Jednak duży może więcej

Wiatrak nowej generacji 

Źródło pochodzenia:  https://www.thewindpower.net/store_manufacturer_turbine_en.php?id_type=7  

Zestawione na wykresie dane o osiąganych przez wiatraki mocach przy rosnących prędkościach wiatru, wskazują na istotny postęp techniczny w budowie wiatraka o największej mocy 4500 kW w stosunku do czterech innych wiatraków starszej generacji. W tabeli na górze podane są osiągane moce przy prędkościach wiatru co 0,5 m/s. Osoby zainteresowane mogą tę grafikę zobaczyć w całej krasie pod wskazanym adresem lub w mojej poprzedniej notce. Najważniejsze dane liczbowe przedstawiam w powiększeniu:

W rozwiązaniu tym uzyskano zmniejszenie pracy wejścia z 3,5 m/s do 2 m/s. Przyrost mocy przy małych prędkościach jest większy od ilorazu mocy znamionowych porównywanych wiatraków. Moc znamionową 4500 kW wiatrak uzyskuje przy mniejszych prędkościach wiatru od wiatraków porównywanych. Można to sprawdzić obliczając moc uzyskiwaną przy wiatrach wiejących z prędkością 10 m/s (od góry): 69%, 84%, 70%, 68%, 57%. Z wykresu widzimy, że maksymalną moc wiatrak Gamesa 4500 utrzymuje w przedziale prędkości wiatru od 12 do 18 m/s. Po przekroczeniu prędkości 18 m/s wiatrak traci moc liniowo do chwili wyłączenia przy prędkości wiatru 22 m/s i mocy 2725 kW, ograniczając tym samym ilość energii śmieciowej w okresach zwiększonej podaży. 

Wyniki mojej pracy nad danymi o pracy wiatraków w Polsce

Opracowywanie danych rozpoczęłam pod koniec roku 2017, równolegle z ukazaniem się bazy danych dostępnych Online na stronach PSE. Od początku usiłowałam wyskalować pracę wiatraków prędkościami  wiatru, co możemy zobaczyć na grafice sporządzonej w dniu 24 stycznia 2018 r. [Pisanie notki w rocznicę wykonania tej grafiki jest zupełnie przypadkowe]. Przypominam ten rysunek ze względu na podobieństwo danych dotyczących osiąganych mocy przez wiatrak 2 MW w zależności od prędkości wiatru (przy 10 m/s 1341 i 1355 kW). 

Po roku przyszła pora na wykorzystanie wniosków z całego zestawu danych o generacji energii wiatrowej w Polsce dotyczących oceny średnich prędkości wiatrów, by na tej podstawie móc przewidywać korzyści z instalowania wiatraków nowej generacji. .

 Pierwszym krokiem do tego celu było "przetłumaczenie" uporządkowanych danych o średniej mocy godzinowej na  uzyskiwaną moc wyrażoną w procentach  mocy zainstalowanej. Obie skale opracowane dla danych rocznych zamienione są na skale w %. W procentach czasu rocznego i w procentach maksymalnej mocy użytkowej zarejestrowanej w roku 2018. Jest to moja kamienista droga do wyrobienia sobie zdania o polskich warunkach dla energetyki wiatrowej. Z wykresu tego każdy może oszacować prawdopodobieństwa występowania prędkości wiatrów od najczęstszych minimalnych do maksymalnych, które należą do rzadkości. 

Na kolejnej rycinie pochodnej, w miejsce skali procentowej mocy użytecznej, wstawiłam kilka danych o prędkościach wiatru odczytanych z charakterystyk wiatraka 2 MW. Są to prawdopodobnie najpopularniejsze wiatraki w Polsce. Brak danych rzeczywistych z pracy wiatraków pojedynczych i farm wiatrowych trzeba czymś zastąpić. 

W ten sposób zbliżamy się do wykonania kolejnych grafik zawierających przewidywanie średniej mocy godzinowej w ciągu całego roku eksploatacji nowoczesnego wiatraka o mocy znamionowej 4,5 MW. Czy jest ktoś chętny do takiej pracy? 

Oto ćwiartkowe prawdopodobieństwa prędkości wiatru w m/s odczytane z ostatniego obrazka:

• Przez 1/4 czasu 2190 godzin wiatry wieją z prędkością od zera do około 5 m/s
• Przez 1/2 czasu 4380 godz. wiatry wieją z prędkością od zera do około 6,5 m/s
• Przez 3/4 czasu 6570 godz. wiatry wieją z prędkością od zera do około 8 m/s
• Na wiatry wiejące z prędkością powyżej 9 m/s przypada tylko kilkanaście procent czasu w ciągu roku, tj. około 1500 godzin. 

Proszę pamiętać, że przetwarzanie jednych danych na inne jest zawsze obarczone błędem. Jeśli chce się mieć własny pogląd na sprawy, które uważa się za ważne, nie można łatwo rezygnować z poszukiwań sposobu przekonującego samego siebie. Będąc samemu przekonanym, łatwiej przekonać do swoich wniosków innych. 

Decyzje o wdrażaniu OZE w Unii podejmowano na bardzo słabych materiałach 

Mapa pierwsza prezentuje optymistyczne lub pesymistyczne podejście do OZE w krajach członkowskich. 

To samo dotyczyło Polski. Przedstawiony fragment europejskiej mapy zasobów energii wiatrowej dla Polski był już u mnie omawiany. Zimne kolory odpowiadają dużej zasobności, rzędu 3000 h/rok a czerwone zasobność sześć razy niższą, rzędu 500 h/rok. Polska wygląda tu bardzo kiepsko. Nasz kraj prezentuje się znacznie lepiej na lingwistycznej mapie wykonanej w Polsce [źródło]. 

Na tej mapie prawie cała Polska ma warunki korzystne, z odbiciem w górę, ku wybitnie i bardzo korzystnych oraz w dół, ku mało korzystnym i niekorzystnym. Tych ostatnich jest najmniej, co świadczy o odwróceniu opinii na temat perspektyw energetycznych wiatru w Polsce o 180 stopni.

Na prezentowanych mapach znalezionych w sieci nie ma prędkości wiatrów. Pierwsza mapa ma wymiar wydajności wiatraków znanych w okresie jej opracowywania w warunkach poznanych z badań meteorologicznych. Druga opracowana przez meteorologów zachęca do stawiania wiatraków bez oceny ich wydajności, dlatego nazwałam ją lingwistyczną.

Korzystnymi obszarami na obu mapach jest wybrzeże Bałtyku. Nie oceniono na tych mapach potencjału energii wiatrowej na wodach Bałtyku, który obecnie jest uważany za priorytetowy do lokalizowania farm wiatrowych. 

Wniosek wynikający z oglądu spraw poruszonych w notce:

Wiatraki nowej generacji mogą wyrównać dostawy energii w czasie (rok, sezon, miesiąc). Opracowane wyżej dane można poddać nowej analizie by uzyskać obraz dostaw energii wiatrowej w dalszej przyszłości. Pamiętajmy o wzrostach kosztów zarządzania sieciami obciążonymi nieregularnymi dostawami energii.