Hałas z turbin wiatrowych

Turbiny wiatrowe zdecydowanie nie mają dobrej prasy. Jednak wiele problemów związanych z działaniem elektrowni wiatrowych jest wyolbrzymionych. Prowadząc liczne warsztaty z energetyki odnawialnej często spotykam się z opiniami uczestników na temat dużego nieprzyjemnego hałasu, jaki towarzyszy pracy elektrowni wiatrowej. Ciekawe jest, że osoby, które zazwyczaj najbardziej obawiają się o hałas nie mieszkają w pobliżu turbin wiatrowych a często nawet nie były na pracującej farmie wiatrowej.

Jakie natężenie ma hałas z turbin wiatrowych? 

Hałas z turbin wiatrowych na tle innych hałasów

Powyższa grafika wskazuje, że turbiny wiatrowe spośród różnych źródeł dźwięków klasują się w dolnej części stawki. W odległości 150m od elektrowni wiatrowej poziom hałasu wynosi ok. 45 dB czyli mniej niż hałas jaki panuje w domu podczas oglądania TV czy rozmowy. Samochód jadący z prędkością 65 km/h w odległości 100 m generuje hałas 55 dB a ciężarówka jadąca z prędkością 50 km/h oddalona w odległości 100m to 65 dB. Wszechobecne samochody to poziom hałasu znacznie wyższy niż farma wiatrowa. Miejski ruch uliczny to aż 90 dB na tym tle turbiny wiatrowe są naprawdę ciche. Należy także zaznaczyć, że elektrownia wiatrowa pracuje w polskich warunkach wietrzności od 15 – 25% dni w roku, co oznacza, że przez resztę czasu jest nieruchoma i nie emituje hałasu. Dodatkowo podczas wietrznej pogody sam wiatr poruszając naturalne przeszkody jak drzewa stwarza głośne tło, na którym hałas turbin jest mniej słyszalny.

Rodzaje hałasu turbin wiatrowych.

W przypadku turbin wiatrowych mamy do czynienia z dwoma źródłami, rodzajami hałasu:

1. aerodynamicznym, który emitowany jest przez obracające się łopaty wirnika,
2. mechanicznym, który, emitowany jest przez przekładnię i generator.

Nowe turbiny wiatrowe dzięki izolacji akustycznej gondoli, mają w znacznym stopniu ograniczony hałas mechaniczny do poziomu praktycznie nie słyszalnego przez człowieka gdyż zagłuszany jest on przez głośniejszy szum aerodynamiczny. Hałas mechaniczny stanowi problem w starych modelach turbin, które obecnie są demontowane za granicą i niestety często instalowane w Polsce. Poziom emitowanego hałasu mechanicznego wzrasta wraz z wiekiem turbiny o ok. 1% rocznie. Dlatego stare przestarzałe turbiny mogą być źródłem nadmiernego hałasu.

Film nagrany w Parku wiatrowym Tymień. Można zauważyć że szum samego wiatru jest głośniejszy niż same turbiny a najgłośniej słychać ptaki :)

--------------REKLAMA------------

Turbiny wiatrowe i szpecenie krajobrazu?

Turbiny wiatrowe często oskarżane są o negatywne oddziaływanie na środowisko w tym o szpecenie krajobrazu. W pierwszej chwili do mnie też trafił argument, że krajobraz z turbinami wiatrowymi jest zeszpecony jednak po głębszym zastanowieniu i obserwacji najbliższej okolicy zacząłem zastanawiać się czy przy obecnym zurbanizowaniu i przekształceniu krajobrazu turbiny wiatrowe są w ogóle w stanie go zeszpecić? 

Park wiatrowy Tymień

Turbiny wiatrowe zdecydowanie są wyrazistym elementem krajobrazu i w przypadku dużych parków wiatrowych powodują wyrazistą zmianę krajobrazu. Jednak jeżeli spojrzymy na otaczającą nas okolicę znajdziemy w niej wiele równie wyrazistych elementów, które znacznie bardziej niż turbiny wiatrowe „szpecą” wygląd okolicy a mimo to akceptujemy ich obecność w krajobrazie z uwagi na korzyści i wygodę, jaką nam dają. 

Szpecenie krajobrazu top 4 

1- Linie wysokiego napięcia
Znajdują się wszędzie a przy ich budowie zakłady energetyczne nie wykazują nawet minimum starań o efekt wizualny.

2- Nadajniki GSM i inne
Bardzo popularne i coraz liczniejsze z uwagi na rozwój telefonii komórkowej. Także w tym przypadku konstruktorzy nie przykładają żadnej wagi do estetyki stosując maszty kratownicowe. 

3- Kominy (dymiące)
Nieodzownym elementem fabryk, ciepłowni i elektrowni pozyskujących energię z paliw kopalnych. Kominy są zdecydowanie mało estetyczne zwłaszcza, gdy wydobywa się z nich dym.

4- Bloki
Pozostałość z budownictwa PRL-u znajdują się w każdym polskim mieście i miasteczku bloki w kształcie prostopadłościanu w mojej ocenie najbardziej szpetny element naszego krajobrazu. 

Piękno jest pojęciem względnym i każdy ma prawo do własnej oceny jednak zanim zaczniemy narzekać na szpetne turbiny wiatrowe powstające w naszej okolicy zastanówmy się czy oby na pewno są one najgorszym elementem naszego krajobrazu.

Energetyka wiatrowa na świecie – chińczycy coraz mocniejsi.

Do połowy 2011r. moc zainstalowana w energetyce wiatrowej na świecie osiągnęła 215 GW a rynek nowo zainstalowanych mocy zwiększył się rok do roku o 15% osiągając 18.4 GW do lipca 2011. Szacuje się, że w całym 2011r. zostanie zainstalowanych 43.9 GW. Spoglądając na pierwszą dziesiątkę krajów o największej zainstalowanej w oczy rzuca się znaczące umocnienie Chin na pozycji lidera w wykorzystaniu energii wiatru. Energetyka wiatrowa przesunęła swoje centrum na wschód a Chiny stają się niekwestionowanym liderem zarówno pod względem nowo instalowanych jak i skumulowanej mocy. Do połowy 2011 w państwie środka zostało zainstalowanych 8 GW turbin wiatrowych, co stanowi 43% rynku światowych nowych instalacji. Skumulowana moc zainstalowana w energetyce wiatrowej w Chinach przekroczyła 52 GW czyli przeszło o 10 GW więcej niż w USA, które od 2010r spadły na drugie miejsce zarówno pod względem nowy instalacji, jaki i skumulowanej zainstalowanej mocy. Na szczególną uwagę zasługują także Indie, które uplasowały się na piątej pozycji pod względem skumulowanej zainstalowanej mocy jednak pod względem nowych instalacji awansowały w przeciągu kilku ostatnich lat na trzecią pozycję wyprzedzając takie europejskie potęgi energetyki wiatrowej jak Niemcy i Hiszpania. Europejska energetyka wiatrowa na tle świata wyraźnie straciła impet. Mimo iż w pierwszej dziesiątce światowej energetyki wiatrowej jest 6 krajów europejskich to jednak wyraźnie widać, że impet nowych instalacji turbin wiatrowych zaczyna spadać. Europejski rynek energetyki wiatrowej okres dynamicznego wzrostu ma już za sobą i w wielu krajach europejskich można spodziewać się w najbliższych latach stabilizacji lub nawet spadku nowo instalowanych mocy.

Energetyka wiatrowa na świecie źródło WWEA

Rozwój energetyki wiatrowej w Polsce na tle Świata

kliknij aby powiększyć

Miałem ostatnio przyjemność spotkać się z przyrodnikami, których można określić, jako ortodoksyjni przeciwnicy energetyki wiatrowej. Nie mam dla nich dobrych wiadomości. Mimo że w ich mniemaniu w Polsce jest stanowczo za dużo turbin wiatrowych pod względem rozwoju energetyki wiatrowej jesteśmy w ogonie Europy a nawet świata.

Porównywanie mocy zainstalowanej w poszczególnych krajach nie jest dobrym wyznacznikiem rozwoju energetyki wiatrowej w danym kraju gdyż wielkość i zaludnienie poszczególnych państw bardzo różni się między sobą. Poniżej przedstawiłem znacznie bardziej miarodajne zestawienie rozwoju energetyki wiatrowej w poszczególnych krajach liczone, jako moc turbin wiatrowych zainstalowana na jednego mieszkańca.

Biorąc ten wskaźnik, jako wyznacznik rozwoju energetyki wiatrowej w danym kraju niekwestionowanym liderem jest Dania z 680 watami na mieszkańca. Dla porównania Polska posiada zaledwie 29 watów na mieszkańca, czyli przeszło 23 razy mniejszy wskaźnik niż Dania. Niższy nawet niż Chiny! Przy obecnym poziomie wsparcia inwestycja w turbiny wiatrowe to bardzo lukratywny biznes. Przypomnę, że poziom wsparcia dla energetyki wiatrowej jest w Polsce jednym z najwyższych w Europie. Z tego względu całkiem realna wydaje się perspektywa, że w przeciągu dekady poziom nasycenia turbinami wiatrowymi osiągnie poziom niemiecki czy hiszpański, co oznacza przeszło 10 krotny wzrost zainstalowanej mocy i 10 krotnie więcej turbin wiatrowych niż obecnie. Z uwagi na silne wsparcie UE dla, OZE w tym energetyki wiatrowej. Walka przyrodników z rozwojem tej branży może okazać się przysłowiową walką z wiatrakami, (co za zbieżność powiedzenia). W mojej ocenie najlepszą rzeczą, jaką mogą zrobić przyrodnicy to koncentrować się na działaniach zmierzających do minimalizacji negatywnego oddziaływania farm wiatrowych na środowisko. Samo blokowanie inwestycji na niewiele się zda.

Turbiny wibracyjne ciekawy sposób wykorzystania energii wiatru.

Professor uniwersytetu Cornell Francis Moon zaprojektował ciekawy prototyp nowej turbiny wiatrowej, choć słowo turbina nie bardzo tu pasuje. Bardziej jest to powietrzny czy wiatrowy generator elektryczny.



Urządzenie składa się z licznych sześciennych bloczków, które wibrują pod wpływem wiatru produkując energię elektryczną.



Obecnie jest to dopiero prototyp i trudno pod jego adresem kierować jakieś wiążące opinie. Wiele będzie zależeć od efektywności i trwałości tego urządzenia. Z pewnością jednak jest to ciekawa koncepcja, która w przypadku pomyślnych wyników może liczyć na szersze zastosowania zwłaszcza w sektorze małej energetyki wiatrowej. Obecnie uczeni otrzymali 100 000$

informacja o wynalazku na stronie uniwersytetu

Powietrzne turbiny wiatrowe

Makani Power to kolejna innowacyjna firma z branży energii wiatru, która rozwija ciekawą koncepcję powietrznych turbin wiatrowych (AWT Airborne wind turbine). W przeciwieństwie do tradycyjnych turbin wiatrowych turbiny AWT nie posiadają wysokiego masztu ani łopat, lecz lekki „latawic” przymocowany linami do generatora na ziemi. Takie rozwiązanie ma wiele zalet. Pozwala sięgną po zasoby wiatru na dużych wysokościach, które są poza zasięgiem konwencjonalnych turbin wiatrowych. Po drugie tego typu rozwiązanie są tańsze w realizacji (prostsza konstrukcja). Zdaniem Makani Power są w stanie produkować energię elektryczną 40% taniej od obecnie stosowanych turbin.

Poniżej film z testu tego typu turbiny

Ciekawy wywiad z Saul Griffith z Makani Power opowiadający o zaletach AWT.

Słońce wyprzedza wiatr

Jak donosi reuters w pierwszym półroczu 2010 w Niemczech zainstalowano 3.4 GW ogniw fotowoltaicznych jest to wynik o tyle ciekawy, że w roku 2009 zainstalowana moc ogniw sięgnęła rekordowych 3.8 GW i mimo zapowiadanych spadków szykuje się nowy rekord? Dobry wynik w pierwszym półroczy 2010 tłumaczony jest cięciami w stawkach płaconych za energię z fotowoltaiki. Chcąc ostudzić niemiecki rynek produkcji energii elektrycznej ze słońca rząd od lipca obciął stawki o 15% i z pewnością przyśpieszyło to część inwestycji jednak cięcia nie są na tyle duże, aby zbytnio wyhamowały rynek energetyki słonecznej, w którym jest ciągle duży potencjał redukcji cen. Moce zainstalowane w fotowoltaice rosną w Niemczech wykładniczo już od 10 lat i jakoś bez większego echa przeszedł fakt, że energetyka słoneczna prześcignęła wiatrową pod względem nominalnych mocy instalowanych roczne.


Na górnym wykresie można dostrzec, że energetyka wiatrowa ma czasy największej prosperity już za sobą. I kwestią czasu jest, gdy łączna moc elektrowni słonecznych przewyższy wiatrowe. Mimo iż ciągle energia produkowana z wiatru jest zdecydowanie tańsza od tej ze słońca to właśnie fotowoltaika najbardziej dynamicznie się rozwija w Niemczech ze wszystkich źródeł energii odnawialnej.

Pytanie, jakie ciśnie się na usta to, dlaczego Niemcy wolą płacić więcej i rozwijać fotowoltaikę na dużą skalę niż płacić mniej i iść w stronę biomasy czy energii wiatru? Z pozoru działanie to wydaje się nie logiczne jednak należy pamiętać, że w energetyce odnawialnej koszty produkcji energii nie są kluczowym kryterium, (o którym u nas zupełnie się zapomina). W opinii niemieckich ekspertów rozwój fotowoltaiki mimo wyższy kosztów produkcji energii generuje więcej korzyści niż inne sektory OŹE. Są to z jednej strony korzyści finansowe jak rozwój rynku pracy, inwestycje zagraniczne jak i nie finansowe, korzyści społeczne i ekologiczne. Do niemieckich decydentów dotarło, że wysokorozwinięty kraj niema szans ścigać się z „Chinami” w kosztach produkcji "butów" a jedyną alternatywą są wysoko zaawansowane technologie dające dużą wartość dodaną finalnego produktu. W energetyce odnawialnej modelowym przykładem takiej technologii jest właśnie fotowoltaika. Oczywiście Chińczycy także produkują ogniwa fotowoltaiczne a chiński Suntech czy Yingli z roku na rok odgrywają bardziej znaczącą rolę jednak to ciągle Niemcy są najchętniej wybieraną lokalizacją do inwestycji w słoneczny biznes zwłaszcza w przypadku nowych technologii.



źródła:
http://www.erneuerbare-energien.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/ee_hintergrund_2009_en_bf.pdf

http://www.epia.org/fileadmin/EPIA_docs/public/Global_Market_Outlook_for_Photovoltaics_until_2014.pdf

Czy da się zarobić na wiatrakach?

Podchodząc do tematu intuicyjnie opowiedz jest oczywista, liczba instalowanych, co roku nowych turbin mówi sama za siebie.

Przeanalizujmy strukturę kosztów i zysków inwestycji w energetykę wiatrową. Dla uproszczenia założę, że inwestycja jest prowadzona ze środków własnych bez żadnych dotacji. Założenie to jest bardzo mało realne w rzeczywistości, jednak celem tego wpisu nie jest analiza konkretnego przypadku farmy wiatrowej, lecz pokazanie struktury kosztów i zysków.

Analiza dla farmy 10MW 5x2MWp

Koszty inwestycji

• Pozwolenie na budowę i dokumentacja – 2 mln
• Perce budowlane - 15 mln
• Urządzenia w tym turbiny – 55 mln
• Podłączenie do sieci – 2 mln
• Inne koszty inwestycji – 8 mln

Łącznie koszt inwestycji to 84 mln zł, Warto zauważyć że kluczowym kosztem są urządzenia które stanowią ok 65 % kosztów.

Koszty pracy farmy

• Koszty przeglądu i napraw po okresie gwarancji ok 80 000 * 5 turbin = 400 000 zł rocznie
• Koszty operacyjne ok 30 000 na wiatrak = 150 000 zł rocznie
• Podatek od nieruchomości naliczany w wysokości 2% od wartości inwestycji obejmującej fundamenty wieże, drogi, przyłącza. Średnio jest to ok 40% całej inwestycji, w czyli tym przypadku 34mln *2%= 680 000 rocznie i jest to główny koszt działania instalacji.

Zyski
Turbina wiatrowa może zarabiać jedynie na sprzedaży energii elektrycznej. Zakładają, że elektrownia pracuje w bardzo dobrych warunkach wietrzności i ma współczynnik wykorzystania mocy 20% w 2010 roku przychody, że sprzedaży energii będą się kształtować następująco
Wyprodukowana energia

• 17 520 MWh wyprodukowanej energii z farmy

Przychody ze sprzedaży energii

• Certyfikaty 273zł/MWh =4 782 960 zł/rok
• Energia elektryczna 190zł/MWh = 3 328 800zł/rok

W kolejnych latach przy obliczeniu przychodów i wydatków w poszczególnych latach zakładam, że:

• Wzrost wartości certyfikatów będzie utrzymywał się na poziomie 3% rocznie
• Cena energii będzie rosła średnio 7% rocznie
• Wydatki na serwis utrzymają się na stałym poziomie podobnie jak podatki
• Koszty operacyjne będą rosły 5% rocznie

W omawianym przypadku farma może zarobić sumę wydaną na budowę po 9 latach pracy. Dużo zależy jednak od księgowego:). Aby nie zaśmiecać obliczeń celowo w omawianym przykładzie nie uwzględniłem amortyzacji oraz podatku dochodowego. W praktyce w tym biznesie długie lata nie wykazuje się zysku brutto finansując przychodami kolejne inwestycje.

Omawiany przykład dotyczy stosunkowo małej farmy wiatrowej, dlatego koszt w przeliczeniu na MW sięgnął aż 8.4mln/MW w przypadku większych inwestycji wiele kosztów udaje się ograniczyć w przeliczeniu na MW zainstalowanej mocy i zejść poniżej 5mln/MW – im większa inwestycja tym krótszy okres zwrotu. Nie zapominajmy, że cześć kosztów zazwyczaj pokrywają rozmaite dotacje. W tym przypadku także można zauważyć prawidłowość, że im większa inwestycja tym łatwiej o dotacje.

Jaką turbinę wiatrową wybrać ?

Jeżeli przyjrzymy się danym o prędkości wiatru w Polsce to łatwo zauważyć, że większość obszaru polski nie może pochwalić się specjalnie korzystnymi warunkami do pozyskiwania energii z wiatru. Jeżeli jednak chcemy zainwestować w turbinę wiatrową to powinniśmy szukać urządzeń rozpoczynających pracę w możliwe najsłabszym wietrze.

Dzięki czytelnikowi bloga mam dane o wietrzności na warszawskim Okęciu i na tej podstawie przeprowadzę krótką analizę.

Załóżmy, że mamy 3 turbiny wiatrowe o tej samej mocy nominalnej jednak różnych prędkościach startu i nominalnych.

• Turbina 1 startuje przy 4 m/s i osiąga moc nominalną przy 14 m/s
• Turbina 2 startuje przy 3 m/s i osiąga moc nominalną przy 13 m/s
• Turbina 3 startuje przy 2 m/s i osiąga moc nominalną przy 11 m/s

Na pierwszy rzut oka poszczególne turbiny niewiele się różnią jednak różnice w współczynniku wykorzystania mocy i co za tym idzie uzysku energii są olbrzymie.
Dla danych z Okęcia:

• Turbina 1 osiągnie stopień wykorzystania mocy 15,78%
• Turbina 2 osiągnie stopień wykorzystania mocy 23,36%
• Turbina 3 osiągnie stopień wykorzystania mocy 32,38%

Turbina 3 dzięki temu, że startuje przy wietrze o 2m/s słabszym od turbiny 1 wyprodukuje 2 razy więcej energii.

Przy przeciętnych i słabych warunkach wietrzności szalenie istotne jest, aby turbina wiatrowa rozpoczynała pracę przy możliwie słabym wietrze.

Im turbina startuje przy słabszym wietrze tym lepiej zagospodarowuje zasoby energii wiatru, gdyż w analizowanych warunkach wietrzności turbina w zdecydowanej większości będzie pracować poniżej prędkości nominalnej.

Edycja
W nawiązaniu do komentarza

urealniając obliczenia i przesuwając moment startu poszczególnych turbin wyniki rzeczywiście są inne lecz proporcje bardzo podobne.

Jak oszacować uzysk energii elektrycznej z turbiny wiatrowej?

Zastanawiałem się ostatnio nad zasadnością instalacji turbiny wiatrowej. Aby rozpocząć jakiekolwiek analizy trzeba znać ilość energii produkowaną przez turbinę. I tu pojawia się problem. Jak oszacować ten uzysk?
Analizując temat natrafiłem na mnóstwo wzorów i porad bardziej i mniej skomplikowanych. Osobiście odradzam liczenie mocy w oparciu o energię wiatru, powierzchnię łopat i sprawność turbiny. Liczba założeń przyjmowanych w tym sposobie liczenia jest tak duża że trudno liczyć aby uzyskany wynik byłby gdzieś w okolicach poprawności po drugie producenci nie zawsze podają powierzchnię łopat.

W mojej ocenie znacznie poprawniej można wyliczyć uzysk energii z turbiny opierając się o charakterystykę mocy i rozkład Weibulla.

Charakterystyka mocy turbiny w funkcji prędkości wiatru pozwala określić jaką moc będzie uzyskiwać turbina przy danej prędkości.


Taką charakterystykę powinien udostępniać każdy producent jeżeli jej nie posiadamy możemy sami ją wyznaczyć.

Moc turbiny rośnie w przybliżeniu wykładniczo od prędkości rozruchu do prędkości nominalnej według wzoru f(v)=v^3 (w rzeczywistości końcówka wykresu jest nieco spłaszczona ale to można pominąć). Następnie od prędkości nominalnej do prędkości zatrzymania moc turbiny jest w przybliżeniu stała i równa mocy nominalnej.

Jeżeli prędkość wiatru byłaby każdego dnia powyżej prędkości nominalnej poniżej prędkości zatrzymania uzysk energii można byłoby wyliczyć jako iloczyn mocy turbiny i ilości godzin w roku. W rzeczywistości wieje jednak znacznie słabiej. Czasem tak słabo że turbina nawet nie wystartuje a najczęściej tak że turbina pracuje z częściom mocy nominalnej.

Posiadając średnią roczną prędkość wiatru można oszacować jej zmienność korzystając z rozkładu Weibulla.

Rozkładu Weibulla jest pojęciem z zakresu prawdopodobieństwa i w energetyce wiatrowej odpowiada na pytanie Z jakim prawdopodobieństwem wystąpi wiatr o prędkości v1,v2,v3,v4,…vn jeżeli średnia roczna to vx


Przykładowy rozkładu Weibulla zrobiony na potrzeby tej analizy w Excelu dla średniej prędkości wiatru 7m/s
Prawdopodobieństwo wystąpienia danej prędkości wiatru przy pomocy rozkładu Weibulla można wyliczyć ze wzoru:

 gdzie:
X = prędkość wiatru
C= średnia prędkość
K – parametr kształtu przyjąć 3
Choć wzór wygląda skomplikowanie po wklepaniu do excela można łatwo i szybko wyliczyć prawdopodobieństwo.
Znając średnią prędkość wiatru np. z IMGW liczymy prawdopodobieństwo dla prędkości od v rozruch turbiny do V zatrzymania, Z charakterystyki odczytujemy lub wyliczamy procent mocy nominalnej przy danej prędkości wiatru. Mnożymy prawdopodobieństwo dla danej prędkości wiatru razy procent mocy nominalnej przy danej prędkości wiatru. Na koniec sumujemy prawdopodobieństwa skorygowane o moc i wyliczamy wskaźnik wykorzystania mocy turbiny.

W tym przykładzie przy średniej prędkości wiatru 7m/s i turbinie startującej przy 3m/s i osiągającej moc nominalna przy 14m/s wskaźnik wykorzystania wyniósł 33% czyli uzysk mocy będzie wynosił 0.33*365*24*2,5kW = 7227kWh/rok

Dlaczego senator postawił wiatrak –zły system wsparcia OZE niekończąca się historia.

Śledząc politykę przed świętami w mediach zagościła informacja na temat inwestycji senatora z Podhala w wiatraki. Choć głównym wątkiem tego tematu były inne kwestie dla mnie istotne jest, dlaczego senator zainteresowany jest inwestycją w odnawialne źródła energii?

Myślę, że odpowiedz na to pytanie może dać ten wywiad. (link podesłał czytelnik bloga a źródłem jest AmazingVictory.com)

Jak Zarabiać 3 Miliony Złotych Rocznie na Energii Odnawialnej from Michal Sobczyk on Vimeo.

Jak widać inwestycja w energię wiatrową dzięki obecnemu stanu prawnemu to doskonały interes. Doskonały nie tylko dlatego, że już po kilku latach generuje milionowe zyski, lecz co ważniejsze nie generuje praktycznie żadnego ryzyka. Prawo gwarantuje zakup energii oraz jej cenę. Główne niewiadome w normalnym biznesie w przypadku energii wiatrowej są wiadome. I to jest główna przyczyna takiego bumu wniosków o przyłączenie nowych mocy OZE. W obecnym modelu wsparcia OZE głównym problemem oprócz wysokich kosztów wsparcia produkcji czystej energii, którą przecież ponoszą wszyscy konsumenci jest także rozwój przeciętnych i słabych projektów zamiast bardziej ambitnych.

Musimy sobie uświadomić, że rozwój energetyki odnawialnej nie kreuje wolny rynek, rozwój determinowany jest poprzez system wsparcia. Jeżeli za każdą MWh zielonej energii będziemy płacić tyle samo to trudno wymagać, aby inwestorzy angażowali się w ambitne i kosztowne projekty wnoszące jakąś istotną wartość w rozwój infrastruktury i technologii OZE. Dla inwestora istotny jest zysk i nie ma w tym nic złego. Inwestują oni w projekty, które są możliwie najtańsze i jednocześnie dające zadowalający zysk. Z tej prostej przyczyny w Polsce trudno dopatrzeć się wielu ambitnych projektów z energetyki wiatrowej a zazwyczaj siłownie instaluje się wszędzie tam gdzie tylko da się je przyłączyć i wieje na tyle, aby dało się zarobić.

Tu dochodzimy do systemu wsparcia, który powinien premiować rozwiązanie innowacyjne i możliwie najtańsze dla konsumenta. A nie jedynie zapewniać możliwość robienia łatwego interesu.

Polska walka z wiatrakami - przyczyny

Ostatnio w mediach pojawiała się wiadomość mówiąca o inicjatywie posłów PIS którzy chcących ograniczeń w budowie turbin wiatrowych. W źródłach można przeczytać że przeciwko farmom wiatrowym protestują coraz częściej lokalni mieszkańcy - Dlaczego?

Jak zwykle przy tej okazji z obu stron jest sporo populizmu i gry na emocjach. Trzeba jasno powiedzieć że turbiny wiatrowe nie są bezwzględnymi zabójcami ptaków a infra dźwięki nie słyszalne dla ludzi nie są przyczyną wielu chorób. Tego rodzaju mity trafiają w polsce na podatny grunt i bez weryfikacji są ciągle powtarzane. W tym przypadku weryfikacja jest bardzo istotna gdyż wśród mitów i przesądów jest wiele rzeczowych obaw które zachodzą na drugi plan. Osobiście dla mnie skandalem jest prawo które pozwala zbudować farmę wiatrową 500 m od zabudowań. Ten kto określił ten limit nigdy chyba nie widział farmy wiatrowej na żywo.

Farma wiatrowa za domem w odległości 500 m to dla mieszkańców taki codzienny widok jak na zdjęciu powyżej. I trzeba przyznać że długotrwałe przebywanie w tak bliskiej odległości ciągle wirujących metalowych szkieletów jest bardzo nurzając z uwagi na dźwięk oraz ciągłe miotające refleksy słoneczne. Jeżeli ktoś chciałby zbudować coś takiego zaraz za moim domem to nawet ja jako zwolennik zielonej energii bym protestował.

Jest tu jeszcze jedna strona medalu. Farmy wiatrowe w polsce budowane są przez duże koncerny które zarabiają na nich krocie. Na niezły zysk mogą liczyć także lokalne samorządy które w przypadku takiej farmy inkasują podatki od nieruchomości. Dla lokalnych mieszkańców zostaje jedynie oszpecony krajobraz oraz satysfakcja że mają czystszą energię w gniazdku za którą oczywiści ekstra (zielone certyfikaty) zapłacą.

W mojej ocenie taka sytuacja nie powinna być akceptowalna i inwestor powinien być zobowiązany budować farmy wiatrowe w takiej odległości aby swoją pracą nie zakłócały one życia mieszkańców trudno tu generalizować czy ma to być kilometr dwa czy trzy wszystko zależy przecież od wielkości i rodzaju farmy albo powinien wypłacać za szkody stosowne odszkodowanie.

Jest jeszcze trzecia możliwość w której to lokalni mieszkańcy inwestują lub partycypują w inwestycji w farmy wiatrowe. Takie rozwiązanie jest np w Dani gdzie rolnicy czy grupy rolników mają swoje udziały w turbinach budowanych na ich polach. Co miesięczne czeki zamiast rachunków za prąd sprawiają że nawet widok wirującej i świszczącej turbiny za domem staje się przyjemny.

Dlaczego nikt nie zmieni chorego systemu?

Dziś energetyka.wnp.pl uraczył nas informacją z PSE mówiącą o ogromnej nadpodaży wniosków o przyłączenie farm wiatrowych do sieci. Do tej pory warunki przyłączenia zostały wydane już dla 12.5 GW mocy wiatraków. Na rozpatrzenia czeka jeszcze 53 GW. Odnosząc te liczby do polskiego zapotrzebowania na energię 10.5 - 25 GW czyniłoby z nas potęgę OZE, którą nie będziemy, gdyż do obecnego systemu nie da się przyłączyć nawet ułamka z tej mocy.

Problem nie jest nowy cztery miesiące temu też był poruszany na bym blogu jednak od tej pory niewiele się zmieniło. Lawina wniosków jest pochodną złego wsparcia OZE. Obecna polityka oparta o system zielonych certyfikatów zakłada płacenie dużo i po równo za każdą „zieloną” energię. Zapomniano jednak zupełnie zadbać o rozwój sieci i możliwości przyłączenia źródeł, które oficjalnie się wspiera. Sytuacja jest o tyle kuriozalna, że odpowiedzią ministerstwa na lawinę wniosków o przyłączenie jest zwiększenia kosztów inwestycji poprzez wprowadzenie np. zaliczek w wysokości 30 zł za każdy kilowat mocy przyłączeniowej. Meritum problemu nie jest brak regulacji, lecz kompletnie złe założenia systemu wsparcia. W tej sytuacji rzucanie kłód pod nogi potencjalnych inwestorów niewiele da. Choć pisałem to o tym wielokrotnie podkreślę to jeszcze raz. Rozwój OZE będzie możliwy, gdy:

• - wsparcie zostanie równomiernie i proporcjonalnie rozłożone na rozwój sieci, zabezpieczenie mocy i wytwarzanie energii z OZE
• - wysokość wsparcia zostanie sprowadzona do poziomu rzeczywistych kosztów wytwarzania energii z danego źródła
• - o wyborze inwestora będzie decydować cena i jakość a nie obrotność menadżera w załatwianiu zezwoleń

Kite Gen - latawiec do produkcji energii elektrycznej

Już w zeszłym roku pisałem o innowacyjnym pomyśle zagospodarowania energii wiatru z wykorzystaniem latawca. Od tego czasu wokół pomysłu powstała firma Kite Gen Research która wdraża tej innowacyjny pomysł.



Choć koncepcja wydaje się futurystyczna jeżeli uda się ją wprowadzić może zrewolucjonizować pozyskiwanie energii z wiatru. Podstawową zaletą tego rozwiązania jest możliwość sięgnięcia po zasoby wiatru znacznie powyżej obecnie stosowanych turbin wiatrowych. W przedstawionej wersji koncepcyjnej jest mowa o wysokości 1 km a zdaniem przedstawicieli firmy możliwe będzie sięgnięcie po zasoby na 10km i wyżej. Powszechną wiedzą jest że prędkość wiatru rośnie wraz z wysokością. Wg danych Kite Gen Research średnia prędkość wiatru na 10m wynosi 3,3m/s co daje 22 W/m2 na 80m czyli wysokości na której operują konwencjonalne turbiny średnia prędkość to 4,6m/s, 58W/m2. Turbina zbudowana na bazie latawca operująca na wysokości 800m miałaby do dyspozycji prędkość 7,2m/s i moc 205W/m2. Sięganie do zasobów wiatru na tak dużych wysokościach sprawia że ten rodzaj energii odnawialnej byłby dostępny praktycznie w każdym zakątku świata. Należy dodać że w raz ze wzrostem wysokości nie rośnie tylko średnia prędkość wiatru, lecz także liczba godzin wietrznych oraz stabilność prędkości wiatru.

Kolejna zasadniczą zaletą wykorzystania latawców jest redukcja masy konstrukcji a co za tym idzie redukcja kosztów,produkcji, transportu, instalacji i poprawa EROEI. Jak szacuje firma Kite Gen ich koncepcyjny projekt farmy wiatrowej o mocy 100MW operujący na wysokości 1000m osiąknąłby koszt produkcji energii na poziomie 0.03euro/kWh ok 12gr/kWh. Choć nie są to dane zweryfikowane przez niezależne zewnętrzne wyliczenia, trzeba do nich podchodzić z rezerwą jednak pokazują niezwykły potencjał tej ciekawej technologii.

Strona projektu
http://www.kitegen.com/en/

Energetyka wiatrowa czas na zmiany.

Chyba wszystkim energetyka wiatrowa kojarzy się z czymś takim?


Gran Canaria wschodnie wybrzeże

Osobiście jestem bardzo sceptycznie nastawiony do pomysłów stawiana turbin wiatrowych wszędzie gdzie tylko wieje wiatr. Jadąc nad morze nie zawsze chcę oglądać ciągnące się kilometrami farmy wiatrowe.

Z drugiej strony zdaję sobie sprawę z potencjału, jaki ma energetyka wiatrowa w Polsce i na Świece. Jest łatwa i stosunkowo tania w pozyskaniu. Dlatego jeszcze przez długie dziesięciolecia będzie odgrywać znaczącą rolę w odnawialnych źródłach energii.


W takim razie czy nie możemy zmienić oblicza energetyki wiatrowej na bardziej efektywny oraz przyjazny dla krajobrazu.

Jednym z ciekawszych projektów, z jakimi się spotkałem to FloDesign. Firma związana z przemysłem lotniczym opracowała turbinę, która jest wstanie przekroczyć teoretyczny 59% limit konwersji energii wiatru na energię mechaniczną wirnika. Dodatkowo innowacyjny szybkoobrotowy wirnik może pracować w znacznie szerszym paśmie prędkości wiatru, dzięki czemu możliwe jest zagospodarowanie zarówno zbyt wolnego dla tradycyjnej turbiny jak również zbyt silnego wiatru.




Kolejnym ciekawy pomysł zaprezentowali francuscy architekci Nicola Delon i Julien Choppin, oraz inżynier Raphaël Ménard. Pomysł genialny w swej prostocie polega na zaadoptowaniu istniejących słupów wysokiego napięcia na wierze dla turbin wiatrowych. Skoro te konstrukcje i tak stoją i szpecą krajobraz to należy wykorzystać je jak najbardziej efektywnie.




Jeżeli chodzi i nowatorstwo w mojej ocenie najdalej idzie pomysł o nazwie laddermill z uniwersytetu Delft w Holandii. Projekt polega na wykorzystaniu dużych latawców do napędzania generatora. Jako miłośnik kitesurfingu nie raz miałem okazję się przekonać jak dużą moc potrafi mieć kilkunasto metrowy kite. Holendrzy obliczyli że 10m2 latawca jest w stanie generować 50kW mocy. Zestaw specjalnie przygotowanych latawców nazywanych kiteplanes operujący na wysokości 1 km byłby w stanie osiągać moc 100MW, czyli tyle co duża farma wiatrowa zajmująca wiele hektarów.



Pomysł wydaje mi się niezwykle ciekawy w uwagi na:
- niskie koszty budowy
- łatwy i tani montaż
- małe zużycie terenu
- sięgniecie po zasoby energii wiatrowej na dużych wysokościach gdzie prędkość wiatru jest znacznie wyższa i bardziej stabilna.




Jestem przekonany, że w sposobach pozyskiwania energii odnawialnej czeka nas jeszcze wiele ciekawych rozwiązań