Energia odnawialna

Energia wiatru jest to energia kinetyczna poruszających się mas powietrza. Prędkość wiatru, a więc i energia, jaką można z niego czerpać, ulega zmianom dziennym, miesięcznym i sezonowym. Jest przekształcana w energię elektryczną za pomocą turbin wiatrowych, jak również wykorzystywana jako energia mechaniczna w wiatrakach i pompach wiatrowych, oraz jako źródło napędu w jachtach żaglowych.

Turbiny wiatrowe ustawiane są zarówno na lądzie, jak i na morzu, pojedynczo lub w grupach tzw. farmach wiatrowych. Najkorzystniejsze warunki panują w pasach nadmorskich i właśnie głównie tam lokalizowane są turbiny. Źródłem energii kinetycznej wiatru jest energia światła słonecznego. Ponieważ Ziemia jest ogrzewana nierównomiernie, a lądy nagrzewają się i stygną szybciej niż morza, na Ziemi cały czas tworzą się różnice temperatur. Wywołuje to prądy konwekcyjne w atmosferze, różnice ciśnień i cyrkulację powietrza. Szacuje się, że około 1% energii słonecznej docierającej do powierzchni Ziemi przekształca się w energię wiatrów. Aby budowa farmy wiatrowej była opłacalna, prędkość wiatru na danym terenie musi przekraczać 4 m/s. W Polsce średnia prędkość to 5,5 m/s. Najpowszechniej stosowanym urządzeniem do produkcji energii elektrycznej z energii wiatru jest turbina wiatrowa, stanowiąca główny element elektrowni wiatrowej. Turbina składa się z wirnika zamontowanego na wysokiej wieży i połączonego z generatorem prądu. Ponieważ wiatry wiejące przy powierzchni Ziemi mają zwykle niewielką prędkość, moc generowanego prądu można zwiększać zarówno zwiększając średnicę wirnika jak i wysokość wieży. Ograniczeniem jest wytrzymałość materiałów, z których zbudowana jest turbina. Szacuje się, że globalny potencjał energii wiatru jest równy obecnemu zapotrzebowaniu na energię elektryczną.

Najważniejszym elementem elektrowni wiatrowej jest wirnik. W nim dokonuje się zamiana energii wiatru na energię mechaniczną. Osadzony jest on na wale napędzającym, poprzez skrzynię przekładniową, generator. Gondola wykonana jest z tworzywa lub stali, a wzmacniana włóknem szklanym. Aby ustawienie pod wiatr było możliwe, gondola obraca się o 360 stopni. W związku z tym na szczycie wieży zainstalowany jest silnik, który poprzez przekładnię zębatą może obracać gondolę. Wewnątrz gondoli umiejscowione są takie elementy jak generator, skrzynia przekładniowa, wyłączniki serwisowe, układy odgromowe i hamowania oraz transformator. Wirnik obraca się z prędkością kilkuset, a nawet tysiąc razy mniejszą niż prędkość generatora produkującego prąd.

Najczęściej obecnie spotykaną turbiną wiatrową jest turbina śmigłowa trójpłatowa (rzadziej dwu- lub jednopłatowa, ewentualnie o większej liczbie łopat), o poziomej osi obrotu, wirniku ustawionym "na wiatr", zamocowanym w gondoli. Całość umieszczona jest na wieży o wysokości do 100 m. Najwyższe na świecie turbiny wiatrowe znajdują się w Polsce, we wsi Paproć. Wysokość kratownicowych masztów tych turbin wynosi 160 m, a długość łopat wirnika - 50 m.

Energia wiatru jest powszechnie uważana za najczystsze źródło energii, które jest niewyczerpalne. Mimo wysokich kosztów inwestycyjnych, koszty eksploatacyjne są niskie. Wadą takiej turbiny wiatrowej, jest duża powierzchnia jaką zajmują oraz zagrożenie dla ptaków. W czasie ich pracy powstaje monotonny hałas o niskim natężeniu. Zwierzęta żyjące w okolicach farm wiatrowych są bezpieczne, a poziom hałasu czy infradźwięków, przy zachowaniu odpowiedniej odległości, nie wpływa na zdrowie i samopoczucie człowieka.  W 2013 roku energia wiatru dostarczyła ludzkości 2,7% światowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Największy udział w krajowej produkcji energii elektrycznej miała  Dania (32,5%), Portugalia (22,3%), Hiszpania (19,5%)  i Irlandia (18,08%). W Polsce w 2013 roku energia wiatru dostarczyła  3,6% zapotrzebowania na energię elektryczną.

*Źródło:

Grażyna Jastrzębska, Odnawialne źródła energii i pojazdy proekologiczne, cz. 1, Warszawa, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne Warszawa, 2007, rozdział 2, str 28, 29, 43

http://www.reo.pl/energetyka-wiatrowa---podstawowe-informacje

http://www.mg.gov.pl/Bezpieczenstwo+gospodarcze/Energetyka/Odnawialne+zrodla+energii

http://www.soldar.pl/wiedza/odnawialne-zrodla-energii/

http://www.zielonaenergia.eco.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=125&Itemid=201

http://pl.wikipedia.org/wiki/Turbina_wiatrowa