Energija vjetra

Vjetar kao OIE

U Hrvatskoj su za sada provedena dva veća projekta iskorištenja energije vjetra; prvi vjetropark u funkciji je na otoku Pagu, snage 5.95 MW te 11,2 MW instalirane snage na brdu Trtar-Krtolin kraj Šibenika. Predviđa se da ima stotinjak povoljnih lokacija u Hrvatskoj za iskorištenje energije vjetra.

U Republici Hrvatskoj u Zakonu o tržištu električne energije iz 2001. okvirno je navedeno kako energetski subjekt koji koristi obnovljive izvore energije može steći status povlaštenog proizvođača. Napravljeni su početni pomaci, ali, kao i dalje u svijetu, cijena proizvedenog kWh iz vjetroelektrane još uvijek nije konkurentna klasičnim elektranama. S godinama je za očekivati daljnje povećanje cijena proizvodnje električne energije iz klasičnih elektrana i smanjenje troškova proizvodnje vjetroelektrana, što znači da poticajna sredstva mogu biti i niža, a s vremenom i nepotrebna.

TIPOVI VJETRENJAČA

Vjetrenjača se sastoji od rotora, vratila i generatora te prema razlici u tim dijelovima postoje razne izvedbe.

vjetrenjača izbliza

Snage generatora kreću se od svega nekoliko vata do par MW. Najveća vjetrenjača danas (nije na slici), koja se trenutno postavlja u Njemačkoj, ima lopatice promjera 126m i snage preko 7 MW

Najčešće vjetrenjače, pogotovo za kućnu proizvodnju el. energije su one sa horizontalnom osi i dvije do tri lopatice ( na engleskom HAWT ili horizontal axis wind turbine). Eksperimentirano je i sa vjetrenjačama s jednom lopaticom i utegom, koje navodno imaju veću iskoristivost vjetrova manje brzine te su otporniji pr naletima jakog vjetra, no ovaj princip izrade vjetrenjača još nije bitnije zaživio. Po snazi se kreću od nekoliko vata za napajanje npr. uređaja za naplatu parkiranja uz kombinaciju sa FN modulom,, pa sve do vjetroparkova od par stotina MW. Razlikujemo male vjetrenjače do 30 kW ili čak s napretkom tehnologije se male vjetrenjače smatraju do 50 kW, srednje do 1500 kW te velike vjetrenjače do nekoliko MW. Najčešće komercijalne vjetrenjače su snage od 1 do 3 MW, a najveća do sada napravljena, tek stavljena u pogon u 2011. je snage 7 MW. Snaga vjetrenjača proporcionalna je promjeru rotora, a njen je toranj optimalno dva do tri puta viši od promjera lopatica. Minimalna brzina potrebna za pokretanje vjetrogeneratora je 2,7-3,5 m/s, za nominalnu snagu potrebno je 11-15 m/s. Maksimalna snaga ovisi o veličini vjetrenjače te se sa brzim tehnološkim razvojem svakodnevno povećava. Okvirno, maksimalna brzina vrtnje malih vjetrenjača je 30 m/s kada se lopatice zaustavljaju kako ne bi došlo do oštećenja, dok veće vjetrenjače imaju sisteme koji zakretanjem krila i/ili okretanjem cijelog sklopa omogućuju zaustavljanje lopatica bez mehaničkog kočenja.

Prednosti ‘offshore’ vjetroparkova su mogućnosti postavljanja većih generatora te jači vjetrovi.

 

PRAKTIČNI PROBLEMI

Od značajnijih praktičnih problema mogu se naglasiti:

Offshore wind parkpitanje prvenstva na lokaciju što uključuje i priključak na mrežu, pravo prvenstva za dobivanje statusa povlaštenog proizvođača, mehanizme osiguranja na relaciji prijenosna/distribucijska mreža – proizvođač, razne regulatorne rizike, Tu su i financijski tokovi i garancije, transparentnost financiranja, prenošenje prava/statusa povlaštenog proizvođača itd.

Uobičajeni način financiranja projekata izgradnje vjetroelektrana u svijetu je kombinacija vlastitog kapitala investitora i kredita poslovnih ili razvojnih banaka (npr. u omjeru 1:3), što bitno sužava prostor za domaće tvrtke.

Problem je također i kod naglih naleta vjetra kao primjerice jake bure što dovodi do kočenja generatora i nikako nije pogodno za optimalan rad vjetrenjače.

 

EKONOMIKA IZGRADNJE VJETROELEKTRANA

Faktori koju utječu na isplativost izgradnje vjetroelektrane su:

  • Prosječna brzina vjetra
  • Prodajna cijena el. energije
  • Cijena ostalih investicijskih troškova
  • Cijena vjetroturbine
  • Kamatna stopa
  • Održavanje i osiguranje
  • Gubici električne energije

Realna očekivana dobit od vjetroelektrana kreće se od 8 do 25%. Primjer rentabilnosti ovisno o uvjetima kreditiranja investicije te brzini i količini vjetra je sljedeći: Okvirno u RH, pri kreditima sa stopama 2, 4, i 6%, granica rentabilnosti nastupa kada je prosječna godišnja brzina vjetra 5.8, 6.1 i 7 m/s, tim redoslijedom.

KAKO DO PROCJENA

Karta energetskih potencijala vjetra može se dobiti na osnovu standardnih meteoroloških mjerenja, ali je neophodno oformiti i poligone sa specijalnim mjerenjima, na visokim stupovima koja se elektronski registriraju i obrađuju pomoću specijalnih i standardiziranih modela. Ovakva mjerenja služe, pored ostalog i za kalibraciju trodimenzionalnih matematičkih modela, jer daju realnu sliku o promjenama vjetra sa visinom. Jasno je da na lokacijama potencijalnih eolskih parkova treba raspolagati izmjerenom brzinom vjetra na visini osovine vjetrogeneratora, radi preciznog projektiranja. Karte se konstruiraju na bazi metodologije European Wind Atlas, lokalnih mjerenja vjetra na visini od 10 m i analize uvjeta “hrapavosti” tla. Na osnovu tih elemenata izračunava se brzina vjetra i raspoloživa energija na visini od 100 m. Povećanje raspoložive energije dobiva se ukoliko na dužoj trasi vjetar puše iznad vode. Kako se procjene raspoložive energije vjetra daju na nedovoljno detaljnim kartama, obično ne prikazuju manje teritorije sa jakim lokalnim vjetrovima. Takva područja, netipična za jake stalne vjetrove, su ravnice okružene planinama.