Ponedeljek, 27. 6. 2022, 7.41
2 meseca, 3 tedne
Energija, ki je z nami že tisočletja in spreminja našo prihodnost
Vetrna energija spada med obnovljive vire energije, ki jih v naravi nikoli ne zmanjka in so enakomerno porazdeljeni. Kot alternativa fosilnim gorivom pomaga nižati emisije toplogrednih plinov, kar prinaša pozitivne učinke na kakovost okolja.
Veter je trenutno eden najbolj konkurenčnih virov energije na trgih po vsem svetu, tehnologije za proizvodnjo vetrne energije pa ene ključnih, ki jih potrebujemo za izoblikovanje čistega energetskega sistema, ki ga potrebujemo za omejitev globalnega segrevanja na 1,5 stopinje Celzija.
15. junija smo obeležili svetovni dan vetra, s poudarkom na moči vetrne energije in možnostih, ki jih ima za preoblikovanje energetskih sistemov, razogljičenje gospodarstev ter spodbujanje delovnih mest in rasti.
Moč vetrne elektrarne od 100 kilovatov do 12 megavatov
Vetrna elektrarna je pravzaprav skupina vetrnih turbin, ki zagotavljajo moč električnemu omrežju. Turbine lahko postavimo na hribih, na odprtih terenih, lahko so pritrjene na dno morja, imamo celo plavajoče turbine v globokih vodah. Obstaja veliko oblik in velikosti vetrnih turbin, najpogostejša pa je tista s tremi lopaticami, nameščenimi na vodoravni osi. Njihova moč se giblje od 100 kilovatov do 12 megavatov.
Moč vetrne elektrarne, oziroma količina proizvedene električne energije, je odvisna od hitrosti vetra, polmera lopatice na vetrnici in gostote zraka. Močnejši veter nam omogoča, da proizvedemo več električne energije. Tudi višje turbine so bolj dovzetne za močan veter. To pomeni, da vetrne turbine proizvajajo električno energijo pri hitrostih vetra od štirih do 25 metrov na sekundo. Hitrost vetra, kjer je postavitev vetrne turbine ekonomsko smiselna, znaša približno pet metrov na sekundo.
Večji kot je polmer lopatice, več električne energije je mogoče proizvesti. Podvojitev polmera rezila lahko povzroči štirikrat večjo moč.
Gostota zraka je odvisna od nadmorske višine, temperature in zračnega tlaka. Tako imajo lokacije na visoki nadmorski višini nižji zračni tlak in "lažji" zrak, zato so turbine tam manj produktivne. Gost oziroma "težak" zrak blizu morske gladine bolj učinkovito poganja rotorje.
Prav zato so v porastu obmorska vetrna polja, kot je vetrna elektrarna Ljubač z devetimi vetrnicami, ki jo je ob Jadranskem morju, v bližini Knina, julija lani postavila družba Petrol. Posamezna turbina ima 3,6 MW nazivne moči, kar pomeni skupno zmogljivost dobrih 32 MW. Ljubač je Petrolovo drugo vetrno polje. Prvo je vetrno polje Glunča v bližini Šibenika, s prav tako devetimi vetrnicami. Posamezna turbina v Glunči ima 2,3 MW nazivne moči, celotno polje elektrarn pa 20,7 MW skupne nazivne moči ter letno proizvodnjo 45-50 GWh elektrike, kar zadosti potrebam okoli 15.000 povprečnih gospodinjstev.
Vetrna elektrarna Ljubač napaja 30 tisoč gospodinjstev.
Kako nastane veter?
Zrak se pod visokim pritiskom premika proti območjem nizkega tlaka. Večja kot je razlika v tlaku, hitrejši je pretok zraka in močnejši je veter. Vetrne turbine zajamejo kinetično energijo vetra in jo pretvarjajo v električno.
Turbine z vodoravno osjo in turbine z navpično osjo
Vetrne elektrarne so najbolj smiselne za področja s konstantnimi vetrovi nad 5 m/s.
Vetrne turbine je mogoče zgraditi na kopnem ali na morju, oziroma v večjih jezerih. Obstajata dve vrsti sodobnih vetrnih turbin: turbine z vodoravno osjo in turbine z navpično osjo. Turbine z vodoravno osjo so pogostejše in imajo tri lopatice, ki delujejo "proti vetru". Horizontalne turbine so kot mlini na veter, vendar večje in moderne. Turbine z navpično osjo so vsesmerne, zato jih ni treba usmerjati proti vetru.
Sodobne vetrne turbine začnejo proizvajati električno energijo, ko hitrost vetra doseže od šest do devet milj na uro. Obstajajo vetrne turbine različnih velikosti. Turbine zagotavljajo od sto kilovatov do nekaj megavatov električne energije. Posamezne majhne turbine so manjše od sto kilovatov in jih običajno uporabljajo stanovanjski, kmetijski in majhni komercialni ali industrijski uporabniki.
Turbine z močjo več megavatov se uporabljajo za napajanje električnih omrežij in so običajno združene v vetrne elektrarne. Med največjimi turbinami so tiste na morju, ki lahko izkoristijo močne oceanske vetrove in ustvarijo zelo velike količine električne energije.
Včasih za pogon čolnov in izsuševanje jezer, danes za vsakdanje potrebe
Stari mlini na veter v Španiji.
Mogočen potencial energije vetra človeštvo pozna že tisočletja in ga tudi s pridom uporablja. Samo pomislimo na jadrnice in mline na veter. Veter bi lahko označili za enega najstarejših virov energije človeštva. Ljudje so uporabljali vetrno energijo za poganjanje čolnov po reki Nil že 5.000 let pred našim štetjem. Do leta 200 pred našim štetjem so na Kitajskem uporabljali preproste vodne črpalke na veter, v Perziji in na Bližnjem vzhodu pa so mlini na veter z rezili iz tkanega trstja mleli žito.
Vsaka jadrnica, ki pluje z vetrom, izkorišča potencial vetrne energije.
Do 11. stoletja so ljudje na Bližnjem vzhodu že v veliki meri uporabljali vetrne črpalke za proizvodnjo hrane.
Vetrno tehnologijo so v Evropo prinesli trgovci in križarji. Tako so Nizozemci razvili velike vetrne črpalke za izsuševanje jezer in močvirij v delti reke Ren. Priseljenci iz Evrope so sčasoma prenesli tehnologijo vetrne energije na zahodno poloblo, v ZDA pa so konec 19. in v začetku 20. stoletja že uporabljali majhne vetrne generatorje oziroma vetrne turbine.
Danes moč vetra zajemamo s turbinami. Prva znana vetrna turbina, ki jo je zasnoval profesor James Blyth iz Glasgowa, je bila zgrajena leta 1877 na Škotskem v Veliki Britaniji. Bila je visoka deset metrov, stala je na vrtu Blythove počitniške hiše in napajala hišno razsvetljavo.
Veter: eden najbolj konkurenčnih virov energije, ki nas bo popeljal v brezogljično družbo
Industrija vetrne energije je na dobri poti, da v prihodnjih letih doseže rekordno rast.
V drugi polovici 20. stoletja, ko so tveganja in okoljski davek zaradi odvisnosti od fosilnih goriv postajali vse bolj očitni, se je povečalo zanimanje za razvoj čistejših, obnovljivih virov energije. Ena najpomembnejših med temi tehnologijami čiste energije je bila vetrna energija.
Tehnologija vetrne energije je velik razvoj doživela od začetka do sredine 20. stoletja, pravi zagon pa se je začel v zgodnjih 70. letih prejšnjega stoletja, ko so se pojavili prvi pomisleki glede uporabe fosilnih goriv.
Potem je v poznih 80. in zgodnjih 90. letih prejšnjega stoletja prišlo do začasnega upada zanimanja, predvsem zaradi nizkih cen nafte v tistem času. Na prehodu v 21. stoletje se je javnost zaradi globalnega segrevanja in visokih cen nafte spet začela zavedati potenciala vetrne energije.
Dežele z največ vetrnicami
Vetrnice na Danskem
Stalen napredek v tehnologiji zajemanja vetrne energije prispeva k temu, da je veter danes bolj zanesljiv, čist in učinkovit vir energije kot kadarkoli prej. Ker se vetrne turbine še naprej izpopolnjujejo in izboljšujejo, je vetrna energija eden najpomembnejših alternativnih virov energije za 21. stoletje in še naprej.
Vetrno energijo komercialno uporablja več kot polovica svetovnih držav. Svetovna industrija vetrne energije je leta 2021 dosegla izjemne rezultate s skoraj 94 GW dodanih zmogljivosti po vsem svetu. Na morskih vetrnih elektrarnah so dosegli kar 1,1 GW vetrnih zmogljivosti na morju, kar je trikrat več kot leta 2020.
Velike koristi vetrne energije
Delež energije, proizvedene iz vetrnih elektrarn, po Evropi raste.
Danes po vsem svetu vetrne elektrarne proizvajajo 743 GW zmogljivosti, kar pomaga preprečevati izpuste ogljikovega dioksida v količini več kot 1,1 milijarde ton, kar je enako, kot znašajo letne emisije ogljika v Južni Ameriki.
Veter in sončna energija bosta vodila preoblikovanje svetovnega elektroenergetskega sektorja. Vetrne elektrarne na kopnem in morju bi po mnenju Mednarodne agencije za obnovljivo energijo (IRENA) skupaj lahko ustvarile več kot eno tretjino (35 odstotkov) vseh potreb po električni energiji. Veter bo tako do leta 2050 postal eden pomembnejših virov energije.
Kako zmanjšati vpliv vetrnic na živali?
Pred izvedbo projekta vetrne elektrarne morajo biti izvedene zahtevne študije vplivov na okolje in monitoring ptic, meritve povprečne hitrosti vetra in analiza njegove značilnosti.
Vetrne elektrarne imajo tudi vpliv na biotsko raznovrstnost, rastlinstvo in živalstvo, predvsem na ptice, netopirje in velike sesalce, zato morajo proizvajalci vetrne energije izdelati presojo vplivov na okolje pred namestitvijo vetrnih turbin, še posebej na varovanih območjih.
Pomembno je, da se izbere lokacija, ki bo za ptice kar najmanj moteča, izogniti se morajo selitvenim potem ptic, pod turbinami pa se lahko izvedejo raziskave vegetacije, da se zagotovi, da ni prisoten nobeden od prednostnih virov hrane ptic selivk.
V Španiji nekateri proizvajalci celo izklopijo vetrne elektrarne, ko se približa veliko število ptic selivk.
