Google

Lokalizacja elektrowni wiatrowej

Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe . W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g. (nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s. Gdzie występują takie warunki?

Klasy szorstkości terenu

Prędkość wiatru zależy od wysokości (średnia prędkość wiatru rośnie wraz z wysokością względem powierzchni ziemi) i od szorstkości terenu, o szorstkości zaś decydują rzeźba powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy zabudowania. Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki do budowy elektrowni. Na terenach klasy 4 produktywność farmy wiatrowej spada nawet o ponad 50%, zaś najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których regularnie występują wiatry o dużej sile. Elektrowni wiatrowych nie należy za to lokalizować w górskich dolinach i kotlinach. W Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju, dużym potencjałem energii wiatru dysponują też górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny.

Szorstkość terenu ma wpływ na prędkość wiatru do wysokości jednego kilometra nad poziomem ziemi i w promieniu 20 km. Dlatego ważne jest, by elektrownie wiatrowe lokalizować odpowiednio daleko od przeszkód terenowych. Ze względu na hałas, emitowany przez turbiny wiatrowe minimalna odległość między farmą wiatrową a domami mieszkalnymi powinna wynosić 500 m, z kolei z uwagi na produktywność elektrowni, dystans minimum 3000 m powinien dzielić jej zachodnią i południowo-zachodnią stronę od lasów i wysokiej zabudowy.

Charakterystyka klas szorstkości terenu

Klasa
szorstkości

Energia
[%]

Rodzaj terenu

0

100

powierzchnia wody

0,5

73

teren całkowicie otwarty, np. łąka, betonowe lotnisko

1

52

pola uprawne z niskimi pojedynczymi zabudowaniami,
tereny lekko pofalowane

1,5

45

pola uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8 metrowymi żywopłotami oddalonymi od siebie o około 1250 m

2

39

pola uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8 metrowymi żywopłotami oddalonymi od siebie o około 500 m

2,5

31

pola uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8 metrowymi żywopłotami oddalonymi od siebie o około 250 m

3

24

wioski, miasteczka, pola uprawne z licznymi żywopłotami,
lasy, tereny pofałdowane

3,5

18

duże miasta z wysokimi budynkami

4

13

bardzo duże miasta z wysokimi budynkami i drapaczami chmur


Ważna jest lokalizacja farmy wiatrowej w terenie, ważne jest też usytuowanie turbin wiatrowych względem kierunku wiatru i względem siebie. By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić od 5 do 8 średnic wirnika turbiny – zbyt blisko siebie ustawione turbiny pozbawiają się nawzajem energii.

Wybór lokalizacji

Oceny warunków wiatrowych, panujących na danym terenie dokonuje się na podstawie co najmniej rocznych badań wiatru, prowadzonych przy użyciu 40- lub 50-metrowych zestawów pomiarowych, wyposażonych w trzy czujniki prędkości i w dwa czujniki kierunku. W przypadku masztów 50-metrowych prędkość wiatru mierzy się na wysokości 50, 40 i 30 m. Innym sposobem oszacowania zasobów energii wiatru jest wykorzystanie danych, zebranych przez lokalną stację meteorologiczną – jeśli taka istnieje w pobliżu planowanej elektrowni wiatrowej. Poza tym można się też posłużyć mapami i zdjęciami lotniczymi.

By można było uruchomić elektrownię wiatrową niezbędne są nie tylko odpowiednie warunki wiatrowe, na danym terenie musi istnieć także możliwość podłączenia do sieci energetycznej. Kwestię podłączenia do sieci można rozwiązać na dwa sposoby, bądź przez:

  • wykorzystanie linii średniego napięcia 15kV, co pozwala podłączyć turbinę bezpośrednio do linii, lecz uniemożliwia instalowanie mocy większych, niż 4-6 MW,
  • bądź też wykorzystując linię wysokiego napięcia 110kV, co umożliwia instalowanie większych mocy, lecz wiąże się z koniecznością budowy stacji przekaźnikowej GPZ 15kV/110kV. Z praktycznego punktu widzenia podłączenie do linii wysokiego napięcia jest opłacalne w przypadku parków wiatrowych o mocy ponad 12 MW.

Podsumowując wszystko, co do tej pory zostało powiedziane na temat warunków lokalizacji elektrowni wiatrowej, można stwierdzić, że idealną farmą wiatrową byłby zakład umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru. Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Farmy wiatrowe na morzu

Image

Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których znajduje się większa...

  • ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze wykorzystanie,
  • ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na budowę niższych wież,
  • ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
  • ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność budowy podwodnej sieci kablowej i undamentów oraz przetransportowania na morze personelu i sprzętu.

 

Źródła:

  • Odnawialne źródła energii jako element rozwoju lokalnego, EC BREC, 2003
  • www.elektrownie-wiatrowe.org.pl

Za pozycjonowanie tego serwisu odpowiada Sunrise System.

Copyright © 2007 - Biomasa | Realizacja: SoftTree.pl | Programowanie: Maszyna.pl