Czy elektrownia wiatrowa to inwestycja w lepszą przyszłość? Projekt edukacyjny

Co to jest prąd elektryczny? Prąd elektryczny jest to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych w obwodzie. W polu elektrycznym na ładunki zaczyna działać siła elektryczna, której zwrot zależy od kierunku tego pola. Jeżeli działa na ładunki ujemne jej zwrot jest przeciwny. Takie uporządkowanie przesuwania się ładunków w jednym kierunku tworzy prąd elektryczny.  źródło: www.elektrostatykaiprad.republika.pl/pradelektryczny.html

Umownym kierunkiem płynięcia prądu jest kierunek ruchu ładunków dodatnich. W zamkniętym obwodzie elektrycznym, jest to kierunek od bieguna dodatniego do bieguna ujemnego. źródło: www.elektrostatykaiprad.republika.pl/pradelektryczny.html

Alternatywne źródła energii źródło: www.youtube.pl

Źródła energii elektrycznej Źródła energii - nazywane inaczej nośnikami energii - dzieli się na: konwencjonalne (nieodnawialne) – należą do nich paliwa, które nie mogą być odtworzone lub ich odtworzenie zajmuje bardzo dużo czasu. Są to na przykład: węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropa naftowa, gaz ziemny, pierwiastki promieniotwórcze; niekonwencjonalne (odnawialne) – są to zasoby które praktycznie nie ulegają wyczerpaniu, na przykład: energia słońca, wiatr, woda, pływy morskie, biomasa.

Nieodnawialne (konwencjonalne) Odnawialne (niekonwencjonalne) Źródła energii Nieodnawialne (konwencjonalne) Węgiel kamienny i brunatny Ropa naftowa Gaz ziemny Pierwiastki promieniotwórcze (uran, tor i rad) Torf Łupki i piaski bitumiczne Odnawialne (niekonwencjonalne) Energia słoneczna Energia wiatru Energia wodna Energia wody morskiej Energia fal morskich Energia cieplna oceanu Energia prądów Energia fal Energia pływów Energia geotermalna Energia biomasy Słoma Odpady drzewne Uprawy energetyczne Biogaz Bioetanol, biogaz, itp..

Elektrownia – zakład przemysłowy wytwarzający energię elektryczną przez przetwarzanie innych rodzajów energii. W elektrowniach energia jest wytwarzana przez prądnicę, inaczej zwaną generatorem. Jej zadaniem jest zamiana energii mechanicznej w elektryczną. Czynnikiem, który wprawia w ruch prądnicę, może być: para wodna, wiatr, woda. Najprostszym rodzajem prądnicy jest dynamo rowerowe. Działa ono następująco: koło rowerowe, poruszając się, wprawia w ruch kółko napędzające. W wyniku tego wałek obraca zwojnicą. Zwojnica obraca się w polu magnetycznym, które jest wytwarzane przez magnes stały. W ten sposób jest wytwarzany prąd elektryczny.

Jak działa elektrociepłownia źródło: www.youtube.pl

Elektrownia wiatrowa Wiatr od wieków jest wykorzystywany w młynach, pompach i łodziach. Około 30 lat temu ludzie zaczęli wykorzystywać go do produkcji energii elektrycznej na dużą skalę. Wiatr daje więcej energii na większych wysokościach, ponieważ jego siła jest tam mniej hamowana przez góry, drzewa i budynki. Dlatego elektrownie wiatrowe często buduje się na otwartej przestrzeni (na polach, szczytach wzgórz albo w pobliżu morza lub jezior). Obecnie elektrownie wiatrowe powstają także na morzu. Działające już elektrownie wiatrowe wywierają minimalny wpływ na środowisko. Podczas planowania budowy nowej elektrowni trzeba wziąć jednak pod uwagę szereg kwestii. W wybranym miejscu powinny wiać silne i jednostajne wiatry, zaś korzyści płynące z produkowanej energii trzeba przeciwstawić wpływowi na lokalne środowisko, krajobraz oraz na żeglugę morską.

Budowa turbiny wiatrowej

Zasada działania Napływający na łopaty strumień powietrza wywołuje jego ruch obrotowy wirnika. Obracający się wirnik, przekazuje energię do przekładni w której następuje wzrost wartości prędkości obrotowej przekazywanej przez generator. Generator, często nazywamy prądnicą, przetwarza energię mechaniczną na energię elektryczną, która przewodami zostaje odprowadzona do odbiorników. Ster kierunkowy pozwala na utrzymanie całego wirnika w odpowiednim położeniu względem wiatru. cała konstrukcja spoczywa na stalowej wieży zakotwionej przez fundament w gruncie.

W Polsce występuje silna rejonizacja zasobów energii wiatru W Polsce występuje silna rejonizacja zasobów energii wiatru. Najbardziej korzystne warunki do pozyskiwania energii wiatru występują w rejonach: • Wybrzeża, • Rejonie wyspy Wolin, • Suwalszczyzny, • Środkowej Wielkopolski i Mazowsza, • Beskidu Śląskiego i Żywieckiego, • Bieszczad i Pogórza Dynowskiego. Rozkład prędkości wiatru silnie zależy od lokalnych warunków topograficznych. Znane są liczne mikro-rejony kraju o korzystnych bądź doskonałych warunkach wiatrowych np. wysokie partie gór. Niestety problemy z dojazdem i przyłączeniem do sieci elektroenergetycznej często dyskwalifikują te tereny, jako korzystne miejsca inwestycyjne dla energetyki wiatrowej. Zgodnie z pomiarami wykonywanymi prze IMGW 5% obszaru Polski posiada wybitnie korzystne warunki wiatrowe. Na 30% obszaru kraju panują warunki bardzo korzystne a blisko 60 % kraju posiada korzystne warunki do wykorzystania energii wiatru.

W Polsce działa obecnie 58 elektrowni wiatrowych o łącznej mocy 58 MW, są to elektrownie podłączone do sieci, oprócz tego mamy na terenie naszego kraju elektrownie wiatrowe o mocy mniejszej niż 1MW, które nie wymagają koncesji a czasem nawet pozwolenia na budowę. Farma wiatrowa w Cisowie.

Elektrownie wiatrowe w Polsce i na Świecie Rozmieszczenie mocy w energetyce wiatrowej w poszczególnych województwach Polski. Stan na 31.06.2010 (zobacz tabelę).

Moc zainstalowana w elektrowniach wiatrowych w [MW]

Farma Tehachapi Pass – zlokalizowana w południowej Kalifornii, USA rozbudowywana od 1980r. Obecna moc zainstalowana 705 MW. 

Morska farma wiatrowa Thanet, UK, składająca się ze 100 turbin o łącznej mocy 300 MW ukończona w II połowie 2010 koszt inwestycji 700 mln funtów;

Turbiny wiatrowe a ptaki Istnieje wiele kontrowersji i rozbieżności w ocenie wpływu turbin wiatrowych na ptaki. Obrońcy przyrody stoją na stanowisku, że turbiny wiatrowe w znacznym stopniu przyczyniają się do śmierci ptaków, z drugiej strony przedstawiciele branży zaprzeczają tym tezom. Przeprowadzone w wielu krajach badania wskazują jednoznacznie, że turbiny wiatrowe mają negatywny wpływ na populacje ptaków w szczególnych przypadkach, zwłaszcza, gdy ich lokalizacja została niewłaściwie wybrana i urządzenia znajdują się w pobliżu dużych skupisk ptactwa lub na trasach ich przelotu. Z drugiej strony znane są duńskie badania, które wykazały, że wiele gatunków potrafi się dostosować do obecności farm wiatrowych w ich sąsiedztwie naturalnie unikając kolizji z łopatami wirników. Znane są nawet przypadki gniazdowania ptaków w gondolach turbin.

Turbiny wiatrowe a krajobraz Wielko powierzchniowe farmy wiatrowe znacząco zmieniają okoliczny krajobraz. Z tego względu nie można ich montować na obszarach cennych przyrodniczo i krajobrazowo.

Turbiny wiatrowe a hałas

Zalety i wady elektrowni wiatrowych: Zalety  • nie emitują zanieczyszczeń do atmosfery podczas pracy, • korzystają z nielimitowanych zasobów energii wiatru (brak ryzyka wzrostu cen energii), • mogą być budowane na nieużytkach (terenach wyłączonych z użytkowania), • poprawiają bezpieczeństwo energetyczne, uniezależniają kraj od dostaw surowców energetycznych. Wady  • wysokie koszty inwestycyjne, • mogą przyczyniać się do destabilizacji systemu elektroenergetycznego – wymagają sprawnie działającego rynku bilansującego, systemów gromadzenia energii, • głośna praca łopat oraz refleksy świetlne sprawiają, że turbiny nie mogą być budowane na terenach zamieszkałych i siedliskach zwierząt (nie dotyczy małych turbin wiatrowych), • źle lokalizowane mogą być przyczyną wysokiej śmiertelności wśród ptaków i nietoperzy.

Siła wiatru będzie odgrywać coraz większą rolę w produkcji elektryczności. Elektrownie wiatrowe wywierają niewielki wpływ na środowisko i mogą być wykorzystywane w każdym miejscu na świecie. Coraz więcej państw decyduje się na wdrażanie programów rozwoju energetyki wiatrowej.  Opiekun: Łukasz Dudek Uczestnicy: Kamil Grzesik Damian Stopyra Adrian Guzy Bartek Urban Mateusz Sobuś Kuba Decowski Sebastain Źrałka Kamil Buszta Maciej Kątnik Aleksander Rupar