Energia wiatrowa w Polsce. Czy to się opłaca? Poznaj wady i zalety energii wiatrowej. Czy wiesz skąd się bierze i jak działa?

- Elektrownie wiatrowe, i w konsekwencji całe farmy wiatrowe, uważa się za rozwiązania ekologiczne i zalicza do tzw. zielonych źródeł energii. Nie bez powodu. Jest to niewątpliwie odnawialne źródło energii. Do tego budowa takich elektrowni, choć kosztowna, zasadniczo nie powoduje wyjątkowo dużego zanieczyszczenia środowiska – mówi Marcin Karbowniczek - Prezes Zarządu 2loop Tech S.A.

Kluczowy jest również sam okres pracy instalacji, w trakcie której wpływ wiatraka na środowisko sprowadza się do:

• zajmowania terenu,
• zakłócania widoku,
• generowania hałasu w postaci szumu.

Jak dodaje Marcin Karbowniczek, istnieje też ryzyko kolizji ptaków z łopatami wiatraków, a rozległe farmy potrafią wpływać na lokalny mikroklimat, jednak szkodliwość ta jest dla środowiska znacznie mniejsza niż w przypadku elektrowni opartych o paliwa kopalne.

- Pozostaje tylko kwestia odpadów powstających w momencie demontażu instalacji, której żywotność szacuje się na 15-20 lat. Szczęśliwie, choć w instalacji są urządzenia elektryczne, to większość masy „śmieci” stanowi żelbeton i kompozytowe łopaty, które same w sobie nie są zagrożeniem dla środowiska – tłumaczy ekspert.

Według Słownika ochrony środowiska energia wiatru to „jedna z najstarszych wykorzystywanych przez człowieka form energii, zaliczana do odnawialnych źródeł energii. To energia kinetyczna poruszających się mas powietrza, powstała dzięki różnicy temperatur mas powietrza spowodowanej nierównomiernym nagrzewaniem się powierzchni Ziemi.” Brzmi skomplikowanie, czy faktycznie takie jest?

Ludzie wykorzystują energię wiatru na różne sposoby. Od prostych (nadal jest używana do pompowania wody dla zwierząt gospodarskich w niektórych miejscach) po coraz bardziej złożone – „lasy” wiatraków można zobaczyć w krajobrazach wielu krajów, coraz częściej i coraz więcej pojawia się ich również w Polsce.

Podstawowe elementy każdego systemu energii wiatrowej są dość podobne. Istnieją łopaty o pewnym rozmiarze i kształcie, które są połączone z wałem napędowym, a następnie pompą lub generatorem, który wykorzystuje lub zbiera energię wiatru.

Jeśli energia wiatru jest wykorzystywana bezpośrednio jako siła mechaniczna, jak mielenie zboża lub pompowanie wody, nazywa się to wiatrakiem; jeśli przekształca energię wiatru w elektryczność, jest znana jako turbina wiatrowa. System turbiny wymaga dodatkowych elementów, takich jak akumulator do magazynowania energii elektrycznej, lub może być podłączony do systemu dystrybucji energii, takiego jak linie energetyczne.

O tym, jak wygląda instalacja wiatraka generującego później elektryczność, opowiada Marcin Karbowniczek. – Nawet pojedynczy wiatrak nazywa się już elektrownią i prace trzeba zacząć od przygotowania projektu oraz wystąpienia po odpowiednie zezwolenia i decyzje – tłumaczy.

Fizyczne prace to w pierwszej kolejności położenie fundamentu, a następnie postawienie wieży wykonanej najczęściej z żelbetonu, choć mniejsze wiatraki są montowane na podporach stalowych. Na szczycie podpory montuje się gondolę z osprzętem elektrycznym i elektroniką sterującą, a do niego dokręca się łopaty.

- Naturalnie konieczne jest też przyłącze elektryczne. Typowa turbina wiatrowa ma trzy łopaty, a ich długość – w największych przypadkach – przekracza 100 m. Natomiast podpory osiągają wysokość nawet blisko 300 m, przy czym te największe montowane są na morzu. Oczywiście montaż podpory na wodzie przebiega znacząco inaczej, ale w obu przypadkach na pewno dużym wyzwaniem jest dostarczenie łopat na miejsce instalacji, gdyż muszą one dotrzeć z fabryki w całości – wyjaśnia Prezes Zarządu 2loop Tech S.A.

Elektrownie wiatrowe dzielone są na typy ze względu na zastosowanie (przydomowe lub przemysłowe), moc (mikro, małe i duże) oraz lokalizację (lądowe i morskie), podaje Wikipedia.

Farma wiatrowa to zbiór turbin wiatrowych, które tworzą rodzaj elektrowni, produkującej energię elektryczną z wiatru. Może ona obejmować kilka lub setki turbin wiatrowych pracujących na tym samym obszarze, zarówno na lądzie, jak i na morzu.

Energia wiatrowa w skali użytkowej - to wielkoskalowe projekty wiatrowe przeznaczone do wykorzystania jako źródło energii dla przedsiębiorstwa użyteczności publicznej. Mają podobny zakres do elektrowni węglowej lub gazowej, którą czasami zastępują lub uzupełniają. Turbiny mają moc przekraczającą 100 kilowatów i są zwykle instalowane w grupach, aby zapewnić znaczną moc.

Morska energia wiatrowa – to na ogół projekty na skalę użytkową, które są rozmieszczone na obszarach przybrzeżnych. Wiatr wieje bardziej konsekwentnie i silniej na obszarach przybrzeżnych niż na lądzie. Według Międzynarodowej Agencji Energii na całym świecie energia wiatrowa mogłaby zapewnić ponad 18-krotnie to, co obecnie zużywa świat.

Małe wiatraki, np. przydomowe – to turbiny wiatrowe o mniejszych rozmiarach fizycznych, które są wykorzystywane do zaspokojenia zapotrzebowania energetycznego określonego miejsca lub obszaru lokalnego. Mniejsze instalacje (5 kW) wykorzystuje się w warunkach mieszkaniowych, mogą zaspokoić niektóre lub większość energetycznych potrzeb domowych, wszystko zależy od pogody. Większe (ok. 20 kW) stosuje się w obiektach przemysłowych lub społecznych, gdzie mogą być częścią systemu energii odnawialnej, który obejmuje również energię słoneczną, energię geotermalną lub inne źródła energii.

- Pod koniec 2019 roku na terenie naszego kraju funkcjonowały tylko 73 mikroinstalacje wiatrowe o łącznej mocy 0,385 MW. Na tym tle, w porównaniu z resztą świata wypadamy mało imponująco. W 2018 roku w Chinach moc mikroturbin wiatrowych sięgnęła 537 MW. W tym samym czasie w USA i w Wielkiej Brytanii odnotowano moc na poziomie 150 MW – podaje Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.

- Proces jest tak naprawdę odwrotnością samego montażu, bo trzeba zacząć od zdjęcia łopat. Następnie należy pociąć je na miejscu, bo nie opłaca się organizować transportu nienormatywnego do zakładu przetwórstwa. Nie jest to zadanie łatwe, gdyż kompozyty, z których są wykonane łopaty to już z założenia materiały bardzo wytrzymałe mechanicznie – tłumaczy Marcin Karbowniczek.

Samej wieży nie trzeba demontować, ponieważ często służy do montażu nowych łopat. – Jeśli jednak ma być zburzona, to przetwarza się ją tak, jak inne odpady budowlane. Tymczasem pocięte łopaty trafiają do zakładu recyklingu kompozytów, w którym są rozdrabnianie. Nasza koncepcja obejmuje wykorzystanie tak rozdrobionych łopat jako dodatków do mieszanek betonowych, polepszających ich właściwości – dodaje ekspert.

Jeszcze do 2016 roku rozwój przebiegał całkiem sprawnie, ale od momentu wprowadzenia tzw. Ustawy Odległościowej, większość projektów została wstrzymana.

- Niestety, wymóg utrzymania 10-krotności wysokości szczytowej turbiny, jako odległości od budynków mieszkalnych, sprawił że bardzo niewiele terenów może posłużyć do stawiania takich farm. Od ponad roku mówi się już o nowelizacji „ustawy 10H”, która złagodzi ograniczenia i pozwoli na wznowienie rozwoju energetyki wiatrowej, ale proces legislacyjny utknął na etapie po przyjęciu przez Radę Ministrów – mówi Karbowniczek.

Jak dodaje „trzeba mieć jednak na uwadze, że nawet gdy nowelizacja dojdzie do skutku, pierwsze oparte o nią projekty zostaną ukończone dopiero po ok. 2-3 latach i będą to najpewniej te, które rozpoczęto przed wejściem ustawy odległościowej w życie.”

Z raportu „Potencjał Morskiej Energetyki Wiatrowej w Polsce” na zlecenie Polskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej (PSEW) wynika, że Polska posiada wielokrotnie większy niż zakładano potencjał rozwoju morskiej energetyki wiatrowej. Do 2040 r. taka energia mogłaby zaspokajać blisko 60 proc. naszego zapotrzebowania na prąd.

W obszarze Bałtyku ścierają się interesy wielu rozmaitych grup biznesu. Prężnie działa transport, żegluga, rybołówstwo i turystyka. Inwestycje w morskie farmy wiatrowe muszą zostać tak przeprowadzone, by przedsiębiorcy działający w każdym z tych obszarów nie ponieśli żadnych strat – podaje Polska Agencja Prasowa.

Osiągnięcie potencjału 33 GW wiąże się z zagospodarowaniem wskazanych w raporcie 20 nowych obszarów w polskiej części Morza Bałtyckiego, w tym 18 w wyłącznej strefie ekonomicznej i 2 na morzu terytorialnym. Energia elektryczna z pierwszej polskiej farmy wiatrowej na Bałtyku ma popłynąć już w 2026 r.

Zalety energetyki wiatrowej:

• Właściwie umieszczona energia wiatrowa może wytwarzać tanią i niezanieczyszczającą środowisko energię elektryczną przez około 90% czasu;
• Farma wiatrowa wytwarza minimalną ilość odpadów, nie ma potrzeby dostarczania wody do chłodzenia maszyn i nie ma ścieków do czyszczenia;
• Po zainstalowaniu turbiny wiatrowe mają niskie koszty eksploatacji, ponieważ wiatr jest darmowy;
• Jest elastyczny przestrzennie: można użyć małej turbiny do zasilania domu lub budynku gospodarczego, dużej turbiny do potrzeb energetycznych przemysłu lub pola gigantycznych turbin, aby stworzyć źródło energii dla miasta na poziomie elektrowni.

Wady energetyki wiatrowej:

• Niezawodność wiatru może być różna. Ponadto słaby lub silny wiatr spowoduje wyłączenie turbiny i energia elektryczna nie będzie w ogóle produkowana;
• Turbiny mogą być głośne w zależności od tego, gdzie są umieszczone, a niektórym ludziom nie podoba się ich wygląd. Domowe turbiny wiatrowe mogą przeszkadzać sąsiadom;
• Turbiny wiatrowe okazały się szkodliwe dla dzikich zwierząt, zwłaszcza ptaków i nietoperzy;
• Mają wysoki koszt początkowy, ale stosunkowo szybko się zwracają.

Źródło: PAP MediaRoom, Treehugger, 2loop Tech S.A.