Odnawialne źródła energii
Energia wiatru
Tomek Kalinowski
Przemysław Gaca
Odnawialne źródła energii
Energia wiatru
Tomek Kalinowski
Przemysław Gaca
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.
Zwróć uwagę
Energia wiatru może być uznawana
za formę energii Słońca. Nie
byłoby wiatru, gdyby taka sama
ilość promieniowania słonecznego
docierała do wszystkich punktów
globu.
Historia
• 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
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.
• Europejskim liderem w wykorzystywaniu
energii wiatru pozostają Niemcy, które w
2001 roku dysponowały aż 46,1% światowej
mocy zainstalowanej , jednak w roku 2004
najwięcej mocy zainstalowanej przybyło w
Hiszpanii – kraju o ponadprzeciętnej
prędkości wiatru (do 10m/s) i znakomitych
warunkach do rozwoju energetyki
wiatrowej. Spośród nowych członków UE
największą ilość mocy zainstalowanej – 68,1
MW - posiada Polska, jednak w roku 2004
nasz kraj zwiększył swój potencjał tylko o
ponad 11%, podczas gdy w innym nowym
państwie Unii – w Estonii – zasoby mocy
zainstalowanej wzrosły aż o 583,8%.
• Czy wiesz, że...
... w Danii energia wiatru pokrywa
18,5% zapotrzebowania na
energię elektryczną, zaś w roku
2008 będzie to już 25%? W
duńskim sektorze energetyki
wiatrowej istnieje 20 tys. miejsc
pracy.
Warunki
• 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.
• Farma wiatrowa to zespół
położonych w niewielkiej
odległości od siebie wiatrowych
urządzeń prądotwórczych,
grupujący od ponad 10 do nawet
100 turbin wiatrowych.
Zalety i wady
• Energia wiatru jest odnawialnym źródłem
energii (OZE) – niewyczerpywalnym i nie
zanieczyszczającym 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
Pomiary wiatru
• Osiągnięcia antycznych żeglarzy – na przykład
opłynięcie Afryki przez flotę egipsko-fenicką
na przełomie VII i VI wieku p.n.e. – świadczą o
tym, że już w czasach starożytnych umiano
dokonywać pomiarów wiatru, zwłaszcza zaś
określać jego kierunek. Najstarszym
zachowanym świadectwem tej umiejętności
jest wzniesiona w 100 roku p. n. e. w Atenach
marmurowa Wieża Wiatrów, pozwalająca
wyznaczać kierunek wiatru w ośmiu
wyróżnionych płaskorzeźbami sektorach.
Kierunek wiatru wskazywał trzymanym w ręce
prętem ruchomy posąg bóstwa morskiego –
Trytona, umieszczony na szczycie wieży.
• Z kolei najstarszym urządzeniem,
służącym do mierzenia prędkości
wiatru był poziomy wiatrak do
wyciskania winogron, używany w
VII wieku w Persji. Prędkość
wiatru określano licząc jego
obroty.
Prędkość i kierunek
• Współcześnie do mierzenia prędkości i
kierunku wiatru wykorzystuje się różnego
rodzaju wiatromierze, z których
najprostszym jest wiatromierz Wilda.
Składa się on z pierścienia z ośmioma
wskazującymi kierunki świata prętami,
osadzonego na pionowo ustawionym pręcie,
zaopatrzonym w chorągiewkę kierunkową i
we wskazującą prędkość metalową płytkę.
Kierunek wiatru określa się na podstawie
położenia chorągiewki względem prętów
kierunkowych, prędkość wyznacza zaś
wielkość spowodowanego przez wiatr
odchylenia płytki od pionu.
• Do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też umowną skalę
Beauforta, używaną również do
oceniania stanu morza. Jej nazwa,
podobnie jak nazwa jednostki
pomiarowej – stopnia Beauforta -
pochodzi od nazwiska angielskiego
admirała Francisa Beauforta,
który w 1805 roku sporządził
pierwszą wersję skali.
Skala Beauforta
Skala Beauforta
Siła w st. B
Nazwa wiatru
Prędkość w km/h
Skutki działania wiatru na lądzie
0
cisza
poniżej 1
dym unosi się pionowo
1
powiew
1 - 5
dym unosi się niecałkiem pionowo
2
słaby wiatr
6 - 11
odczuwanie powiewu na twarzy
3
łagodny wiatr
12 - 19
poruszanie się liści
4
umiarkowany wiatr
20 - 28
poruszanie się gałązek
5
dość silny wiatr
29 - 38
poruszanie się większych gałęzi
6
silny wiatr
39 - 49
poruszanie się grubych gałęzi
7
bardzo silny wiatr
50 - 61
poruszanie się cieńszych pni
8
gwałtowny wiatr
62 - 74
utrudnione chodzenie pod wiatr,
uginanie się grubych pni
9
wichura
75 - 88
unoszenie mniejszych przedmiotów
10
silna wichura
89 - 102
łamanie gałęzi i mniejszych drzew
11
gwałtowna wichura
103 - 117
łamanie dużych pni
12-17
huragan
118 i więcej
uszkadzanie budynków,
wyrywanie drzew z korzeniami
Kierunek wiatru
• Z kolei kierunek wiatru (czyli ten, z
którego wiatr wieje) ustala się bądź przy
pomocy wiatromierzy kierunkowych,
bądź też korzystając z używanej również
do określania kierunku prądów morskich
i kursu statków róży wiatrów. Róża
wiatrów to rysunek, przedstawiający 8
lub 16 kierunków świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.
Symbol
Kierunek
N
północny
NE
północno-wschodni
E
wschodni
SE
południowo-wschodni
S
południowy
SW
południowo-zachodni
W
zachodni
NW
północno-zachodni
Wykorzystanie
Wykorzystanie w Polsce
• W roku 2003 w naszym kraju pracowało
około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię
elektryczną do sieci, a największą polską
farmą wiatrową był posiadający dziewięć
elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa. Moc zainstalowana każdej
elektrowni w tym parku wynosi 2 MW, a
wysokość turbiny wraz ze skrzydłami - 118
m.
• Z biegiem czasu i wraz z postępem
technicznym zwiększa się moc i
rozmiar konstruowanych turbin. Na
przykład w Niemczech pod koniec
roku 2000 moc zainstalowana
przeciętnej siłowni wiatrowej
wynosiła 1120 kW, wysokość do 71
m., a średnica wirnika do 58 m.,
podczas gdy w 1991 roku liczby te
wynosiły odpowiednio: 165 kW oraz
31 i 23 m.
Rozkład produkcji energii w
elektrowniach wiatrowych na
początku 2005 roku
Europa
Kraj
Moc zainstalowana w MW
W/mieszkańca
Niemcy
16 628
202,8
Hiszpania
8 263
209,7
Dania
3 118
588,3
Włochy
1 265
22,0
Holandia
1 078
68,2
Polska
58
1,5
Ukraina
57
1,1
Łotwa
26
10,8
Czechy
17
1,7
Bułgaria
1
0,1
Ogółem
34 630
-
Ameryka Północna
Kraj
Moc zainstalowana w MW
W/mieszkańca
Stany Zjednoczone
6 752
23,6
Kanada
444
14,3
Ogółem
7 196
-
Azja
Kraj
Moc zainstalowana w MW
W/mieszkańca
Indie
2 983
2,9
Chiny
764
0,6
Tajwan
16
0,7
Korea Południowa
8
0,2
Sri Lanka
3
0,2
Ogółem
3 774
-
Rejon Pacyfiku
Kraj
Moc zainstalowana w MW
W/mieszkańca
Japonia
940
7,4
Australia
380
19,7
Nowa Zelandia
170
42,5
Wyspy na Pacyfiku
11
-
Ogółem
1 501
-
Przykłady na świece - największa
farma wiatrowa Australii
• W Australii, gdzie jeszcze w roku 2000
istniały zaledwie trzy farmy wiatrowe
(w tym tylko jedna podłączona do sieci
energetycznej) w czerwcu 2005 roku
otwarto największą farmę wiatrową w
kraju – zakład w miejscowości Wattle
Point, położonej na Półwyspie Yorke,
15 km na południowy wschód od
Yorketown
• Na farmie w Wattle Point, zajmującej
obszar 17,5 km
2
pracuje 55 turbin
wiatrowych o łącznej mocy 91 MW. Mogą
one zaopatrzyć w energię elektryczną
ponad 55 tys. gospodarstw domowych,
zapobiegając tym samym wyemitowaniu
360 tys. ton gazów cieplarnianych rocznie.
• Budowa farmy w Wattle Point kosztowała
180 mln dolarów i trwała rok: od czerwca
2004 do maja 2005. Pierwszą turbinę wraz
z 230 m3 betonowych fundamentów
postawiono w listopadzie 2004. Do
montowania turbin używano dźwigu,
podnoszącego maksymalnie 600 ton.
• Dane techniczne
• Wieża (pusta wewnątrz, z drabinką dla obsługi
technicznej):
• wysokość: 68 m,
• waga: 89 t (część górna - 27 t, środkowa - 25 t,
dolna - 37 t).
• Łopaty (wykonane z poliestru, wzmocnionego
szklanym włóknem):
• długość: 41 m,
• waga: 7,5 t,
• prędkość obrotowa: 14,4 obrotu na minutę.
• Gondola:
• waga: 51 t.
• Wirnik:
• średnica: 82 m.
• Farma w Wattle Point zatrudnia
ponad 160 osób, z których połowa to
pracownicy pochodzący z regionu,
zatrudnieni do prac elektrycznych i
mechanicznych, obsługi technicznej,
betonowania, wytyczania dróg,
ogradzania, a także pracujący w
transporcie i w ochronie
Budowa turbiny
wiatrowej
• Główny element siłowni wiatrowej to
wirnik przekształcający energię wiatru w
energię mechaniczną, z której z kolei
generator produkuje energię elektryczną.
Osadzony na wale wolnoobrotowym
wirnik posiada zwykle trzy łopaty,
wykonane ze wzmocnionego poliestrem
włókna szklanego. Wirnik obraca się
najczęściej z prędkością od 15 do 30
obrotów na minutę. Prędkość ta zostaje
następnie zwiększona przez przekładnię
do 1500 obrotów na minutę. Przekładania
połączona jest z wałem szybkoobrotowym,
a ten z kolei z generatorem.
• Generator, przekładnia, a także
monitorujący siłownię system sterowania
oraz układy smarowania, chłodzenia i
hamulec umieszczone są w gondoli,
zamocowanej wraz z wirnikiem na
stalowej wieży o wysokości od 30 do 100
m. Na szczycie wieży znajduje się silnik i
przekładnia zębata, których zadaniem jest
obracanie wirnika i gondoli w kierunku
wiatru.
• Budowa siłowni wiatrowych o niewielkich
mocach jest znacznie prostsza. Nie
posiadają one na przykład mechanizmów
ustawienia łopat, a ich konstrukcja
umożliwia wyłączenie elektrowni poprzez
pionowe ustawienie wirnika.
• Turbiny wiatrowe są wyposażone w układ
kontroli, który pozwala uniknąć
mechanicznego uszkodzenia elektrowni i
umożliwia jak najefektywniejsze
wykorzystywanie jej potencjału.
• Na przykład turbiny wiatrowe na farmie w
Crookwell w australijskiej prowincji
Południowa Nowa Walia (nawiasem
mówiąc, była to pierwsza australijska
farma wiatrowa podłączona do sieci
energetycznej) są wyłączane, gdy prędkość
wiatru przekracza 72 km/h. Komputerowy
system kontroli, korzystający z danych
dotyczących kierunku i prędkości wiatru
pozwala im także kierować się zawsze w
odpowiednią stronę.
Lokalizacja elektrowni
wiatrowej
• Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć
pod uwagę wiele rozmaitych czynników. Po
pierwsze, na wybranym terenie muszą
panować odpowiednie
.
W Polsce za obszary pozwalające
wykorzystywać energię wiatru uznaje się
miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej
6 m/s. Gdzie występują takie warunki?
Klasy szorstkości
terenu
• Prędkość wiatru zależy od wysokości
(średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi) i
od szorstkości terenu, o szorstkości zaś
decydują rzeźba powierzchni i takie
przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania. Im niższa klasa szorstkości
terenu – to znaczy im mniej przeszkód
terenowych na danym obszarze, tym
większe są tam zasoby energii wiatru i tym
lepsze warunki do budowy elektrowni.
• Na terenach klasy 4 produktywność farmy
wiatrowej spada nawet o ponad 50%, zaś
najlepsze pod względem warunków
wiatrowych obszary to morskie wybrzeża,
otwarte równiny, wierzchołki wzniesień i
górskie przełęcze, a więc miejsca, w
których regularnie występują wiatry o
dużej sile. Elektrowni wiatrowych nie
należy za to lokalizować w górskich
dolinach i kotlinach.
• Polsce najlepsze warunki wiatrowe
panują na Pomorzu i w północno-
wschodnich rejonach kraju, dużym
potencjałem energii wiatru
dysponują też górzyste i
pagórkowate tereny Sudetów,
Beskidu Śląskiego i Żywieckiego,
Bieszczad, Pogórza Dynowskiego,
Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny.
• Szorstkość terenu ma wpływ na prędkość
wiatru do wysokości jednego kilometra nad
poziomem ziemi i w promieniu 20 km.
Dlatego ważne jest, by elektrownie
wiatrowe lokalizować odpowiednio daleko
od przeszkód terenowych. Ze względu na
hałas, emitowany przez turbiny wiatrowe
minimalna odległość między farmą
wiatrową a domami mieszkalnymi powinna
wynosić 500 m, z kolei z uwagi na
produktywność elektrowni, dystans
minimum 3000 m powinien dzielić jej
zachodnią i południowo-zachodnią stronę
od lasów i wysokiej zabudowy.
Charakterystyka klas szorstkości
terenu
Klasa
szorstko
ści
Energ
ia
[%]
Rodzaj terenu
0
100
powierzchnia wody
0,5
73
teren całkowicie otwarty, np. łąka, betonowe lotnisko
1
52
pola uprawne z niskimi pojedynczymi zabudowaniami,
tereny lekko pofalowane
1,5
45
pola uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8 metrowymi żywopłotami oddalonymi od siebie
o około 1250 m
2
39
pola uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8 metrowymi żywopłotami oddalonymi od siebie
o około 500 m
2,5
31
pola uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8 metrowymi żywopłotami oddalonymi od siebie
o około 250 m
3
24
wioski, miasteczka, pola uprawne z licznymi żywopłotami,
lasy, tereny pofałdowane
3,5
18
duże miasta z wysokimi budynkami
4
13
bardzo duże miasta z wysokimi budynkami i drapaczami chmur
• Ważna jest lokalizacja farmy wiatrowej w
terenie, ważne jest też usytuowanie
względem kierunku
wiatru i względem siebie. By farma
wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w
stronę głównych kierunków wiatru, a
odległość między nimi powinna wynosić od
5 do 8 średnic wirnika turbiny – zbyt blisko
siebie ustawione turbiny pozbawiają się
nawzajem energii.
Wybór lokalizacji
•
Oceny warunków wiatrowych, panujących na
danym terenie dokonuje się na podstawie co
najmniej rocznych badań wiatru,
prowadzonych przy użyciu 40- lub 50-
metrowych zestawów pomiarowych,
wyposażonych w trzy czujniki prędkości i w
dwa czujniki kierunku. W przypadku
masztów 50-metrowych prędkość wiatru
mierzy się na wysokości 50, 40 i 30 m. Innym
sposobem oszacowania zasobów energii
wiatru jest wykorzystanie danych, zebranych
przez lokalną stację meteorologiczną – jeśli
taka istnieje w pobliżu planowanej
elektrowni wiatrowej. Poza tym można się też
posłużyć mapami i zdjęciami lotniczymi.
• By można było uruchomić
elektrownię wiatrową niezbędne są
nie tylko odpowiednie warunki
wiatrowe, na danym terenie musi
istnieć także możliwość podłączenia
do sieci energetycznej. Kwestię
podłączenia do sieci można rozwiązać
na dwa sposoby, bądź przez:
• wykorzystanie linii średniego napięcia
15kV, co pozwala podłączyć turbinę
bezpośrednio do linii, lecz uniemożliwia
instalowanie mocy większych, niż 4-6 MW,
• bądź też wykorzystując linię wysokiego
napięcia 110kV, co umożliwia
instalowanie większych mocy, lecz wiąże
się z koniecznością budowy stacji
przekaźnikowej GPZ 15kV/110kV. Z
praktycznego punktu widzenia
podłączenie do linii wysokiego napięcia
jest opłacalne w przypadku parków
wiatrowych o mocy ponad 12 MW.
• Podsumowując wszystko, co do tej pory zostało
powiedziane na temat warunków lokalizacji
elektrowni wiatrowej, można stwierdzić, że
idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim,
złożony z rzędu turbin, oddalonych od siebie o
około 600 m i zwróconych w stronę głównych
kierunków wiatru. Choć większość farm
wiatrowych zlokalizowana jest na lądzie,
zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne
wody morskie.
Farmy wiatrowe na morzu
• Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet,
wśród których znajduje się większa...
• ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich
efektywniejsze wykorzystanie,
• ...siła wiatru na mniejszej wysokości,
pozwalająca na budowę niższych wież,
• ...siła wiatru w miarę oddalania się od
brzegu,
• ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni
wiatrowych.
• Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest
konieczność budowy podwodnej sieci
kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i
sprzętu.
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 - „ekologiczne” źródło
energii powoduje pewne problemy i nie
pozostaje bez negatywnego wpływu na
środowisko.
Wpływ na krajobraz
• 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.
Przykładowy rozkład natężenia
dźwięku dla elektrowni wiatrowej
Odległość od turbiny
[m]
Natężenie hałasu
dla turbiny o mocy 600 kW
[dBA]
Natężenie hałasu
dla turbiny o mocy 1650 kW
[dBA]
200
46,5
47,0
250
44,4
44,9
300
42,7
43,2
500
37,4
37,9
• Dla porówniania warto znać inne
poziomy natężenia dźwięków:
• szept - 20 dB,
• wnętrze domu - 50 dB,
• wnętrze samochodu - 70 dB,
• młot pneumatyczny - 120 dB
Zagrożenie dla ptaków
• 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.
• 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.