www.edusun.pl Energia wiatru

www.edusun.pl
Energia wiatru
Co to jest wiatr?
Do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania słonecznego. Jak wiemy, okolice
równika nagrzewają się o wiele bardziej niż strefy okołobiegunowe. Gdy lekkie, gorące powietrze z
rejonu równika ucieka w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego powietrza znad biegunów.
Tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany różnicami temperatur i ciśnień, a także
działaniem związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa. Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru
siła Coriolisa, zwana też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii prostej, wędrując od
obszarów wysokiego ciśnienia ku terenom o ciśnieniu niskim.
Rodzaje wiatrów
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze, które odpływa znad tego „równikowego pasa
ciszy” opada następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość geograficzna mniejsza niż 30
stopni), a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe w postaci stałych wiatrów zachodnich i
zwanych też pasatami stałych wiatrów wschodnich. To jednak nie te, globalne wiatry, lecz
charakterystyczne dla danego obszaru wiatry lokalne mają największy wpływ na pogodę na danym
terenie. Polskim wiatrem lokalnym jest występujący w Sudetach i Karpatach wiatr halny, który jest
jednocześnie przykładem wiatru górskiego, powstającego ze względu na różnice w nagrzewaniu się
stoków górskich i dolin. W dzień wyższe temperatury panują na górskich zboczach, podczas gdy nocą
to doliny zatrzymują więcej ciepła.
Energia wiatru znajduje zastosowanie od bardzo dawnych czasów. Już 4000 lat temu starożytni
Babilończycy pompowali wodę przy pomocy wiatraków, nawadniając pola i osuszając mokradła, o
wiele wcześniej zaś wykorzystywano wiatr w żegludze. Od VI wieku Persowie mełli ziarno w młynach
wiatrowych.
W VIII wieku w Europie pojawiły się duże czteroskrzydłowe wiatraki, wykorzystywane przez
Holendrów do wypompowywania wody z obszarów nisko położonych. Wraz z odkryciem
elektryczności energia wiatru znalazła nowe zastosowanie: pod koniec XIX wieku podjęto pierwsze
próby wykorzystania jej do produkcji prądu, zaś do roku 1960 na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych.
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi odnawialnymi źródłami energii wzrosło w
następstwie kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na całym świecie zainstalowano
ponad 50 000 turbin wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną z najdynamiczniej rozwijających
się gałęzi przemysłu.
Dofinansowano ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
www.edusun.pl
Europa - światowy lider
Światowy potencjał energii wiatru jest całkiem spory. W roku 2005 holenderscy naukowcy stwierdzili,
że do roku 2020 energia wiatru mogłaby zaspokoić 12% światowego zapotrzebowania na energię
elektryczną.
Współcześnie szybki rozwój energetyki wiatrowej następuje zwłaszcza na terenie Europy. W roku
2004 w krajach starej Unii Europejskiej moc zainstalowana elektrowni wiatrowych zwiększyła się o
20,3% w stosunku do roku 2003 i wynosiła 34 366 MW - blisko trzy czwarte światowej mocy
zainstalowanej.
Żeby móc wykorzystywać energię wiatru do produkcji prądu niezbędne są odpowiednie warunki, to
znaczy stałe występowanie wiatru o określonej prędkości. Elektrownie wiatrowe pracują zazwyczaj
przy wietrze wiejącym z prędkością od 5 do 25 m/s, przy czym prędkość od 15 do 20 m/s uznawana
jest za optymalną. Zbyt małe prędkości uniemożliwiają wytwarzanie energii elektrycznej o
wystarczającej mocy, zbyt duże zaś – przekraczające 30 m/s – mogą doprowadzić do mechanicznych
uszkodzeń wiatraka. Najodpowiedniejsze warunki dla energetyki wiatrowej istnieją zazwyczaj w
okolicach nadmorskich – takich jak na przykład Dolna Saksonia, skupiająca ponad 40% niemieckich
elektrowni wiatrowych - i na terenach podgórskich. W naszym kraju obszary szczególnie sprzyjające
wykorzystywaniu energii wiatru to województwa pomorskie i zachodniopomorskie, gdzie obecnie, w
miejscowości Tymień powstaje największa polska farma wiatrowa – zakład o mocy 50 MW, który
będzie oddany do użytku w czerwcu 2006 roku. Jak ustalili meteorolodzy, w okolicach Tymienia przez
około 300 dni w roku wieje silny wiatr.
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii (OZE) - niewyczerpywalnym i niezanieczyszczającym
środowiska. Nie znaczy to jednak, że jest dla środowiska neutralna. Jak się okazuje, elektrownie
wiatrowe mogą wywierać negatywny wpływ na otoczenie – na ludzi, na ptaki, na krajobraz.
Problemem jest na przykład wytwarzany przez turbiny wiatrowe stały, monotonny hałas o niskim
natężeniu, niekorzystnie oddziaływujący na psychikę człowieka. By zneutralizować jego wpływ, wokół
masztów elektrowni wiatrowych wyznacza się strefę ochronną o szerokości 500 metrów. Inna
kwestia to niebezpieczeństwo, stwarzane przez elektrownie wiatrowe dla ptaków. Mimo, że zdania
naukowców w tej sprawie są podzielone i - jak utrzymują niektórzy – migrujące ptaki umieją omijać
elektrownie, inni szacują, że farma wiatrowa o mocy 80 MW może zabić nawet 3500 ptaków w ciągu
roku. Na koniec wspomnieć należy także o ujemnym wpływie wywieranym przez elektrownie
wiatrowe na krajobraz: zajmują one duże powierzchnie i zlokalizowane są często w turystycznych
rejonach nadmorskich i górskich.
Oddziaływanie na środowisko
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii. Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności nie
powoduje zanieczyszczeń, nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych, nie wiąże się też z
eksploatacją zasobów, które prędzej czy później zostaną wyczerpane. A jednak to, tak - zdawałoby się
Dofinansowano ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
www.edusun.pl
- „ekologiczne” źródło energii powoduje pewne problemy i nie pozostaje bez negatywnego wpływu
na środowisko.
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza, gleby czy wody, często się jednak mówi o
powodowanym przez nie „wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska. Problem ten jest tym
poważniejszy, że odpowiednie do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz turystyczne tereny
nadmorskie bądź górskie, których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć skutkiem budowy
elektrowni. Takie obawy wyraziły na przykład samorządy z wyspy Wolin i wojewódzki konserwator
zabytków, który w 2002 roku sprzeciwił się budowie 58 turbin wiatrowych w Zatoce Szczecińskiej.
Wybudowanie elektrowni „może negatywnie odbić się na rozwoju turystyki i sportów wodnych” –
napisali wolińscy radni w uzasadnieniu swojej decyzji.
Nie wszyscy podzielają opinię o negatywnym wpływie turbin wiatrowych na krajobraz. W sondażu
zrealizowanym w roku 2002 wśród mieszkańców Szwajcarii 87% ankietowanych opowiedziało się za
rozwojem energetyki wiatrowej, zaś wyniki badań, przeprowadzonych w tym samym roku przez
EWEA wskazują na podobne tendencje w całej Europie. Niektórzy ankietowani określali nawet
turbiny wiatrowe jako „wspaniałe”, „majestatyczne” czy „eleganckie”.
Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska, elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas. Jak pokazują zebrane w tabelach dane, nie jest
to dźwięk o zbyt dużym natężeniu, problemem jest raczej jego monotonia i długotrwałe
oddziaływanie na psychikę człowieka. Ponieważ polskie prawo wymaga, by poziom hałasu w porze
nocnej na obszarach zabudowy jednorodzinnej i terenach wypoczynkowo-rekreacyjnych poza
miastem nie przekraczał 40 decybeli, elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości minimum 500
m od zabudowy mieszkaniowej. Podobnie jak wywoływany przez turbiny wiatrowe szum, negatywny
wpływ na psychikę ludzką może mieć także odblask promieni słonecznych od obracającego się
wirnika i cień jego szybko poruszających się łopat.
Kolejnym problemem, związanym z budową elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i – na przykład – nietoperzy, które lecąc mogą wejść w kolizję z turbiną. Kolizja
taka jest tym prawdopodobniejsza, że celem zwiększenia efektywności pracy elektrowni turbiny
wiatrowe lokalizuje się często w miejscach występowania prądów powietrznych, wykorzystywanych
także przez migrujące ptaki. Mówiąc o niebezpieczeństwie, stwarzanym przez farmy wiatrowe dla
ptaków, trzeba jednak pamiętać, że o wiele większe zagrożenie stanowi dla nich energetyka
konwencjonalna. Każdego roku miliony ptaków giną, wchodząc w kolizję z konwencjonalnymi
elektrowniami, platformami wiertniczymi czy napowietrznymi liniami energetycznymi. Rozlewnia
oleju na Alasce spowodowała śmierć tysiąc razy większej liczby ptaków, niż praca kalifornijskich
parków wiatrowych, a konwencjonalna elektrownia na Florydzie w ciągu jednej nocy uśmierciła 3000
migrujących ptaków. Ptakom i innym zwierzętom szkodzą także produkowane przez energetykę
konwencjonalną zanieczyszczenia.
Dofinansowano ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
www.edusun.pl
By zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się
specjalne oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni, a nowe elektrownie lokalizuje się z dala
od tras migracyjnych ptaków. Na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów radiowych, których
emisja mogłaby odstraszać ptaki z terenu elektrowni.
Źródła:
Biopaliwa, red. P. Gradziuk, 2003
Odnawialne źródła energii jako element rozwoju lokalnego, publikacja EC BREC/IBMER, 2003
www.atmosphere.mpg.de
www.pogoda.x.wp.pl
www.ewea.org
www.energies-renouvelables.org
www.darvill.clara.net
www.proekologia.pl
www.zielonaenergia.pl
www.international.niedersachsen.de
Ludzkość w poszukiwaniu energii, 21 odkryć XXI wiek – dodatek do Gazety Wyborczej
www.suisse-eole.ch
www.windpower.org
Dofinansowano ze środków Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej