Dostępność operacyjna turbin wiatrowych jest wyjątkowo wysoka (98%), choć ich współczynnik mocy jest obniżony ze względu na zmienny charakter wiatru. Koszty produkcji energii wiatrowej spadły o około 80% w ciągu ostatnich 25 lat i wciąż obniżają się o kilka procent rocznie. Dodatkowo elektrownia wiatrowa nie generuje podczas pracy gazów cieplarnianych ani zanieczyszczeń powietrza. Główne ryzyko farm wiatrowych wiąże się z optymistycznymi założeniami co do występowania i charakterystyki wiatru w danym klimacie.
Turbiny wiatrowe produkują znaczną część odnawialnej energii, przyczyniając się do zmniejszenia zależności od importowanych paliw kopalnych oraz redukcji emisji. Wysiłki mające na celu rozwój tej technologii, zapoczątkowane w latach 70. XX wieku na skutek kryzysu naftowego, przynoszą wreszcie zadowalające rezultaty w postaci powszechnie dostępnych urządzeń o wysokim współczynniku wykorzystania mocy oraz wydajnych i niezawodnych turbinach, nadających się do zastosowania w instalacjach lądowych i morskich.
Warto podkreślić, że energetyka wiatrowa jest jednym z najszybciej rozwijających się segmentów przemysłu na świecie. Moce produkcyjne elektrowni wiatrowych, stanowiących niegdyś niszowy rynek w Europie, w ostatniej dekadzie zwiększyły się bardziej niż moce elektrowni opartych na innych technologiach. Wkrótce elektrownie wiatrowe osiągną moc produkcyjną 500 GW, zapewniając miejsca pracy i energię regionom na całym świecie.
Warto podkreślić, że w realizacji procesu transformacji energetycznej pomocna jest miedź, której nasz kraj jest jednym z największych producentów na świecie. Jej właściwości, takie jak wysoka przewodność elektryczna, trwałość czy przetwarzalność, czynią z niej kluczowy surowiec dla nowoczesnej gospodarki bazującej na odnawialnych źródłach energii. Oparte na miedzi i jej stopach technologie zwiększają efektywność energetyczną w kluczowych obszarach ‒ energetyce oraz przemyśle. Czytaj więcej tutaj.
Tematem niniejszej noty aplikacyjnej są zasady działania turbin wiatrowych, sposób oceny dostępnej mocy oraz technologia produkcji i sterowania. Omówiony zostanie zarówno stan obecny, jak i przyszłe trendy.
ZOBACZ TAKŻE: Morska energetyka wiatrowa. W Europie rośnie na potęgę, co z Polską?
Porównanie z innymi technologiami
Stały rozwój powiązanych technologii, rynków i projektów oraz znaczna redukcja kosztów sprawiły, że w wieku przypadkach wytwarzanie energii wiatrowej stało się konkurencyjną alternatywą dla konwencjonalnych metod wytwarzania energii elektrycznej.
Główne zalety energii wiatrowej to:
- Niewielki wpływ na środowisko.
- Większa niezależność energetyczna, istotna szczególnie dla krajów dysponujących niewielkimi zasobami paliw kopalnych czy hydroelektrycznymi.
- Modułowa struktura, dzięki której możliwe jest względnie szybkie dostosowanie technologii do zmieniających się potrzeb i niskie ryzyko finansowe w porównaniu z technologiami wytwarzania takimi jak energia jądrowa, która sprawdza się tylko na dużą skalę.
- Koszt na tyle niski, że w wielu przypadkach stanowi najlepsze rozwiązanie.
Istnieją oczywiście również wady, które należy wziąć pod uwagę.
Po pierwsze produkcja energii wiatrowej cechuje się dużą zmiennością i nie da się nią dysponować całkowicie elastycznie w zależności od potrzeb. Niemniej jednak znaczną część energii wiatrowej udaje się zintegrować z wieloma innymi systemami elektroenergetycznymi. To prawda, że integracja energii wiatrowej pociąga za sobą dodatkowe koszty w systemie dystrybucji. Jednak coraz wyższy stopień zaawansowania działania systemu energetycznego sprawia, że koszty te osiągają akceptowalny poziom.
Po drugie nie wszędzie jest możliwość zainstalowania elektrowni wiatrowych. Przewagę na tym polu mają inne technologie wytwarzania energii o mniejszych ograniczeniach dotyczących lokalizacji.
CZYTAJ TAKŻE: Energetyka wiatrowa. Czy auta elektryczne złagodzą problemy ze zmiennością wiatru?
Wybór odpowiedniego miejsca pod budowę infrastruktury do produkcji energii wiatrowej zależy od kilku specyficznych czynników:
- Wysokie zasoby wiatrowe. Ocena dostępności tych zasobów będzie głównym tematem następnej sekcji.
- Otrzymanie administracyjnego pozwolenia. Zastrzeżenia dotyczące planowania systemu energetycznego lub kwestie środowiskowe mogą uniemożliwić realizację projektu.
- Dostępność lokalizacji. To powszechny problem, ponieważ miejsca, gdzie występuje duża prędkość wiatru, są często bardzo odległe lub położone w obszarach górskich.
- Elektrownia musi się znajdować stosunkowo blisko odpowiedniego miejsca przyłączenia z istniejącą siecią energetyczną. W przeciwnym razie projekt może stać się nieopłacalny ze względu na wysoki koszt budowy połączeń międzysystemowych.
CZYTAJ TAKŻE: Energetyka wiatrowa. Zobacz raport
Po trzecie wytwarzanie energii wiatrowej nie jest już jedynym opłacalnym sposobem pozyskiwania energii odnawialnej. W ostatnim czasie, dzięki redukcji kosztów, wytwarzanie energii dzięki technologiom fotowoltaicznym stało się doskonałą alternatywą w niektórych przypadkach. Na dodatek systemy fotowoltaiczne są łatwiejsze do zainstalowania i utrzymania. Ich charakter jest jeszcze bardziej modułowy i można je zamontować niemal wszędzie, jeśli tylko zapewniony jest wystarczający dostęp do promieni słonecznych. Jednak energia fotowoltaiczna może być wytwarzana jedynie w ciągu dnia.
Zatem nawet po uwzględnieniu wad energii wiatrowej nadal stanowi ona jedno z najlepszych obecnie dostępnych alternatywnych źródeł energii. Najlepiej dowodzi tego jej stale rosnący udział w rynku w Europie.
WIĘCEJ NA TEN TEMAT W RAPORCIE: Wind Power_RAPORT
