Energia eoliana a devenit tot mai populara atat la nivel mondial, cat si in Romania, unde exista regiuni care indeplinesc toate conditiile necesare pentru producerea energiei eoliene.
Cu o putere de productie incredibila a energiei, instalatiile eoliene au aparut peste tot in lume si fac o treaba excelenta atunci cand este vorba de energie verde si resurse naturale. Ea reprezinta o alternativa excelenta pentru eliminarea combustibililor fosili sau a altor modalitati periculoase si poluante de producere a energiei.
Pentru a intelege cat mai bine energia eoliana si cum este ea produsa am pregatit o serie de informatii utile pe care este important sa le cunoastem.
Puterea vantului si utilizarea ei
Vantul reprezinta miscarea aerului dintr-o zona de inalta presiune la o zona de presiune scazuta. De fapt, vantul exista deoarece soarele incalzeste inegal suprafata Pamantului. Pe masura ce aerul cald urca, aerul mai rece se deplaseaza pentru a umple golul. Atat timp cat straluceste soarele, vantul va sufla, iar vantul a servit mult timp ca sursa de energie pentru oameni.
Marinarii din antichitate foloseau panze pentru a capta vantul, obicei care se mai practica si astazi. Agricultorii foloseau candva mori de vant pentru a-si macina boabele si a pompa apa. In ultimul deceniu, utilizarea turbinelor eoliene a crescut cu peste 25% pe an.
Cu toate acestea si cu toate ca vantul este o resursa de energie verde si inepuizabila, turbinele eoliene ofera doar o mica parte din energia lumii.
Ce este energia eoliana de fapt?
Energia eoliana reprezinta procesul de creare a energiei electrice folosind vantul sau fluxurile de aer care apar in mod natural in atmosfera terestra. Turbinele eoliene moderne sunt utilizate pentru a capta energia cinetica de la vant si pentru a genera energie electrica.
Exista trei tipuri principale de energie eoliana:
Eoliene la scara utila: Turbine eoliene care au dimensiuni cuprinse intre 100 de kilowati si mai multi megawati, unde energia electrica este livrata retelei electrice si distribuita utilizatorului final de catre utilitatile electrice sau operatorii de sisteme de energie electrica.
Vant distribuit sau “mic”: Turbine eoliene mici, sub 100 de kilowati, care sunt folosite pentru a alimenta direct o casa, o ferma sau o intreprindere mica si nu sunt conectate la retea.
Eolian in larg: Turbine eoliene care sunt ridicate in corpuri mari de apa, de obicei pe raftul continental. Turbinele eoliene in larg sunt mai mari decat turbinele terestre si pot genera mai multa energie.
Ce este si cum functioneaza o turbina eoliana
Cand vantul sufla pe langa o turbina eoliana, lamele sale capteaza energia cinetica a vantului si se rotesc, transformand-o in energie mecanica. Aceasta rotatie actioneaza un arbore intern conectat la o cutie de viteze, care mareste viteza de rotatie cu un factor de 100. Aceasta invarte un generator si produce energie electrica.
De obicei turbinele eoliene au o inaltime de cel putin 80 de metri si au forma unor turnuri de otel tubulare care sustin un butuc cu trei lame atasate in partea de sus si o „nacela”, care adaposteste arborele, cutia de viteze, generatorul si comenzile.
Viteza vantului este masurata si se directioneaza turbina astfel incat aceasta sa se roteasca si sa faca fata vantului cel mai puternic, iar unghiul paletelor sale este optimizat pentru a capta energie.
O turbina moderna tipica va incepe sa genereze energie electrica atunci cand viteza vantului va atinge de la 9 pana la 14 km pe ora, iar aceasta viteza mai este cunoscuta si sub denumirea de viteza de taiere. Turbinele sunt echipate cu sisteme care le vor face sa se opreasca daca vantul bate prea tare pentru a preveni deteriorarea echipamentului.
Pe parcursul unui an, turbinele moderne pot genera cantitati de energie utilizabila in 90% din aceasta perioada. De exemplu, daca vantul la o turbina atinge viteza de intrerupere de la 9 pana la 14 kilometri pe ora, turbina va incepe sa genereze electricitate. Pe masura ce viteza vantului creste, la fel se intampla si cu productia de electricitate.
O alta masura comuna a productiei de energie eoliana este denumita factorul de capacitate. Aceasta masoara cantitatea de electricitate pe care o produce o turbina eoliana intr-o perioada de timp data (de obicei un an) in raport cu potentialul sau maxim.
De exemplu, sa presupunem ca puterea potentiala maxima a unei turbine eoliene cu doi megawati, intr-un an este de 17.520 megawati/ora. Cu toate acestea, turbina poate produce doar 7.884 megawati pe parcursul anului, deoarece vantul nu sufla intotdeauna suficient de tare pentru a genera cantitatea maxima de electricitate pe care turbina este capabila sa o produca. In acest caz, turbina are un factor de capacitate de 45% (7.884 produsi in mod efectiv versus cei 17.520 potential maxim teoretic).
Acest lucru nu inseamna ca turbina a generat electricitate doar in 45% din timp, ci 45% din potentialul maxim de productie. Parcurile eoliene moderne au adesea factori de capacitate mai mari de 40%, ceea ce este foarte aproape ca volum de energie de unele tipuri de centrale de carbune sau gaze naturale.
Din parcul eolian la tine acasa
Turbinele dintr-un parc eolian sunt conectate astfel incat energia electrica pe care o genereaza sa poata calatori pana la reteaua electrica. Odata ce energia eoliana este pe reteaua principala, operatorii de energie electrica o vor trimite acolo unde oamenii au nevoie.
Liniile de transport mai mici, numite si linii de distributie, colecteaza energia electrica generata de parcul eolian si o transporta catre liniile de transmisie „de retea”, care sunt mai mari si astfel energia electrica poate calatori pe distante lungi, pana in locatiile in care este nevoie de ea. In cele din urma, liniile de distributie mai mici furnizeaza electricitate direct orasului sau casei tale.
Industria energiei eoliene in plina expansiune
Vantul este o sursa curata de energie regenerabila care nu produce duce la poluarea mediului. Si din moment ce vantul este gratuit, costurile operationale sunt reduse dupa ce se ridica o turbina. Productiile in masa si progresul tehnologic reduc costurile de productie a turbinelor si multe guverne ofera stimulente fiscale pentru incurajarea dezvoltarii energiei eoliene
Datorita eforturilor globale de combatere a schimbarilor climatice, cum ar fi Acordul de la Paris, energia regenerabila inregistreaza un ritm de crestere destul de accelerat, energia eoliana fiind in frunte la acest capitol.
Din 2000 pana in 2015, capacitatea eoliana cumulata din intreaga lume a crescut de la 17.000 megawati la peste 430.000 megawati. In 2015, China a depasit UE in ceea ce priveste numarul de turbine eoliene instalate si continua sa conduca atunci cand este vorba de eforturile de instalare
Daca acest ritm de crestere continua, expertii din industrie prezic ca pana in 2050 o treime din nevoile globale de energie electrica vor fi acoperite de energia eoliana.
Curiozitati despre turbine
Turbinele eoliene sunt construite astfel incat sa atinga inaltimi cat mai mari, cat mai departe de nivelul solului, acolo unde este vant. Mai mult vant inseamna mai multa energie electrica, iar expertii au descoperit acest aspect, dar si cum sa construiasca turbine eoliene mai mari si mai performante.
- Prima turbina eoliana aeriana din lume – Curentii de aer de deasupra zgarie-norilor si cladirilor din orase sunt mai puternici si mai stabili decat cei de la nivelul solului. Pentru a-i valorifica, a fost gandita prima turbina eoliana aeriana. Ea este alcatuita dintr-un cilindru gol, umflat cu heliu si o elice de vartej in interior pe care vantul o actioneaza si care are cea mai buna utilizare a fortei vantului. Companiile eoliene inoveaza constant pentru a dezvolta turbine eoliene din ce in ce mai eficiente si mai competitive.
- Turbine eoliene pe zgarie-nori – Ca o varianta a turbinei eoliene aeriene, aceasta urmareste, de asemenea, maximizarea fluxurilor de aer de la inaltime. Primele cladiri in care au fost incorporate aceste turbine eoliene sunt cele ale Bahrain World Trade Center – un cuplu de poduri conecteaza ambele cladiri si sprijina trei turbine imense, care au aproape 30 de metri in diametru. Ei folosesc vanturile puternice ale Golfului Persic, care se intensifica si mai mult din cauza marginilor in forma de vela ale ambelor cladiri, functionand ca palnii.
- Turbine eoliene plutitoare – Aceste turbine eoliene sunt construite astfel incat sa poata depasi puterea valurilor de pana la 30 de metri inaltime. Morile de vant se balanseaza in apa, dar nu se scufunda deoarece plutesc la acelasi nivel. Plutesc, dar sunt legate de trei funii pe fundul marii, care pot ajunge la diferite distante. Aceste turbine eoliene sunt foarte eficiente, deoarece folosesc vanturile marii, care sunt de obicei mai puternice si mai stabile decat cele de la sol.
Cele mai mari parcuri de eoliene
- Cel mai mare parc eolian din lume este Alta Wind Energy Center, situat in California si este format din 586 de turbine.
- Cel mai mare parc eolian pe mare este London Array, care este, de asemenea, al saselea cel mai mare dintre parcurile eoliene din intreaga lume. Se gaseste in estuarul Tamisei, aflat la 20 km de coasta.