Energetyka wiatrowa w pytaniach |
|
1. Czy turbiny wiatrowe hałasują?
Elektrownia wiatrowa, jak każde urządzenie techniczne, emituje dźwięk. Prawidłowo zlokalizowane elektrownie wiatrowe, dzięki zastosowaniu wielu rozwiązań służących ekranowaniu emisji dźwięku, nie są hałaśliwe. Praca elektrowni wiatrowych posadowionych w odległości kilkuset metrów od domostw i zabudowań gospodarskich nie jest w ogóle słyszalna, z uwagi na to, że dźwięk emitowany przez obracające się śmigła jest pochłaniany przez otoczenie (szum wiatru w drzewach i roślinach, tzw. „hałas otoczenia”). Uzyskanie zgody na realizacje inwestycji wymaga przeprowadzenia szczegółowych badań w zakresie emisji hałasu. Każdy realizowany projekt musi spełniać normy w zakresie dopuszczalnych poziomów emisji hałasu. Średnio przyjąć można, że w odległości 350m od pracującej turbiny odbieramy dźwięk o natężeniu 40 dB.
Porównanie emisji hałasu generowanego przez różne urządzenia w dB
Badania naukowe przeprowadzone na świecie wskazują, że wpływ elektrowni wiatrowych na ptaki zależy od zastosowanego typu urządzeń, ich wysokości, liczby, ustawienia względem siebie, ale w największym stopniu uzależniony jest od wyboru lokalizacji inwestycji. Parki wiatrowe stanowią przeszkodę na trasie przelotu ptaków jednak jako obiekty o dużej wysokości, w dodatku poruszające się, są widoczne dla ptaków, które w większości przypadków z łatwością je omijają (dostosowują kurs przelotu lub jego pułap). Kolizje ptaków z elektrowniami zdarzają się w sytuacji zlokalizowania elektrowni na trasie głównych przelotów ptaków lub w miejscu, gdzie znajdują się ważne dla nich żerowiska. Pewne zagrożenie występować może także w trakcie nocnych przelotów i w warunkach złej widoczności. Pamiętać należy jednak, że większość migracji ptaków odbywa się na wysokościach znacznie przekraczających 150 m, czyli zdecydowanie ponad pracującymi elektrowniami wiatrowymi. A także o tym, że wpływ energetyki wiatrowej na śmiertelność ptaków jest w porównaniu z innymi formami działalności ludzkiej niewielki.
Proces uzgadniania lokalizacji parów wiatrowych w Polsce wymaga sporządzenia prognozy oddziaływania inwestycji na środowisko (na potrzeby zmiany miejscowego planu zagospodarowania) oraz raportu oddziaływania na potrzeby uzyskania decyzji środowiskowej (decyzji o uwarunkowaniach środowiskowych) niezbędnej do otrzymania pozwolenia na budowę).
3. Czy elektrownie wiatrowe wpływają na krajobraz?
Elektrownie wiatrowe jako urządzenia wysokie (do 150 m), o kolorze kontrastowym w stosunku do tła nieba oraz powierzchni ziemi z różnymi formami jej użytkowania, w dodatku poruszające się, wpływają na krajobraz. W zależności od ukształtowania terenu i sposobu jego zagospodarowania, a także typu i liczby posadowionych w jednym miejscu urządzeń, parki wiatrowe mogą być widoczne nawet z dużych odległości. Ocena wpływu projektowanych inwestycji na krajobraz jest jednak bardziej złożona niż samo stwierdzenie, że są one widoczne. Rozważany jest także wpływ na zmianę dotychczasowego charakteru otoczenia, który w dużej mierze jest sprawa subiektywnego postrzegania, zależny bowiem od osobistych upodobań i poglądów oceniającego. Przez wiele osób turbiny postrzegane są jako nowoczesne, przyjazne środowisku instalacje, o prostym a jednocześnie wyrafinowanym kształcie. Oceniając wpływ elektrowni wiatrowych na krajobraz, pamiętać należy, że alternatywa dla energii odnawialnej jest energia z konwencjonalnych źródeł, których wpływ na krajobraz jest nieporównywalnie większy.
4. Dlaczego wykorzystanie elektrowni wiatrowych zapobiega globalnemu ociepleniu?
Produkcja energii z elektrowni wiatrowych stanowi czyste, tzw. „zero-emisyjne” źródło generacji energii. Oznacza to, że przy produkcji energii elektrycznej przez turbiny wiatrowe do atmosfery nie są emitowane gazy cieplarniane, które generowane są podczas spalania paliw kopalnych w konwencjonalnych źródłach generacji (elektrowniach i elektrociepłowniach). W polskim systemie elektroenergetycznym produkcja 1 MWh energii w oparciu o węgiel kamienny powoduje emisje 0,9t CO2, zaś w oparciu o węgiel brunatny 1,05t CO2. Zastępowanie źródeł konwencjonalnych przez źródła energii odnawialnej pozwala więc na uniknięcie emisji dużej ilości dwutlenku węgla do atmosfery.
5. Czy budowa elektrowni wiatrowych wpływa na turystykę?
Doświadczenia gmin, na terenie których wybudowano w Polsce farmy wiatrowe (Wolin, Darłowo), dowodzą że elektrownie wiatrowe pozytywnie wpływają na rozwój turystyki. Turbiny postrzegane są jako atrakcje turystyczne, a z czasem staja się lokalnymi symbolami. Inwestycje budowy parków wiatrowych z reguły korzystnie wpływają na rozwój regionu, przyczyniając się do poprawy infrastruktury, a także promocji gminy jako przyjaznej środowisku. Środki uzyskane z tytułu podatków mogą być przeznaczane m.in.: na rozwój turystyki, projekty edukacyjne czy inne projekty ekologiczne, które przyciągać będą turystów do przyjazdu i wypoczynku na terenie gminy. W wielu krajach europejskich w miejscu posadowienia turbin tworzone są centra edukacji ekologicznej, do których przyjeżdżają dzieci i młodzież.
6. Jakie są perspektywy rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce?
Konieczność wzrostu wykorzystania energii odnawialnej wynika z międzynarodowych zobowiązań Polski. Już samo członkostwo w Unii Europejskiej i zapisy Traktatu Akcesyjnego oraz unijnych dyrektyw, w tym Dyrektywy 2001/77/WE (Dyrektywa 2001/77/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 27 września 2001 roku w sprawie wspierania produkcji na rynku wewnętrznym energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych) nakładają na Polskę zobowiązanie do osiągnięcia 7,5% udziału energii odnawialnej w krajowym zużyciu energii brutto w 2010 roku. Cel ten jest wprawdzie deklaratywny, ale Komisja Europejska ma prawo weryfikacji realizacji celu i może ukarać państwa członkowskie za niedostosowanie podejmowanych działań do zadeklarowanych wskaźników (zgodnie z Art. 3.1 Dyrektywy 2001/77/ WE). Plany rządowe na 2010 rok zakładają zainstalowanie 2000 MW w energetyce wiatrowej oraz 2,3% udział generacji wiatrowej w krajowym zużyciu energii. Oznacza to, iż w latach 2008 – 2010 potrzebny jest przyrost mocy na poziomie co najmniej 1800 MW, a tym samym przyłączanie ok. 900 MW rocznie.
Polska, podobnie jak i inne kraje członkowskie, pracuje obecnie nad wyznaczeniem celów w zakresie wykorzystania energii odnawialnej na 2020. Przyjęcie (określenie, a następnie wynegocjowanie z Komisją Europejską) krajowych celów obligatoryjnych w zakresie udziału energii odnawialnej w mixie energetycznym do roku 2020 będzie kluczowe dla rozwoju OZE w perspektywie następnych kilkunastu lat. W projekcie dyrektywy ramowej ws. promocji wykorzystania odnawialnych źródeł energii, który przedstawiony został w styczniu 2008 r., zawarta została propozycja celu obligatoryjnego dla Polski na poziomie 15%. Dzięki narzędziom zawartym w projekcie, takim jak możliwość międzynarodowego handlu świadectwami pochodzenia, wypełnienie tego celu na dzień dzisiejszy jest rzeczą realną – pod warunkiem podjęcia zharmonizowanych i dalekosiężnych działań na rzecz rozwoju sektora OZE w Polsce.
7. Jak duża jest elektrownia wiatrowa?
Współczesna elektrownia wiatrowa wykorzystywana na lądzie składa się z wieży o wysokości od 78 do 105 m oraz trzech łopat o długości ok. 40-45 m. A zatem turbina ze śmigłem w stanie wzniesienia ma łączna wysokość ok. 150 m. Dla porównania – wysokość Pałacu Kultury i Nauki bez iglicy wynosi 167m (z iglicą 230 m).
8. Z czego zbudowana jest turbina wiatrowa?
Myśl konstruktorska zaowocowała wieloma modelami elektrowni wiatrowych. Ostatecznie, najbardziej rozpowszechniona stała się turbina o śmigle z trzema łopatami, posadowiona na wieży rurowej.
Podstawowe elementy turbiny to wieża, gondola (serce elektrowni wiatrowej), oraz śmigło. Najpopularniejsza konstrukcja wieży to rura wykonana ze stali, montowana z kilku segmentów. Wewnątrz niej biegnie instalacja elektryczna odprowadzająca wyprodukowaną energie oraz instalacja teletechniczna, dzięki której możliwe jest zdalne sterowanie praca urządzenia. System zdalnej kontroli zapewnia monitoring w czasie rzeczywistym parametrów maszyny i komunikacje z masztami i podstacja elektryczna z centrali lub zdalnie za pomocą poczty elektronicznej lub wiadomości sms. Najczęściej spotykane śmigło składa się z trzech, obracających się wokół własnej osi łopat. Serce elektrowni wiatrowej stanowi gondola, wewnątrz której znajduje się mechanizm odpowiadający za wytwarzanie energii oraz prace całego urządzenia. Wał obrotowy, na którego końcu znajduje się śmigło, sprzężony jest z przekładnią, do której z drugiej strony przyłączony jest generator. W gondoli umieszczona jest również automatyka, której zadaniem jest dbałość o bezpieczeństwo pracy siłowni.
W chwili obecnej istnieją już eksperymentalne konstrukcje na wieżach o wysokości 120 m i wyższych, oraz budowane na wieżach hybrydowych – wykonanych częściowo ze zbrojonego betonu (ze względu na brak możliwości logistycznych dla elementów o takich gabarytach i masie, element betonowy wykonywany jest na miejscu montażu).
9. Jak wytwarzana jest energia elektryczna z wiatru?
Specjalna konstrukcja łopat powoduje, że masa powietrza przepływająca przez obszar śmigła wprawia śmigło w ruch obrotowy. Ilość obrotów śmigła uzależniona jest od prędkości wiatru oraz od wielkości turbiny. W przypadku największych turbin, mamy do czynienia z ilością obrotów na poziomie od 9 – 20 obr/min. Wał śmigła sprzężony jest z przekładnią (chociaż stosowane są także konstrukcje bezprzekładniowe), która zwielokrotnia ilość obrotów. Z drugiej strony przekładni, również za pośrednictwem wału, sprzężony jest generator, który generuje energie elektryczna. Energia wyprodukowana przez generator, po przetworzeniu przez układy automatyki, których zadaniem jest dostosowanie jakości energii do wymogów Krajowego Systemu Elektroenergetycznego, dostarczana jest do sieci przesyłowych.
10. Jak silny musi być wiatr by turbiny wiatrowe generowały energię?
Wymagana siła wiatru uzależniona jest od typu wybranego urządzenia, a wiec typu elektrowni wiatrowej. W przypadku małych elektrowni przydomowych, już prędkości bliskie zeru, powodują że śmigło zaczyna się obracać. Jednak w przypadku dużych turbin przemysłowych, o mocach rzędu 2MW, wymagania te rosną. Wynika to z prostej zależności. Aby ruszyć śmigło o masie około 20 ton, potrzebna jest większa energia. Najczęściej spotykana prędkością graniczna, powyżej której śmigła tych elektrowni zaczynają się obracać, to 3-4 m/s. Od tej prędkości do prędkości około 25 m/s elektrownia wiatrowa generuje energię elektryczna. W przypadku prędkości powyżej 25 m/s (co jest równoważne z prędkością 90 km/h), elektrownia przechodzi w tryb pracy bezpiecznej, podczas której nie generuje energii elektrycznej.
11. Z jaką prędkością obraca się śmigło turbiny wiatrowej?
W przypadku elektrowni wiatrowych dużych mocy, śmigło obraca się z prędkością od 9 – 20 obr/min. Dla przykładu, przy prędkości wiatru 6 m/s, średniej gęstości powietrza 1,225 kg/m3, przez śmigło o średnicy 80 metrów, w ciągu 1 sekundy, przepływa powietrze o masie blisko 37 ton. Dla tego samego śmigła przy maksymalnej prędkości obrotowej, końcówka śmigła porusza się z prędkością 300 km/h.
12. Ile miejsca potrzebne jest na posadowienie elektrowni wiatrowej?
Elektrownia wiatrowa zajmuje powierzchnię około 20 m2. Wynika to z faktu, iż fundament do którego przytwierdzona jest elektrownia wiatrowa, umieszczony jest poniżej 1 metra pod powierzchnią ziemi. Średnica samego fundamentu sięga 25 metrów. Taka technologia posadowienia wynika z dwóch założeń, tj. lepszej stabilności elektrowni wiatrowej oraz minimalizacji wpływu na dotychczasowe użytkowanie gruntów, na których została ona posadowiona. Dzięki przyjętej technologii, elektrownie wiatrowe bardzo dobrze współgrają z prowadzeniem upraw rolnych, i dlatego też na gruntach uprawnych najczęściej są lokowane.
13. Co się dzieje, gdy wiatr przestaje wiać?
Elektrownie wiatrowe są urządzeniami w pełni zautomatyzowanymi. Dzięki temu prowadzą ciągły pomiar prędkości i kierunku wiatru, aby jak najlepiej wykorzystywać panujące w danej chwili warunki wietrzne. W sytuacjach, gdy wiatr przestaje wiać, elektrownia wiatrowa przechodzi w stan czuwania, kiedy to nie produkuje energii, a jedynie monitoruje panujące w danej chwili warunki wiatrowe. W momencie, gdy siła wiatru wzrasta do minimalnej wymaganej do uruchomienia pracy turbiny, elektrownia wznawia prace i rozpoczyna produkcję energii elektrycznej.
14. Ile energii produkować może jedna elektrownia wiatrowa?
Ilość energii, jaka może wyprodukować elektrownia wiatrowa zależy od typu i mocy zastosowanej turbiny oraz od warunków wiatrowych panujących na terenie lokalizacji. Polska jest krajem o zróżnicowanych warunkach klimatycznych. Wynikiem tego są różne warunki wietrzności w poszczególnych częściach kraju, od których uzależniona jest produkcja energii z elektrowni wiatrowych. Przyjmuje się, że na terenie Polski opłacalna, a zarazem osiągalna, efektywność pracy elektrowni wiatrowych kształtuje się w granicach od 25% do 40%.
Dla przykładu turbina o mocy 2 MW produkować będzie około 4,4 GWh/rok dla 25% efektywności i 7 GWh/rok dla 40% efektywności pracy.
15. Czy rozwój energetyki wiatrowej przyczynia się do tworzenia miejsc pracy?
Rozwój energetyki wiatrowej przyczynia się do tworzenia miejsc pracy w wielu sektorach, w szczególności w firmach zajmujących się:
Nie ma szczegółowych analiz wpływu rozwoju energetyki wiatrowej na wzrost zatrudnienia w Polsce. Doświadczenia krajów, w których energetyka wiatrowa się rozwinęła wskazują na znaczny wpływ branży na przyrost zatrudnienia. W Niemczech rozwój sektora OZE spowodował utworzenie ok. 130.000 nowych miejsc pracy. W Hiszpanii w 2003 - zgodnie z danymi Platforma Eolica Emprisal – utworzono 7000 nowych miejsc pracy bezpośrednio w sektorze energetyki wiatrowej i 20000 miejsc pracy w sektorach okolicznych. Raporty dla Wielkiej Brytanii mówią o 4000 miejsc pracy utworzonych bezpośrednio w sektorze, jednocześnie szacunki wskazują, że planowane inwestycje offshore mogą przyczynić się do utworzenia 20000 miejsc w samej Brytanii.
16. Czy Polska ma wystarczające warunki wiatrowe, by rozwijać wykorzystanie elektrowni wiatrowych do produkcji energii elektrycznej?
Warunki wiatrowe panujące w Polsce są zbliżone do tych występujących na terenie Niemiec, a wiec kraju, który jest liderem w zakresie wykorzystania energetyki wiatrowej. Niestety, Polska nie dysponuje szczegółowym atlasem wiatru, a pomiary parametrów wiatru na potrzeby energetyki wiatrowej (kierunek i prędkość) przeprowadzone zostały do tej pory w niewielu miejscach w kraju. Jednakże wyniki i analizy dostępnych danych pomiarowych wskazują, iż korzystne warunki wiatrowe panują na powierzchni prawie 2/3 terytorium Polski. Jest to nie tylko pas nadmorski, ale również województwo warmińsko – mazurskie, podkarpackie czy podlaskie. Należy jednak pamiętać, iż by móc jednoznacznie ocenić atrakcyjność wybranej lokalizacji pod katem zasobów wiatru obligatoryjne jest przeprowadzenie pomiarów wiatru na terenie, na którym planowana jest budowa farmy wiatrowej.
17. Czy huraganowe wiatry powodują maksymalizację produkcji energii z elektrowni wiatrowych?
Huraganowe wiatry nie przyczyniają się do wzrostu produkcji energii z elektrowni wiatrowych. Przy bardzo dużych prędkościach wiatru turbiny są bowiem wyłączane ze względów bezpieczeństwa. Każdy typ siłowni wiatrowej ma zdefiniowana tzw. krzywą mocy, czyli zależność, która informuje, jaka ilość energii zostanie wyprodukowana przez siłownie przy określonej prędkości wiatru. Zakres prędkości wiatru, przy których turbina jest wprawiona w ruch, produkując jednocześnie energię elektryczna, to dla urządzeń dużej mocy zazwyczaj od 3 m/s do 25 m/s. Przy prędkościach wiatru poniżej 3 m/s siłownia nie pracuje, zaś przy prędkościach powyżej 25 m/s turbina jest zatrzymywana za pomocą hamulca tarczowego umieszczonego w gondoli. Każda krzywa mocy ma również zadaną optymalna prędkość wiatru (ok. 12-14 m/s, przy której produkuje maksymalną ilość energii, i nawet wzrost prędkości wiatru nie powoduje wzrostu produkcji. Tak więc o wiele korzystniejsze dla energetyki wiatrowej są silne i stałe wiatry, aniżeli burzliwie zmieniające się warunki wiatrowe.
18. Dlaczego należy rozwijać energetykę wiatrową?
Energetyka wiatrowa pozwala na osiągniecie wielu korzyści ekologicznych, gospodarczych i społecznych. Do najważniejszych korzyści ekologicznych płynących z wykorzystania elektrowni wiatrowych zaliczyć należy:
Wśród najważniejszych korzyści społecznych i gospodarczych wspomnieć należy o:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
