Produkcja energii elektrycznej z wykorzystaniem odnawialnych źródeł energii (OZE) staje się z roku na rok coraz popularniejsza, także w naszym kraju. Prąd do zasilania nie tylko pojedynczego gospodarstwa domowego, ale i większej ich ilości, wytwarza się między innymi z promieniowania słonecznego z użyciem instalacji fotowoltaicznych.
Tak samo często wykorzystuje się do tego elektrownie wiatrowe, a charakterystyczne wysokie wiatraki, czyli turbiny wiatrowe, widzimy w różnych częściach Polski i nie wzbudzają już naszego zdziwienia. Na ich postawienie decyduje się coraz więcej firm, warto więc dowiedzieć się, czym one są i poznać najważniejsze zalety oraz wady takiej inwestycji.
Czym jest energetyka wiatrowa korzystająca z odnawialnych źródeł energii?
Przez pojęcie energetyki wiatrowej rozumiemy jedną z odmian energetyki, polegającą na produkcji prądu elektrycznego z wykorzystaniem energii wiatru. W Polsce największą produkcję uzyskuje się w północnej, zachodniej i środkowej części kraju, gdzie panują odpowiednie warunki do stawiania nie tylko elektrowni, ale i większych farm wiatrowych. Jest to możliwe również na polskim Bałtyku, wzorem Danii czy Holandii, w których to państwach nikogo nie dziwią setki, czy nawet tysiące wiatraków stojących w różnych miejscach wybrzeża.
Sprawdź także ofertę Fotowoltaiki w Puławach
Czym jest elektrownia wiatrowa?
Zanim przejdziemy do przedstawienia zalet i wad korzystania z elektrowni wiatrowej, warto wcześniej dowiedzieć się, czym ona właściwie jest i na jakiej zasadzie działa. Elektrownia produkująca energię elektryczną z wiatru to po prostu zespół odpowiednio zlokalizowanych turbin wiatrowych.
Tworzą je wysokie, mająca nawet 150-200 metrów, maszty, na których szczycie zamontowano wirnik wyposażony w łopaty. Umożliwia on wyłapywanie wszystkich podmuchów wiatru, zazwyczaj silniej wiejącego na wyższych wysokościach i zamienianie tych olbrzymich mas powietrza w energię elektryczną.
Rozróżniamy kilka rodzajów najczęściej używanych typów elektrowni wiatrowych:
- elektrownie wiatrowe o poziomej osi obrotu (HAWT), zdecydowanie najczęściej stosowane, złożone z łopat wirnika montowanych na poziomym wale, który obraca się wokół własnej osi. Ten rodzaj elektrowni cechuje możliwość instalacji przede wszystkim na ziemi, lecz taka konstrukcja zajmuje sporo miejsca;
- elektrownie wiatrowe o pionowej osi obrotu (VAWT), w których wirnik składa się z pionowych łopat umieszczonych dookoła centralnego wału, co umożliwia efektywniejsze wykorzystanie wiatrów wiejących z różnych kierunków;
- elektrownie wiatrowe offshore, ich specjalna odmiana montowana na morzu, przystosowana do pracy w trudnych warunkach pogodowych;
- mini elektrownie wiatrowe, znane także pod nazwą przydomowych elektrowni wiatrowych, niewielkie, mające maksymalną moc kilkudziesięciu kilowatów, używane przeważnie do zasilania gospodarstw rolnych i domów jednorodzinnych.
Na jakiej zasadzie działają elektrownie wiatrowe?
Zasada działania elektrowni nie jest skomplikowana, nie trzeba się nad nią zbytnio zastanawiać, a proces produkcji prądu przebiega w kilku krokach:
Krok 1 – wyłapywanie całej energii wiatru
Ruchoma gondola, w której zamontowano wirnik z łopatami, ustawia się dokładnie w kierunku wiejącego wiatru, który uderzając w łopatki, powoduje ich obracanie się wzdłuż osi turbiny. Obracające się łopatki przenoszą energię kinetyczną wiatru na wirnik turbiny.
Krok 2 – produkcja energii elektrycznej
Kolejny krokiem jest wygenerowanie prądu, co odbywa się poprzez przeniesienie energii mechanicznej z ruchu obrotowego wirnika na połączony z nim generator. Dochodzi do tego w wyniku obrotów znajdujących się w nim magnesów wokół cewek.
Krok 3 – przesyłanie wyprodukowane energii elektrycznej
Wytworzona w ten sposób energia elektryczna jest przesyłana do sieci energetycznej, do której podłączono zespół wiatraków lub większą farmę wiatrową. W przypadku mini elektrowni może być ona gromadzona w magazynach energii do zasilania domowych urządzeń, np. sprzętu AGD i RTV.
Zapoznaj się z ofertą Fotowoltaiki w Grójcu
Które wady i zalety elektrowni wiatrowych należy podkreślić?
Wiemy już, czym są elektrownie wiatrowe, jakie są ich rodzaje i na jakiej zasadzie działają. Potencjalni inwestorzy powinni także poznać wady i zalety, zanim podejmą ostateczną decyzję o finansowaniu takiej inwestycji.
Zaczniemy od przedstawienia oczywistych zalet, podkreślanych przez ekspertów od energetyki wiatrowej, którzy wskazują przede wszystkim na:
- tworzenie nowych miejsc pracy w lokalizacji, gdzie ma powstać zespół turbin;
- duże wpływy finansowe do budżetu gmin, które zdecydują się przeznaczyć grunty pod budowę wiatraków;
- aktywny udział w ochronie środowiska naturalnego, a elektrownie wiatrowe nie emitują żadnych zanieczyszczeń, w tym gazów cieplarnianych;
- lokalizacja zarówno na obszarach miejskich, jak i wiejskich, należy przy tym pamiętać, że jednym z czynników to warunkujących jest zachowanie właściwej odległości turbin wiatrowych od zabudowań, co określa obowiązująca w tej kwestii ustawa i inne akty prawne, które należy wcześniej sprawdzić;
- niska wysokość kosztów eksploatacji takich elektrowni, szczególnie gdy porównamy je z tradycyjnymi elektrowniami węglowymi, a wiatrowe nie potrzebują żadnego paliwa koniecznego do wytworzenia energii elektrycznej;
- prawie bezobsługowe funkcjonowanie, a obsługa musi przeważnie interweniować tylko w przypadku wystąpienia awarii;
- wysoka odporność na niekorzystne czynniki atmosferyczne, a kluczowe znaczenie ma tu wytrzymałość konstrukcji na silne, często huraganowe wiatry;
- możliwość pokrycia, w przypadku prosumentów, potencjalnych braków w energii elektrycznej.
Niestety elektrownie wiatrowe to nie tylko zalety, trzeba również wskazać ich najistotniejsze wady, a do najważniejszych można zaliczyć:
- spadek wartości gruntu, na którym postawiono wiatraki, może to również oznaczać kłopoty z jego sprzedażą;
- wytwarzanie przez turbiny szumów niskich częstotliwości, infradźwięków, mających negatywny wpływ na zdrowie, mogących powodować problemy ze snem, bóle i zawroty głowy, lecz nowe badania wykazują, że w odległości 500 m od wiatraka nie mają już negatywnego wpływu na zdrowie ludzi;
- generowanie stosunkowo wysokiego poziomu hałasu, w niektórych sytuacjach przekraczającego normy określone dla turbin wiatrowych;
- cień rzucany przez wiatraki na dużą powierzchnię gruntu;
- zależność od zmiennych warunków atmosferycznych i trudno jest dokładnie przewidzieć czy będzie wiało i jaka będzie prędkość wiatru;
- konieczność zachowania odpowiedniej odległości od zabudowy mieszkaniowej, co może znacznie ograniczać dostępność gruntów pod budowę elektrowni wiatrowych i korzystanie ze źródeł odnawialnych.
