Czym właściwie jest energia wiatru i jak ją wykorzystujemy?

Czym właściwie jest energia wiatru i jak ją wykorzystujemy?

Energia wiatru to jeden z najbardziej perspektywicznych odnawialnych źródeł energii, którego znaczenie stale rośnie w globalnym miksie energetycznym. Jest to energia pozyskiwana z ruchu mas powietrza, powstającego na skutek różnic temperatur w atmosferze [4].

Podstawy energii wiatrowej – jak powstaje i co ją napędza?

Energia wiatru powstaje w wyniku naturalnych procesów atmosferycznych. Nierównomierne nagrzewanie powierzchni Ziemi przez Słońce prowadzi do powstawania różnic temperatur między masami powietrza, co z kolei wywołuje ich ruch [4]. Ten naturalny proces jest podstawą działania wszystkich systemów wykorzystujących energię wiatrową.

W Polsce warunki do wykorzystania energii wiatrowej są szczególnie korzystne – aż 2/3 powierzchni kraju charakteryzuje się odpowiednimi parametrami wiatrowymi. Co ciekawe, nasze warunki są porównywalne z niemieckimi, choć paradoksalnie poziom wykorzystania tej energii pozostaje jednym z najniższych w Unii Europejskiej [2].

Technologia przetwarzania energii wiatru

Turbiny wiatrowe stanowią serce systemu konwersji energii wiatru na elektryczność. Ich konstrukcja opiera się na trzech kluczowych elementach:
– łopatach przechwytujących energię wiatru
– wale przenoszącym ruch obrotowy
– generatorze przekształcającym energię mechaniczną w elektryczną [1]

Proces konwersji energii rozpoczyna się, gdy wiatr o prędkości minimum 2-4 m/s napiera na łopaty turbiny. Dla bezpieczeństwa instalacji, maksymalna dopuszczalna prędkość wiatru nie powinna przekraczać 25 m/s [2].

Rodzaje instalacji wiatrowych i ich zastosowanie

Współczesne instalacje wiatrowe możemy podzielić na dwie główne kategorie:
1. Małe elektrownie przydomowe – dedykowane pojedynczym gospodarstwom
2. Duże farmy wiatrowe – o mocy sięgającej nawet 50 MW [2][3]

Nowoczesne turbiny charakteryzują się coraz wyższą wydajnością i niezawodnością. Postęp technologiczny pozwala na efektywne wykorzystanie energii wiatru nawet przy niższych prędkościach [3].

Proces wytwarzania energii elektrycznej

Mechanizm produkcji prądu w turbinie wiatrowej opiera się na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Energia kinetyczna wiatru jest najpierw zamieniana na energię mechaniczną wirnika, a następnie – poprzez generator – na energię elektryczną [1][4].

To właśnie zaawansowana konstrukcja współczesnych turbin, składających się z precyzyjnie zaprojektowanych łopat, wału i generatora, umożliwia efektywne przechwytywanie energii wiatru i jej konwersję na użyteczną formę energii elektrycznej [1][3].

Źródła:
[1] http://zs9elektronik.pl/inne/karolina/podr_3_energia_wiatrowa.pdf
[2] https://www.enis.pl/energia-wiatrowa.html
[3] https://www.gramwzielone.pl/energia-wiatrowa/20204342/energia-z-wiatru-czyli-nowy-trend-w-polskiej-energetyce
[4] https://zielonestrefy.pl/zielone-strefy/odnawialne-zrodla-energii/energia-wiatru/