Energetyka wiatrowa

Energia wiatru Przede wszystkim energia wiatru należy do odnawialnych źródeł energii (obok energii geotermalnej, energii wodnej i słonecznej, itd.). W jaki sposób powstaje energia wytwarzana z tak „ powszechnego surowca”, jakim jest wiatr? W dzisiejszych czasach do wytwarzania energii wiatrowej używa się tak zwanych turbin wiatrowych, które zgromadzony przez siebie wiatr przekształcają w energię mechaniczną, która następnie zmienia się w energię elektryczną.

Historia Historia elektrowni wiatrowych sięga czasów starożytnych. Pomimo wielu zmian, które od tamtej pory nastąpiły, ostatnimi laty na nowo wzrosło zainteresowanie tego typu elektrowniami. Głównym celem działania każdej elektrowni wiatrowej jest pozyskiwanie energii wiatru za pomocą specjalnie przystosowanych do tego urządzeń (przede wszystkim turbin wiatrowych). Na przykład w Danii istnieje cała sieć tego typu elektrowni, dzięki czemu w tym państwie nawet najmniejsze pokłady energii nigdy się nie marnują

Rozwój w Polsce W Polsce znaczny rozwój energetyki wiatrowej nastąpił w ciągu ostatnich dwudziestu lat. W tym czasie zbudowany został pierwszy nowoczesny wiatrak (1991), a także powstała pierwsza farma wiatrowa w okolicach Lisewa (2005). Dzięki działalności Polskiego Towarzystwa Energetyki Wiatrowej do naszego państwa wprowadzone zostały najnowsze technologie, a społeczeństwo zyskało świadomość wagi pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych. W 2008r Polska była na 13 miejscu w Unii Europejskiej pod względem produkcji energii wiatrowej

Warunki wiatrowe w Polsce

Rodzaje elektrowni Istnieją trzy podstawowe rodzaje elektrowni wiatrowych: 1. Turbina wiatrowa o poziomej osi obrotu. 2. Turbina wiatrowa o pionowej osi obrotu. 3. Turbina wiatrowa o osi poziomej wyposażona w dyfuzor .

Turbina wiatrowa o poziomej osi obrotu Są to najbardziej popularne rodzaje turbin. Posiadają one klasyczne łopaty, których w danej turbinie może występować różna ilość, najpopularniejsze są jednak turbiny trójłopatowe. Wirniki zamontowane w tego typu turbinach mogą być różnie ustawione względem wiatru, to znaczy albo przed masztem albo za masztem w stosunku do kierunku wiania wiatru (korzystniejsze jest pierwsze rozwiązanie).

Turbina wiatrowa o pionowej osi obrotu W 1931 roku Darrieus zbudował wirnik, który posiadał zerowy moment startowy, dlatego też niezbędne było jego początkowe napędzenie. Obecnie istnieją dwie odmiany tegoż wirnika: H-Darrieus (w kształcie litery H) i EHD (wirnik Darrieus’a zmodyfikowany przez SANDIA NATIONAL LABORATORIES).

Turbina wiatrowa o poziomej osi wyposażona w dyfuzor Jest to tradycyjna turbina, jednakże znajdująca się w tunelu. Dlaczego? Ano dlatego, że jeśli wirnik będzie znajdował się w tunelu (dyfuzorze) to poruszał się on będzie w powietrzu szybciej niż wiatr, który znajduje się poza danym tunelem, dzięki czemu powstanie większa ilość energii. W latach 70-tych odkryto natomiast, że jeśli w taki tuneli znajduje się szczelina to wirnik jeszcze bardziej zwiększy swoją sprawność działania.

Wiatraki Wiatraki, które są najczęściej wykorzystywane przy produkcji energii wiatrowej mogą pracować przy prędkościach wiatru 3 – 30 m/s (silne wiatry natomiast wahają się w granicach 7 – 20 m/s). Aby praca danej turbiny była opłacalna, wiatr powinien wiać z prędkością przynajmniej 5 m/s.

Turbina Jak działa turbina wiatrowa? Przede wszystkim należy zacząć od tego, jak każda turbina jest zbudowana. Niezbędne elementy turbiny to (od dołu): fundament, wyjście do sieci elektroenergetycznej, wieża, wejściowa drabinka, serwomechanizm kierunkowania elektrowni, gondola, generator, wiatromierz, hamulec postojowy, skrzynia przekładniowa, łopata wirnika, siłownik mechanizmu przestawiania łopat i piasta. Teraz, znając poszczególne elementy budowy turbiny, można przejść do jej działania. Najważniejszy jest wirnik, który składa się z łopat i piasty. Zadaniem wirnika jest przechwycenie energii kinetycznej wiatru i przekazanie jej do generatora, którego głównym zadaniem jest z kolei przekształcenie owej energii w energię elektryczną. (Oczywiście nieco inaczej może to wygląd przy zastosowaniu innego typu turbin.)

Uproszczony schemat siłowni wiatrowej

Przydomowe elektrownie wiatrowe Użytkowanie przydomowej elektrowni jest całkowicie darmowe, sama inwestycja natomiast waha się w granicach od 7 do 15 tysięcy złotych (pieniądze jednak po pewnym czasie zwracają się, i to z nawiązką). Kiedy zdecydujemy się na budowę własnej elektrowni, musimy pamiętać, że energia wiatrowa nie gwarantuje stałego zaopatrzenia w energię elektryczną, ważnym warunkiem jest również stały dostęp do silnych wiatrów (inwestycja wydaje się być więc opłacalna, jeśli w pobliżu naszego domu występują wiatry co najmniej o sile 5 m/s).

Zalety elektrowni wiatrowych ■ czysta ekologia -nie jest potrzebne jest paliwo, ■ zmniejszają emisję CO2 do atmosfery, ■ możliwość zamontowania turbiny w miejscu oddalonym od krajowej sieci energetycznej, ■ zmniejszenie kosztów energii elektrycznej przy turbinie w gospodarstwie domowym.

Wady elektrowni wiatrowych ■ mogą wpływać na klimat lokalny, ■ mogą zmniejszać prędkość wiatru, ■ wymuszają utrzymanie pewnej rezerwy mocy w tradycyjnych elektrowniach, gdyż są uzależnione od warunków pogodowych, ■ są zagrożeniem dla ptaków – zabijają ptaki i zakłócają ich nawigację, ■ są zagrożeniem dla zwierząt – wiatraki emitują drgania, wiele zwierząt opuszcza tereny farmy ■ emitują hałas.

Wydajność Aby uzyskać 1 MW mocy, wirnik turbiny wiatrowej powinien mieć średnicę około 50 m. Ponieważ duża konwencjonalna elektrownia ma moc sięgającą 1 GW, tj. 1000 MW, to jej zastąpienie wymagałoby teoretycznie użycia ok. 1000 takich generatorów wiatrowych. W rzeczywistości elektrownie wiatrowe pracują ok. 1500–2000 godzin rocznie, tj. trzykrotnie krócej niż siłownie konwencjonalne i atomowe. Zatem aby wyprodukować tyle samo energii elektrycznej co jedna duża siłownia klasyczna, potrzeba ok. 3000 elektrowni wiatrowych o mocy 1 MW.

Źródła: http://www.ekologiczne.info.pl/ http://pl.wikipedia.org/wiki/Elektrownia_wiatrowa http://www.ewsa.com.pl/ http://wiatrowa.eu.interia.pl/ Martyna Chruścicka 3p