Odnawialne źródła energii, w tym wiatraki, zrewolucjonizowały sposób produkcji prądu. Każda nowoczesna turbina wiatrowa może wygenerować rocznie energię równą potrzebom około 1500 gospodarstw domowych. Najnowsze turbiny osiągają moc nawet 15 MW, co oznacza, że jedna taka instalacja może zasilić całe miasto wielkości Suwałk. Energia wiatrowa generuje obecnie zaledwie 5 gramów CO2 na kWh, co jest 220 razy mniej niż w przypadku elektrowni węglowej w Bełchatowie.
Z artykułu dowiesz się:
- Jak działają wiatraki i jaka jest zasada przekształcania energii wiatru w prąd?
- Z jakich elementów składa się nowoczesna turbina wiatrowa?
- Jakie są korzyści środowiskowe i ekonomiczne energii wiatrowej?
- Jakie perspektywy rozwoju czekają polską energetykę wiatrową?
Energia z wiatru stanowi dziś jedną z najbardziej perspektywicznych technologii w ramach zrównoważonego rozwoju energetycznego. Odnawialne źródła energii, z wiatrakami na czele, zyskują na znaczeniu w kontekście realizacji celów ESG i walki ze zmianami klimatu. Współpraca z fotowoltaiką tworzy komplementarny system produkcji czystej energii, który może znacząco zmniejszyć uzależnienie od paliw kopalnych. Energia wiatrowa rozwija się w Polsce od początku lat 90. XX wieku, kiedy to pierwszy wiatrak produkujący energię elektryczną postawiono w 1991 r. przy Elektrowni Wodnej w Żarnowcu.
Jak działają wiatraki? Zasada działania turbin wiatrowych
Jak działają wiatraki w praktyce? Proces rozpoczyna się od kinetycznej energii wiatru, która trafia na łopatki rotora. Gdy wiatr napiera na opór w postaci łopaty rotoru, energia kinetyczna wiatru zamieniana jest na pracę mechaniczną w postaci ruchu obrotowego wirnika. Energia obrotowa wirnika przenoszona jest za pomocą wału i przekładni do generatora, który przekształca ją w energię elektryczną.
Kluczowym elementem jest odpowiednie ukształtowanie profili łopat turbiny. W wyniku wystawienia ich na działanie wiatru powstaje siła nośna, która obraca wirnik z wałem. Następnie poprzez przekładnię, która zwiększa obroty, w ruch wprawiany jest generator i rozpoczyna się produkcja energii elektrycznej. Nowoczesne turbiny wykorzystują zasady aerodynamiki i kinetyki. Wirnik przymocowany jest do głównego wału wspierającego się na łożyskach. Wał przenosi energię obrotów przez przekładnię do generatora, który przekształca ją w energię elektryczną. Turbina wiatrowa jest wyposażona w łopatki, które ustawia się w kierunku wiatru, co sprawia, że obracają się wokół swojej osi.
Energia z wiatru – budowa i komponenty turbin wiatrowych
Energia z wiatru jest pozyskiwana dzięki skomplikowanej konstrukcji składającej się z kilku kluczowych elementów. Każda turbina zawiera łopatki, rotor, wieżę i gondolę. Współczesne odnawialne źródła energii wymagają precyzyjnego inżynieryjnego podejścia do konstrukcji każdego elementu. Pierwszym etapem w procesie działania jest ustawienie łopatek w kierunku wiatru. Najważniejsze funkcje turbiny wiatrowej są monitorowane i nadzorowane z podstacji i centrum sterowania w celu wykrywania oraz rozwiązywania wszelkich nieprawidłowości w jej działaniu.
W zależności od siły wiatru turbina wykorzystuje różne generatory. Przy słabych wiatrach pracuje generator o prędkości synchronicznej równej 750 obr/min, a przy mocniejszych wiatrach generator o prędkości synchronicznej równej 1500 obr/min, zgodnie z danymi Instytutu Sanitarnego. Generatory asynchroniczne stosowane obecnie w elektrowniach wiatrowych zapewniają optymalną efektywność produkcji energii.
Rozwój energetyki wiatrowej w Polsce
Źródła energii odnawialnej w Polsce rozwijają się dynamicznie, a energia wiatrowa odgrywa w tym procesie kluczową rolę. Pierwszą farmą wiatrową w Polsce była Elektrownia Wiatrowa Barzowice w województwie zachodniopomorskim, uruchomiona w kwietniu 2001 r. Składała się z sześciu turbin o łącznej mocy 5 MW. Obecnie największą farmą wiatrową w Polsce jest FW Potęgowo o mocy 219 MW, oddana do użytku w grudniu 2020 r. Zlokalizowana jest w województwach pomorskim i zachodniopomorskim i składa się z 81 turbin firmy General Electric o mocach 2,5 MW oraz 2,75. W 2020 r. Polska zainstalowała 1,3 GW mocy z elektrowni wiatrowych, co stanowiło około 70 proc. zainstalowanej mocy z OZE.
Odnawialne źródła energii – korzyści środowiskowe i ekonomiczne
Energia wiatrowa przynosi wymierne korzyści dla środowiska naturalnego. Nowoczesne komponenty turbin wiatrowych zasadniczo w 100 proc. nadają się do recyklingu, co czyni je przykładem zrównoważonego podejścia do produkcji energii. Emisje wiatraków dzięki postępowi technicznemu spadły do 5 gramów CO2 na kWh, co stanowi znaczący postęp w ograniczaniu wpływu na klimat. Wiatraki stanowią doskonałe uzupełnienie dla fotowoltaiki w systemie odnawialnych źródeł energii. Podczas gdy fotowoltaika produkuje najwięcej energii w ciągu dnia, turbiny wiatrowe mogą pracować przez całą dobę, zapewniając ciągłość dostaw czystej energii.
Ta komplementarność jest kluczowa dla stabilności systemu energetycznego opartego na odnawialnych źródłach. Aspekty ESG są coraz ważniejsze dla przedsiębiorstw inwestujących w energetykę wiatrową. Inwestycje w odnawialne źródła energii w domu również zyskują na popularności, choć turbiny wiatrowe ze względu na swoją skalę są głównie wykorzystywane w farmach wiatrowych.
Perspektywy rozwoju i wyzwania
Źródła odnawialne energii w Polsce mają przed sobą obiecującą przyszłość. Liberalizacja ustawy odległościowej otworzyła nowe możliwości dla rozwoju energetyki wiatrowej lądowej, co może znacząco przyspieszyć tempo instalacji nowych turbin. Szczególnie obiecujące są perspektywy rozwoju morskiej energetyki wiatrowej, która może stać się kluczowym projektem strategicznym dla Polski. Branża wiatrowa stoi obecnie przed wyzwaniami związanymi z kryzysem gospodarczym i potrzebą wsparcia legislacyjnego.
Rozwój prosumenta wirtualnego może otworzyć nowe możliwości dla mniejszych inwestorów zainteresowanych uczestnictwem w rynku energii wiatrowej. Połączenie różnych źródeł odnawialnej energii, w tym wiatraków i fotowoltaiki, tworzy stabilny fundament dla zrównoważonej przyszłości energetycznej Polski. Turbiny wiatrowe stanowią kluczowy element transformacji energetycznej, oferując czyste, odnawialne i ekonomicznie uzasadnione rozwiązania dla rosnących potrzeb energetycznych społeczeństwa. Ich rozwój przyczynia się do realizacji celów klimatycznych i budowy zrównoważonego systemu energetycznego dla przyszłych pokoleń.
Jeśli wiadomość nie dotarła, prosimy o sprawdzenie folderu ze spamem.
W razie jakichkolwiek problemów zachęcamy do kontaktu na adres e-mail: kontakt@akademiaesg.pl
