Rosnące zainteresowanie energią wiatru

W energii wiatru coraz częściej upatruje się zastosowanie go jako odnawialnego źródła energii. Wiatr należy bowiem do niewyczerpalnych źródeł energii, której pozyskiwanie nie prowadzi do skażenia naturalnego środowiska.

Wiatr jest nośnikiem energii kinetycznej w przylegającej do ziemi kilometrowej warstwie atmosfery należącej do troposfery. Gdyby wykorzystać tylko 10% tej energii, to stanowiłaby ona ok. 20 razy więcej niż obecne światowe zużycie energii we wszystkich jej postaciach wytwarzanych przemysłowo. Świadczy to o wielkich możliwościach tego źródła energii.

Energetyka wiatrowa może być zrealizowana poprzez budowę małych rozproszonych w terenie wiatraków o mocy rzędu 50-150 kW przekazujących energię bezpośrednio do sieci rozdzielczych lub dużych siłowni wiatrowych rzędu kilku MW, a w parku wiatrowym nawet setek będących elementem sieci energetycznej odbiorcy.

Nie wyklucza się także budowy turbin wiatrowych w terenie zabudowanym w którym ich lokalizacja miałaby miejsce: pomiędzy budynkami wykorzystując efekt wzrostu prędkości w najwęższych między nimi miejscami, na dachu budynku, w kanale przechodzącym przez budynek wykorzystując różnicę ciśnień między stroną zawietrzną i wietrzną.

Obecnie energia wiatru pokrywa zaledwie 1% światowego zapotrzebowania na energię, natomiast mogłaby pokryć 20% całego światowego zapotrzebowania. Niemniej udział energii wiatru w stosunku do innych źródeł energii stale rośnie i obserwuje się duże zainteresowanie tym źródłem energii.

Najkorzystniejszym sposobem przetworzenia energii wiatru jest jej zamiana na energię elektryczną. Nie każdy jednak wiatr nadaje się do praktycznego wykorzystania. Gwałtowne wiatry, jak tajfuny czy cyklony, nie nadają się do wykorzystania. Najkorzystniejsze są wiatry wiejące ze stałą prędkością w granicach 4 -14 m/s, na wysokości 70 - 150 m. Warunki te pozwalają na eksploatację elektrowni wiatrowych przez 1.000 - 2.000 h rocznie. Lokalizacja siłowni wiatrowych musi być poprzedzona analizą przebiegu izowent tzn. linii łączących punkty o jednakowej prędkości wiatru, mierzonej na poziomie ziemi w różnych porach roku, głównie w miesiącach letnich i zimowych.
Z dotychczasowych doświadczeń wynika, że najkorzystniejszymi lokalizacjami siłowni wiatrowych są wierzchołki pojedynczych wzgórz o wysokości do 1.000 m, wybrzeże morskie i pojedyncze wyniesienia na terenach płaskich.

Wykorzystanie energii wiatru jest również uzasadnione względami technicznymi i ekonomicznymi. Turbina o mocy 3 MW dla wiatru o prędkości 7 m/s wytwarza rocznie ok. 4000 kWh energii elektrycznej. Sprawność elektrowni wiatrowych wynosi 80%.
Energia elektryczna pochodząca z siłowni wiatrowych jest tania. Z analizy ekonomicznej, uwzględniającej wszystkie czynniki wynika, że koszt wytworzenia 1 kWh energii elektrycznej z wiatru jest trzykrotnie niższy niż w elektrowni węglowej.
Mimo niewątpliwych zalet proekologicznych wadą siłowni wiatrowych szczególnie dużych o wysokościach dochodzących do 100 m jest jednak: wysoki poziom hałasu (końcówki śmigieł o rozpiętości 60 m przy prędkości wirnika 20 – 50 obr/min przekraczają prędkość nawet 100 m/s), zeszpecenie krajobrazu, zagrożenie dla ptaków.

Wady te łagodzi jednak fakt, że siłownie te zlokalizowane są na terenach niezabudowanych, choć trudno odmówić, że łączy się to zajęciem nowych nie zagospodarowanych jeszcze terenów.

Dowodem zainteresowania wykorzystaniem energii wiatru jest istnienie wielu siłowni wiatrowych na świecie.
Szczytowym osiągnięciem w tej dziedzinie są trzy zespoły liczące 15.000 turbin, znajdujące się w USA w stanie Kalifornia, na zboczach wzgórz Tehachapi, Altamont i przełęczy San Gorginio. Zaspokajają one potrzeby np. 1,3 mln gospodarstw domowych lub całej aglomeracji San Francisco.
Moc elektrowni wiatrowych zainstalowanych do końca 2002 roku w krajach europejskich osiągnęła 23 tyś. MW.
Największa elektrownia wiatrowa w Europie, znajduje się w Walii, w pobliżu miejscowości Carno. Jej moc wynosi 30 MW i jest zdolna dostarczyć energię elektryczną dla 25.000 rodzin. Obecnie w Anglii pracuje 31 elektrowni wiatrowych, a na rok 2025 planuje się, że będą one pokrywać 10% zapotrzebowania na energię elektryczną.

W Niemczech jest 6000 siłowni wiatrowych o łącznej mocy 12 tyś. MW, a największa elektrownia wiatrowa ma moc 3 MW, dostarczając rocznie 7 mln kWh energii.
W profesjonalnym wykorzystaniu siły wiatru przodują Stany Zjednoczone (1870 MW), Dania (614 MW), Holandia (202 MW), Anglia (190 MW) i Hiszpania (163 MW).
Energię elektryczną z siłowni wiatrowych, wykorzystuje się także do przepompowywania wody, pod kątem jej dalszego wykorzystania jako źródła energii potencjalnej.
Energię elektryczną z siłowni wiatrowych zlokalizowanych nad morzem, można wykorzystać do elektrolizy wody morskiej. Tlen i wodór otrzymane w wyniku tego procesu mogą być wykorzystane w ogniwach paliwowych.
Siłownie wiatrowe o niewielkiej mocy znajdują szerokie zastosowanie, głównie w rolnictwie do grzania wody, ogrzewania pomieszczeń, suszenia siana i ziarna oraz w szeregu innych potrzebach zaspakajanych w sposób indywidualny. Konstrukcja i technologia ich wykonania są wówczas proste i tanie.

Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w Polsce, w tym także energii wiatru, jest szczególnie istotne z tego względu , że energetyka w naszym kraju jest niemal wyłącznie oparta na spalaniu węgla.
W przyjętych przez nasz kraj zobowiązaniach międzynarodowych przewiduje się, że do końca 2020 roku nastąpi zwiększenie do 7,5% udziału ilości energii odnawialnej w całkowitym bilansie energetycznym. Swój udział w tym bilansie ma także energia wiatru.
Z tym źródłem energii nie można jednak wiązać szczególnych nadziei, co nie znaczy , że powinno być pominięte w ogólnym bilansie energetycznym kraju.

Czynnikami ograniczającymi są tu: położenie geograficzne, rzeźba powierzchni, nieregularne wiatry i małe ich prędkości.
Niemniej obserwuje się w Polsce budowę siłowni wiatrowych, których obecnie mamy 28 podłączonych do sieci – sprzedających energię zakładom przemysłowym – elektrowni wiatrowych o łącznej mocy 9 MW. Największe 2 elektrownie o mocy 600 kW znajdują się w Swarzewie k.Pucka, a wybudowane zostały w roku 1997 przez niemiecką firmę Tacke. Najbliżej Krakowa w Rytrze k.Nowego Sącza jest siłownia wiatrowa o mocy 100 kW. Jest to siłownia polskiej konstrukcji i produkcji, wyprodukowana przez Nowomag.
Potwierdzeniem tendencji rozwojowych w budowie siłowni wiatrowych w Polsce są już istniejące i dalsze plany ich budowy. Przykładem może być farma wiatrowa w Barzowicach k.Darłowa składająca się z 6 wiatraków o łącznej mocy 4,99 MW, oraz plan budowy kolejnej największej farmy wiatrowej w gminie Karnice składającej się z 30 elektrowni o łącznej mocy 60 MW.
Niestety szansa na wytwarzanie czystej energii może być zmarnowana gdyż polityka monopolisty zmierza do wytwarzanie energii elektrycznej z węgla i przesyłania jej na dalekie odległości.

Trzeba jednak mieć nadzieję, że produkcja energii wiatrowej będzie się w Polsce rozwijać w zakresie określonym aktualnymi możliwościami.