Prąd elektryczny z wiatru

Prąd elektryczny jest szczególną i rozpowszechnioną formą przekazywania energii. Jest łatwy w dystrybucji, przesyłaniu oraz przetwarzaniu na inne użyteczne formy energii, np. na energię cieplną lub mechaniczną.

Obecnie energetyka światowa oparta jest prawie w całości na eksploatacji paliw kopalnych. Należą do nich: węgiel, gaz ziemny, ropa naftowa, uran 235. Zasoby paliw kopalnych są jednak ograniczone.

W Polsce energetyka w 94% oparta jest głównie na spalaniu węgla i koksu. Proces spalania paliw organicznych wiąże się z wytwarzaniem szkodliwych tlenków siarki, węgla i azotu, a także pyłów i metali ciężkich. Zanieczyszczenia te powodują problemy ekologiczne przez zanieczyszczenie powietrza, wody i gleby. Chcąc ograniczyć emisję tych szkodliwych elementów należałoby ograniczyć spalanie węgla.

Cechą energii pozyskiwanej z wiatru jest „odnawialność” tego źródła energii oraz „czystość energetyczna”. Nie oznacza to jednak, że energię z tego rodzaju źródła można pozyskiwać w nieograniczonej ilości. Jest ona bowiem uzależniona od zasobów energetycznych wiatru.

Te zasoby energetyczne można określić w całym zakresie prędkości wiatru, uzyskując wartości zwane energią brutto lub też przyjmując dowolny próg prędkości wiatru. Do oceny zasobów energii wiatru w mezoskali powszechnie przyjęto użyteczną energię wiatru, która określona jest dolnym, minimalnym pułapem prędkości wynoszącym v = 4,0 [m/s].

Kolejnym etapem poznania zasobów energii wiatru jest ocena wietrzności wybranego w skali regionalnej miejsca z uwzględnieniem jego warunków terenowych, by uzyskane rzeczywiste wielkości zasobów energetycznych były jak najkorzystniejsze. Mapa stref energetycznych wiatru dla Polski została opracowana i jest dostępna w Instytucie Meteorologii i Gospodarki Wodnej. Mapa powstała na podstawie danych pomiarowych uzyskanych w latach 1971-2000. Wynika z nich, że najbardziej zasobnym pod względem wiatru obszarem Polski jest wybrzeże Bałtyku oraz skrawek północno-wschodniej Polski. W obszarze tym wieloletnia prędkość średnia wiatru jest zbliżona do v = 5,0 [m/s], a roczne prędkości średnie mogą przekraczać v = 6,0 [m/s].

W dalszej kolejności, pod względem wietrzności, lokują się obszary w środkowej Polsce, tworzące pas od Słubic do Warszawy oraz względnie wąski, rozciągnięty równoleżnikowo, pas w północnej Polsce. Obszarom tym prawdopodobnie można przypisać roczne prędkości średnie wiatru w przedziale v = 4,5 do 5,0 [m/s].

Trzecia strefa energetyczna wiatru obejmuje pozostały obszar środkowej i północnej Polski, z wyłączeniem Podlasia i części Mazur. Strefie tej można przypisać średnie roczne prędkości wiatru w przedziale v = 4,0 do 4,5 [m/s].

Ponieważ zakłada się, jak już wspomniano, że dla współczesnych konstrukcji elektrowni wiatrowych dolną, graniczną wartością średniej prędkości wiatru jest wartość v = 4,0 [m/s], można powiedzieć, że ponad połowa powierzchni Polski jest obszarem zdatnym do wykorzystania dla potrzeb elektroenergetyki wiatrowej. Z kolei koszty wytwarzania turbin wiatrowych obniżają się w szybkim tempie i w ciągu ostatnich dziesięciu lat spadły kilkakrotnie. Daje to szansę, że Polska również wkrótce dołączy do grona państw, w których następuje dynamiczny wzrost wykorzystania energii wiatru do wytwarzania energii elektrycznej.