Energia wiatrowa jest tym sektorem przemysłu energetycznego, który rozwija się najszybciej. Wiatr, czyli poziomy lub prawie poziomy ruch powietrza względem powierzchni ziemi, powstaje wskutek różnicy ciśnień i temperatur. Do produkcji energii elektrycznej na bazie wiatru służą turbiny wiatrowe, obecnie często skupione w tzw. farmy wiatrowe. O ilości energii wytworzonej przez takie elektrownie decyduje nie tylko siła wiatru, ale także częstość występowania tego zjawiska na danym terenie.

Turbiny wiatrowe przekształcają wiatr na energię elektryczną. Zasoby wiatru do wykorzystania w elektrowniach wiatrowych są na świecie olbrzymie. Na całej kuli ziemskiej są ponad 1700 razy większe od energii wytwarzanej przez wszystkie istniejące elektrownie cieplne.

Elektrownie wiatrowe działają na zasadzie siły aerodynamicznej. Wiatr uderza w śmigło wirnika, co powoduje dodatni nacisk na żagiel, podczas gdy nad żaglem istnieje ujemny nacisk. Ta różnica ciśnienia generuje siłę wypierającą w górę. Nowoczesne elektrownie wiatrowe wykorzystując ten ruch, produkując energię elektryczną.

Moc elektrowni wiatrowej jest proporcjonalna do powierzchni śmigła omiatanej przez wiatr oraz do sześcianu prędkości wiatru. Podwojenie prędkości wiatru to ośmiokrotny wzrost mocy wiatraka. Średniej wielkości wiatrak o wysokości ok.60 m i rozpiętości skrzydeł ok. 44 m pozwala wygenerować moc rzędu 660 kW, co pozwala zaopatrzyć w energię elektryczną duży zakład przemysłowy lub od 300 do 400 gospodarstw domowych. Największy pracujący obecnie na świecie wiatrak ma moc rzędu 2 MW, co pozwala zaopatrzyć w energię sporych rozmiarów miasteczko.

Elektrownie wiatrowe wymagają stosunkowo dużej powierzchni, ze względu na wielkość konstrukcji i dlatego lokowane są z dala od większych miejscowości. Elektrownia o mocy 1MW potrzebuje ok. 1 ha powierzchni ziemi. Większość wiatraków produkuje prąd już przy prędkości wiatru od 10 km/h do 18 km/h a optymalna praca występuje przy prędkości od 54 km/h do 72 km/h. Po przekroczeniu wartości maksymalnej wydajność spada a wiatrak odwraca się od wiatru, co jest wymuszone jego bezpieczeństwem.

Na świecie istnieje kilka parków wiatrowych, np. w Danii, Szwecji, Holandii, Niemczech i Wielkiej Brytanii. Największa na świecie elektrownia wiatrowa rozpoczęła działanie w Brunsbütte, w Niemczech, w lutym 2005 r. Gigantyczne urządzenie wysokie na 183 metry, o nazwie „Repower 5M” posiada wirnik o średnicy 126 metrów. Może wyprodukować do pięciu megawatów energii elektrycznej, co wystarcza na zaspokojenie potrzeb 4 500 gospodarstw domowych. Prawdziwą potęgą w Europie w dziedzinie produkcji i wykorzystania wiatraków jest Dania. W tym kraju zainstalowanych jest obecnie ok. 4000 wiatraków, co zaspakaja ok. 10% potrzeb energetycznych tego państwa.

W Polsce korzystne warunki do budowy elektrowni wiatrowych są głównie na obszarach nadmorskich i w przełęczach górskich (w Tatrach, Karkonoszach i na wybrzeżu Bałtyku). Ale nawet na obszarze Polski centralnej siła wiatru w ok. 40% ma prędkość od 10km/h do 60 km/h. Im wyżej tym wiatr jest silniejszy (wzrasta jego prędkość).

 

Opracowała na podstawie materiałów:

Natalia Antoniewska

Dział Rolnictwa Ekologicznego i Ochrony Środowiska