzanej przez wszystkie istniejące elektrownie cieplne.

Wiatr powstaje pod wpływem nierównomiernego nagrzewania przez słońce różnych powierzchni na ziemi. Wynika to ze zmiennej topografii terenu oraz zabudowy powierzchni. Powietrze nad powierzchnią nagrzaną przez słońce unosi się do góry, co powoduje zasysanie chłodnego powietrza np. z nad dużej powierzchni zbiornika wody (ocean, morze, jezioro). Wytworzone różnice temperatur powodują przemieszczanie się całych mas powietrza zgodnie z naturalnymi warunkami ukształtowania powierzchni ziemi. Każdy, kto był kiedyś w górach wie dokładnie jak wiatr hula np. na przełęczy górskiej. Taka przełęcz to naturalnie ukształtowany tunel, przez który przepływają masy powietrza. W takich tunelach wiatr zwykle wieje nawet wtedy, gdy poza nimi jest bezwietrzna pogoda. Przy powierzchni ziemi wiatr wyhamowywany jest przez nierówności terenu.




Prawdziwą potęgą w Europie w dziedzinie produkcji i wykorzystania wiatraków jest obecnie Dania. W tym kraju zainstalowanych jest obecnie ok. 4000 wiatraków, co zaspakaja ok. 10% potrzeb energetycznych tego państwa.

W Polsce największe zasoby wiatru znajdują się w Tatrach, Karkonoszach i na wybrzeżu Bałtyku. Ale nawet na obszarze Polski centralnej siła wiatru w ok. 40% ma prędkość od 10km/h do 60 km/h. Im wyżej tym wiatr jest silniejszy (wzrasta jego prędkość).

Zrozumiała, zatem jest tendencja do umieszczania wiatraków jak najwyżej. Istnieje podobno nawet pomysł umieszczenia wiatraka na wieży o wysokości 1000 m. Kolejnym pomysłem jest sprowadzenie wiatraka do poziomu ziemi wykorzystując w tym celu wentylator osiowy i odwrócenie roli tego wentylatora poprzez zamianę go w turbinę wiatrową oddającą energię do jakiejś maszyny. Zasilanie tego wentylatora miałoby następować tunelem doprowadzającym powietrze z zewnątrz.

Przelatująca nad nami energia wiatru jest mało stabilna pod względem prędkości mas powietrza. Wiatr może być tak łagodny jak i huraganowy. Wraz z wiatrem niesione są opady atmosferyczne, pyły i inne zanieczyszczenia, co ma wpływ na trwałość konstrukcji wiatraków. Postęp w zakresie technologicznym pozwala jednak na pokonywanie tych przeciwności, stąd postępujący renesans wiatraków. Na konstrukcję wiatraka i śmigła działają olbrzymie siły o nierównomiernym rozkładzie sił a konserwacja i dozór tych urządzeń ze względu na duże wysokości ich zainstalowania jest niezwykle pracochłonny i co za tym idzie kosztowny. Dlatego jakość stosowanych materiałów jest tak istotna.

Moc elektrowni wiatrowej jest proporcjonalna do powierzchni śmigła omiatanej przez wiatr oraz do sześcianu prędkości wiatru. Podwojenie prędkości wiatru to ośmiokrotny wzrost mocy wiatraka. Średniej wielkości wiatrak o wysokości ok.60m i rozpiętości skrzydeł ok. 44 m pozwala wygenerować moc rzędu 660 kW, co pozwala zaopatrzyć w energię elektryczną duży zakład przemysłowy lub od 300 do 400 gospodarstw domowych. Największy pracujący obecnie na świecie wiatrak ma moc rzędu 2 MW, co pozwala zaopatrzyć w energię sporych rozmiarów miasteczko.

Elektrownie wiatrowe wymagają stosunkowo dużej powierzchni, ze względu na wielkość konstrukcji i dlatego lokowane są z dala od większych miejscowości. Elektrownia o mocy 1MW potrzebuje ok. 1 ha powierzchni ziemi. Większość wiatraków produkuje prąd już przy prędkości wiatru od 10 km/h do 18 km/h a optymalna praca występuje przy prędkości od 54 km/h do 72 km/h. Po przekroczeniu wartości maksymalnej wydajność spada a wiatrak odwraca się od wiatru, co jest wymuszone jego bezpieczeństwem.

Oprócz dużych wiatraków składających się na profesjonalne elektrownie wiatrowe istnieje całe mnóstwo rozwiązań konstrukcyjnych nadających się do wykorzystania jako generatory przydomowe. Energia produkowana przez takie małe elektrownie może być magazynowana w akumulatorach lub zbiornikach ciepłej wody, ale znacznie korzystniej jest przyłączyć takie elektrownie do lokalnej sieci energetycznej. Obowiązujące obecnie w Polsce prawo nakazuje operatorowi sieci przyjąć tę energie do jego sieci.

Farmy wiatrowe mogą być umiejscawiane tam, gdzie wiatr jest najbardziej pewny, jednak nawet to nie zagwarantuje nam stałej i pewnej elektryczności. Z tego powodu mnusimy zapewnić sobie jakieś zabezpieczenie - dla każdego megawatu energii wiatru musimy mieć jeden megawat energii z innego źródła. Inną wadą, choć jest to kwestia indywidualnego postrzegania, jest "zaśmiecanie" krajobrazu. Trudność magazynowania tej energii również stanowi barierę.

Elektrownie wiatrowe działają na zasadzie siły aerodynamicznej. Wiatr uderza w śmigło wirnika, co powoduje dodatni nacisk na żagiel, podczas gdy nad żaglem istnieje ujemny nacisk. Ta różnica ciśnienia generuje siłę wypierającą w górę. Nowoczesne elektrownie wiatrowe wykorzystując ten ruch, produkują energię elektryczną.

Wiatry o sile 3 stopni w skali Beauforta, które są szczególnie korzystne dla elektrowni wiatrowych, występują często w rejonie Morza Północnego, południowego krańca Ameryki Południowej, australijskiej wyspy Tasmanii, w okolicy Wielkich Jezior na północy USA oraz innych miejscach. Trzeba jedynie ten wiatr okiełznać. Pomiary dokonane przez badaczy amerykańskich przeprowadzone w 8 000 różnych miejsc, wskazują, że energia wiatru mogłaby zaspokoić światowe zapotrzebowanie na energię elektryczną, gdybyśmy mogli pozyskiwać ją w bardziej wydajny sposób.

W lutym 2005 r. największa w świecie elektrownia wiatrowa rozpoczęła działanie w Brunsbütte w Niemczech. Gigantyczne urządzenie wysokie na 183 metry, o nazwie „Repower 5M” posiada wirnik o średnicy 126 metrów, który przy jednym obrocie przemieszcza się przez obszar większy niż dwa boiska piłki nożnej. Elektrownia może wyprodukować do pięciu megawatów energii elektrycznej, co wystarcza na zaspokojenie potrzeb 4 500 gospodarstw domowych – i jest to światowy ewenement.

Jednakże, niewiele jest miejsc odpowiednich dla ogromnych elektrowni wiatrowych, – dlatego wielkie nadzieje pokładane są w tego typu elektrowniach na morzu. Na świecie istnieje już kilka takich parków wiatrowych, np. w Danii, Szwecji, Holandii, Niemczech i Wielkiej Brytanii. Na morzu produkcja energii jest około 50% większa ponieważ, oprócz innych czynników sprzyjających, powierzchnia wody nie powoduje prawie żadnego tarcia wiatru. Jednak z technicznego punktu widzenia elektrownie na morzu są znacznie droższe niż elektrownie wiatrowe na lądzie, bo muszą opierać się wysokim falom, sztormom i lodowi. To powoduje, ze koszt ich utrzymywania wzrasta o około 60% w porównaniu z elektrowniami lądowymi. Dodatkowym problemem może być fakt, że morskie elektrownie wiatrowe emitują dźwięki o niskich częstotliwościach, co w efekcie może odstraszać ptaki, ryby i morskie zwierzęta.

  
 
 

Opracowanie: Redakcja
Źródło: Redakcja, Sunnylife, Konkret, Ekoenergia.pl


Zobacz także
Mała elektrownia wiatrowa - bilans ekonomiczny

Mała elektrownia wiatrowa - bilans ekonomiczny

Coraz większa ilość urządzeń pobierających prąd spowodowała, że coraz więcej... ¬ więcej...

 
Elektrownie wiatrowe - wietrzność w Polsce

Elektrownie wiatrowe - wietrzność w Polsce

Decydując się na inwestycję, która jest dużym obciążeniem, niekiedy związanym... ¬ więcej...

 
Wiatr - energia przyszłości

Wiatr - energia przyszłości

W obliczu narastającego niepokoju odnośnie źródeł energii oraz chęci dywersyfikacji... ¬ więcej...

 
All rights reserved © 2004-2020 instalacjebudowlane.pl      |      Powered by strony www introNet