Elektrownie wiatrowe stają się coraz popularniejszym sposobem pozyskiwania energii elektrycznej. Choć większość osób zdaje sobie sprawę z ich zalet, to warto przyjrzeć się również potencjalnym wadom tego typu instalacji. W niniejszym artykule przedstawimy kompleksowo zarówno wady, jak i zalety elektrowni wiatrowych.
Jakie są zalety elektrowni wiatrowych?
Najważniejszą zaletą elektrowni wiatrowych jest wykorzystanie odnawialnego źródła energii, jakim jest wiatr. W przeciwieństwie do tradycyjnych elektrowni węglowych czy gazowych, elektrownie wiatrowe nie emitują szkodliwych związków do atmosfery. Dzięki temu są przyjazne dla środowiska i pozwalają ograniczyć zjawisko globalnego ocieplenia. Ponadto wiatr jest niewyczerpalnym surowcem i można go wykorzystywać do produkcji prądu przez wiele lat.
Kolejną zaletą jest niski koszt produkcji energii elektrycznej w elektrowniach wiatrowych. W przeciwieństwie do węgla czy gazu, wiatr jest darmowy i nie trzeba go kupować. Po zbudowaniu turbiny wiatrowej, koszty jej eksploatacji i konserwacji są stosunkowo niewielkie. Elektrownie wiatrowe nie wymagają stałych dostaw paliwa, co obniża koszty ich funkcjonowania.
Nie bez znaczenia jest także szybkość budowy. Nowoczesne elektrownie wiatrowe można postawić w ciągu kilku miesięcy, podczas gdy budowa tradycyjnej elektrowni zajmuje zwykle kilka lat. Ponadto elektrownie wiatrowe nie wymagają budowy rozległej infrastruktury w postaci linii przesyłowych czy bocznic kolejowych.
Elektrownie wiatrowe mogą być także budowane na terenach słabo zaludnionych, gdzie brakuje infrastruktury przesyłowej. Pozwalają więc dostarczyć prąd do obszarów, gdzie jego doprowadzenie byłoby bardzo kosztowne. Dobrym przykładem są tu wyspy, na których elektrownie wiatrowe są często jedynym sensownym źródłem energii elektrycznej.
Wady budowy elektrowni wiatrowych - czego unikać?
Choć zalet jest wiele, elektrownie wiatrowe nie są pozbawione wad. Jedną z najpoważniejszych jest zmienność produkcji energii w zależności od prędkości wiatru. W bezwietrzne dni turbiny w ogóle nie produkują prądu. Natomiast przy bardzo silnych wiatrach z powodów bezpieczeństwa turbiny również muszą zostać wyłączone. Taka niestabilność produkcji energii elektrycznej jest problemem dla systemu elektroenergetycznego.
Kolejną wadą jest stosunkowo niska żywotność turbin wiatrowych, która wynosi zwykle 20-25 lat. Jest to znacznie mniej niż w przypadku elektrowni węglowych czy jądrowych. Po tym okresie konieczna jest wymiana zużytych podzespołów, co zwiększa koszty utrzymania.
Budowa elektrowni wiatrowej wymaga starannego wyboru lokalizacji. Turbiny muszą być ustawione w miejscach, gdzie wieją silne i stałe wiatry. Nie wszędzie warunki atmosferyczne pozwalają na opłacalną produkcję energii z wiatru. Na wybór lokalizacji wpływ ma też ukształtowanie terenu oraz bliskość linii energetycznych.
Nie można pominąć także potencjalnego negatywnego wpływu na krajobraz. Duże elektrownie wiatrowe wraz z towarzyszącą im infrastrukturą z pewnością zmieniają wygląd okolicy, w której są zlokalizowane. Dla wielu osób może to być istotny mankament.
Czytaj więcej: Ekologia od A do Z - co to jest, jaką pełni rolę i dlaczego jest tak ważna?
Jak działają elektrownie wiatrowe - zasada działania
Aby zrozumieć zalety i wady elektrowni wiatrowych, warto przyjrzeć się bliżej ich budowie i zasadzie działania. Sercem elektrowni wiatrowej jest wirnik wraz z zamontowanymi na nim łopatami. Umieszczony jest on na szczycie wysokiej wieży, aby umożliwić pozyskiwanie energii z silnych wiatrów wiejących na dużych wysokościach.
Kiedy wieje wiatr, uderza w łopaty wirnika powodując jego obracanie. Wirnik jest połączony wałem z prądnicą umieszczoną w gondoli. Obracający się wał powoduje wirowanie cewki elektromagnetycznej w prądnicy, dzięki czemu indukuje się w niej prąd elektryczny. Następnie jest on przekształcany do postaci prądu przemiennego.
Turbina wiatrowa jest ustawiona tak, aby optymalnie wykorzystywać kierunek wiatru. Służą do tego specjalne systemy sterowania, które umożliwiają obracanie gondoli wraz z wirnikiem i ustawianie jej pod odpowiednim kątem. Nowoczesne turbiny potrafią same się ustawiać tak, aby maksymalnie wykorzystać panujące warunki wietrzne.
Gdzie najlepiej budować elektrownie wiatrowe?
Aby elektrownia wiatrowa mogła produkować jak najwięcej energii elektrycznej, kluczowy jest wybór odpowiedniej lokalizacji. Najlepszymi miejscami są otwarte, nadmorskie obszary lub tereny górskie. Tam wiatry wieją najmocniej i najbardziej stabilnie. Przy wyborze lokalizacji bierze się także pod uwagę ukształtowanie terenu.
Optymalna prędkość wiatru dla pracy turbiny wiatrowej to około 15 m/s. Im silniejsze i bardziej stałe podmuchy, tym lepiej. Ważna jest także dostępność infrastruktury przesyłowej, która umożliwi odprowadzenie wyprodukowanego prądu do odbiorców.
W Polsce najlepsze warunki wietrzne panują na północy kraju, szczególnie w pasie nadmorskim i na Podkarpaciu. Stąd właśnie w tych rejonach powstaje najwięcej farm wiatrowych.
Czy hałas z elektrowni wiatrowych jest uciążliwy?
Kwestia hałasu generowanego przez turbiny wiatrowe budzi wiele kontrowersji. Należy jednak zaznaczyć, że nowoczesne konstrukcje pracują relatywnie cicho. Poza szumem obracających się łopat, turbina nie wytwarza hałasu. Dodatkowo większość farm wiatrowych powstaje z dala od zabudowań, co minimalizuje uciążliwość.
Hałas z elektrowni wiatrowej maleje wraz z odległością. W odległości około 300-400 metrów staje się mniej uciążliwy niż szum ulicy czy zwykłej rozmowy. Normy prawne regulują także maksymalny dopuszczalny poziom hałasu dla tego typu instalacji. Warto jednak wziąć pod uwagę subiektywne odczucia osób mieszkających w pobliżu farm wiatrowych.
Wpływ elektrowni wiatrowych na ptaki i krajobraz
Często poruszanym argumentem przeciwko budowie elektrowni wiatrowych jest ich potencjalnie negatywny wpływ na ptaki oraz krajobraz. Faktycznie, turbiny stanowić mogą zagrożenie dla przelatujących ptaków, choć nowoczesne konstrukcje skutecznie minimalizują to ryzyko.
Nie można jednak zaprzeczyć, że farmy wiatrowe stanowią dominujący element krajobrazu, zmieniając jego charakter. Jest to szczególnie widoczne na terenach wcześniej niezurbanizowanych. Warto o tym pamiętać, wybierając lokalizację pod budowę elektrowni.
Jakie są koszty budowy elektrowni wiatrowej?
Na koszt inwestycji w budowę farmy wiatrowej składa się wiele elementów. Przede wszystkim sama turbina wiatrowa, której cena waha się od 2 do nawet 5 milionów złotych. Do tego dochodzą koszty budowy fundamentów, dróg dojazdowych i infrastruktury przyłączeniowej.
Szacuje się, że koszt budowy 1MW mocy zainstalowanej w elektrowni wiatrowej wynosi około 4-6 milionów złotych. Oznacza to, że inwestycja w farmę o mocy 20 MW to wydatek rzędu 80-120 milionów złotych. Jest to znaczący koszt, który jednak zwraca się w ciągu kilku lat dzięki sprzedaży wyprodukowanej energii elektrycznej.
Elektrownie wiatrowe a inne odnawialne źródła energii
W kontekście transformacji energetycznej warto porównać elektrownie wiatrowe z innymi odnawialnymi źródłami energii. Turbiny wiatrowe charakteryzują się niską emisją CO2 i niewielkim zużyciem wody, co stanowi ich przewagę nad elektrowniami wodnymi. Są także mniej inwazyjne dla środowiska niż elektrownie na biomasę.
Wadą w porównaniu z farmami fotowoltaicznymi jest mniejsza stabilność produkcji prądu. Z drugiej strony turbiny wiatrowe działają także nocą, gdy panele PV nie wytwarzają energii. Wydajność elektrowni wiatrowych jest więc mniej uzależniona od warunków pogodowych i pory dnia.
Podsumowując, elektrownie wiatrowe są korzystną i ekologiczną metodą produkcji energii. Ich zalety wyraźnie przeważają nad wadami. Aby jednak w pełni wykorzystać ich potencjał, konieczny jest rozsądny wybór lokalizacji oraz integracja z systemem elektroenergetycznym. Mądrze wdrożona energetyka wiatrowa może jednak w znaczący sposób przyczynić się do rozwoju zrównoważonej, zeroemisyjnej gospodarki.
Podsumowanie
Podsumowując, elektrownie wiatrowe mają zarówno swoje wady, jak i zalety. Do najważniejszych zalet należy wykorzystanie odnawialnej energii wiatru oraz brak emisji szkodliwych substancji. Elektrownie te można budować szybko i stosunkowo tanio, a ich eksploatacja nie wymaga dostaw paliwa. Z drugiej strony wady to niestabilność produkcji prądu oraz potencjalny negatywny wpływ na środowisko. Aby w pełni wykorzystać potencjał energetyki wiatrowej, konieczne jest jej harmonijne wkomponowanie w system elektroenergetyczny.
