1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer

Energija vetra

Energija vetra je energija koja potiče od snage vetra, mada je to u stvari energija Sunca i okarakterisana je kao obnovljiv izvor energije. Predstavlja konvencionalan obnovljivi izvor energije, koji se vekovima koristi za dobijanje mehaničke, a u novije vreme i električne energije. Međutim, proizvodnja električne energije iz energije vetra u većim količinama počela je tek posle naftne krize 1973.

ISTORIJA

Ljudi koriste energiju vetra barem 5500 godina, na primer, čamac sa jedrima koristi se barem 5000 godina, a arhitekte su koristili vetar za prirodne ventilacije još u antičko doba. Korišćenje vetra za obezbeđivanje mehaničke energije došlo je kasnije u antici.

U staroj Persiji, vetrenjače sa vertikalnom osovinom, napola zatvorene (tako da vetar potiskuje samo jednu polovinu rotora) i ravnim „jedrima“ koriste se bar od 200. godine nove ere.

Praktične vetrenjače slične konstrukcije napravljene su u Avganistanu u 7. veku. Sa Bliskog istoka, ideja se proširila do Evrope i vetrenjače za mlevenje zrna u brašno ili pumpanje vode zabeležene su u 12. veku u Engleskoj i Holandiji.

Do 19. vijeka vetrenjače su rasprostranjene po čitavoj Evropi i donesene su i u Severnu Ameriku.

Krajem 19. veka energija vetra počela je da se koristi i za proizvodnju električne energije, ali uglavnom u malim lokalnim postrojenjima, sve do naftne krize 1973. Posle krize, u velikom broju zemalja dolazi do užurbane aktivnosti za iskorištenje energije vetra za proizvodnju struje. Sa usponima i padovima, uglavnom u vezi sa rastom i padom cena nafte, razvoj se naročito ubrzava posle 2000. godine.

RAZVOJNE MOGUĆNOSTI

Energija vetra pruža velike mogućnosti za dalji razvoj. Pri kraju 2007. svetski kapacitet elektrana na vetar je 94 GW, ali to je i dalje samo 1% od ukupne proizvodnje električne energije. Zemlje koje vode u proizvodnji su Danska, gde 19% ukupne proizvodnje električne energije dolazi od vetra, Španija i Portugalija, 9%, a Nemačka i Irska, 6%.

Vremena se ipak menjaju. Proizvodnja električne energije iz vetra povećala se pet puta od 2000. do 2007.

Proizvodnja je zasad profitabilna i po ceni konkurentna u odnosu na energiju dobijenu iz hidropotencijala, termoelektrana i u odnosu na nuklearnu energiju, samo u krajevima sa većim brzinama vetra, kao na obali mora i slično. Međutim, sa rastom cena konvencionalnih energenata i sa padom cena turbina na vetar, očekuje se promenjen odnos u budućnosti.

VETROGENERATOR

Energija vetra je kinetička energija koju poseduje vazduh koji struji. Količina energije uglavnom zavisi od brzine vetra, ali je takođe u manjoj meri zavisna od gustine vazduha, na koju utiče temperatura, pritisak vazduha i visina.

Vetroturbina je mašina za konverziju kinetičke energije vetra u mehaničku energiju. Ako se mehanička energija koristi direktno u mašinama, kao što su pumpe ili mašine za mlevenje žitarica, reč je o mlinovima na vetar, a ako se mehanička energija pretvara u električnu, reč je o vetrogeneratorima.

Kod vetrogeneratora, snaga izlazne energije dramatično raste sa porastom brzine vetra. Zbog toga je većina najisplativijih vetrogeneratora locirana u vetrovitim oblastima. Na brzinu vetra utiče konfiguracija terena, pa se zbog toga vetrogeneratori podižu na visokim tornjevima.

Vetrogeneratori proizvode obično 40 odsto od nominalne snage, ali pri optimalnim vetrovima taj procenat se može popeti i do 60 odsto.

Vetroturbine se mogu podeliti u dva tipa, po osnovu ose oko koje se turbina okreće. Najčešće se koriste horizontalne turbine. Danas su najrasprostranjeniji vetrogeneratori sa elisom od tri krila, snage od 1kw do 6 MW. Kod ovih vetrogeneratora prenosni sistem – reduktor i sam električni generator nalaze se na vrhu nosećeg tornja. Cela konstrukcija se, pomoću senzora pravca vetra i servo-motora pokreće tako da je elisa uvek okrenuta normalno na pravac duvanja vetra. Najsloženiji deo je menjačka kutija koja pretvara lagano i neujednačeno kretanje elise u brze okrete generatora slične učestalosti.

PREDNOSTI I MANE VETROGENERATORA

Prednosti su te što je vetar slobodan i obnovljiv izvor energije, a farme vetrogeneratora ne troše nikakvo gorivo. Pri proizvodnji struje vetrogeneratorima, nema nikakvih otpadaka, niti se stvaraju emisije štetnih gasova. Površine pokrivene ovim uređajima mogu normalno da se koriste u poljoprivredi. Farme vetrogeneratora su dobar način da se od mreže udaljeni potrošači snabdevaju električnom energijom.

Mane mogu biti te što vetar može biti neujednačen i nema ga uvek, pa tada vetrogeneratori ili ne rade ili daju manju snagu. Najpogodnija mesta su obično na obalama mora i reka ili u planinama, pa je u prvom slučaju zakup zemlje skup, a u drugom je povećano ulaganje u izgradnju. Ima ljudi koji smatraju da pokrivanje terena vetrenjačama narušava izgled predela, mogu da predstavljaju opasnost za ptice, posebno ako su podignuti na pravcima njihovih seoba, a rad vetrogeneratora može da ometa prijem televizijskog signala.

RAD

Na snagu vetra utiču hrapavost tla, prirodne ili veštačke prepreke i orografija. Rad vetrogeneratora može se bitno uvećati ukoliko se locira između dve prepreke ili dve planinske padine (tunel efekat). Povećanja brzine mogu biti i preko 30 odsto u odnosu na okolinu. Jedan od uobičajenih lociranja vtrogeneratora je na vrhovima brda, gde se povećavaju gustina i brzina vazduha koji struji.

Efikasnost rada zavisi od srednje brzine vetra i učestalosti. Usled diskontinuiteta prirode vetra, stepen iskorišćenja vetrogeneratora je niži nego kod konvencionalnih elektrana i kreće se između 20 i 40 odsto u odnosu na instaliranu snagu. Vetar jako varira, pri čemu se promene brzine javljaju i usled promene godišnjih doba. U našim uslovima vetrovi su najjači zimi, tada je najveća potrošnja električne energije, pa vetrogeneratori mogu da služe kao vršni kapaciteti.

Značajni parametri za proizvodnju električne energije su brzina vetra, opredeljujući pravac, učestanost brzine, učestanost tišine, gustina vazduha. Tipična varijacija vetra obično se opisuje Weibull-ovom distribucijom. Sabiranjem svake brzine pomnožene sa verovatnoćom njenog pojavljivanja, dobija se srednja brzina u posmatranom periodu.


Izvori: Vikipedija – slobodna enciklopedija, i tekst domaćeg vodećeg stručnjaka u vetroenergetici prof.dr Marka Popovića.

Studije