Energija vjetra

Vjetar je horizontalna komponenta strujanja zraka prouzročena toplinskom razlikom, odnosno razlikom tlaka susjednih područja. U osnovi, vjetar pokreće Sunčevo zračenje. Procjenjuje se da Sunce zrači na Zemlju svakog sata energiju od 10 na 14 kWh, od čega se 1% do 2% pretvara u vjetar. Budući da se proces pokretanja vjetra nikada ne zaustavlja, vjetar je obnovljiv izvor energije. Globalna cirkulacija zraka na zemaljskoj kugli uspostavlja se jer Sunce zagrijava ekvator više od ostalih dijelova.Topao zrak nad ekvatorom diže se do visine od približno 10 km i kružno raspršuje pod utjecajem Coriolisove sile (zbog rotacije Zemlje), a hladan zrak popunjava nastale praznine, stvarajući na taj način stalne vjetrove (pasate,monsune). Stalni vjetrovi svojim puhanjem potiču kruženje vode u oceanima i formiraju morske struje.

Slika 15. Stalni vjetrovi

Osim globalne cirkulacije zraka, važne su i opće cirkulacije atmosfere kojima se izmjenjuju velike zračne mase između polarnih, umjerenih i suptropskih širina. Strujanje zraka nad nekim područjem, općenito, može biti uzrokovano:

•   primarnom cirkulacijom, zbog globalne raspodjele tlaka zraka (karakteristično za četiri godišnja doba)  

•   pokretnim   cirkulacijskim   sustavima  i   anticiklonima  koji  uzrokuju  lokalne  vjetrove  različitih značajki,

•  cirkulacijama srednjih i lokalnih razmjera koje nisu vidljive na sinoptičkim kartama, jer su

    uzrokovane razlikom tlaka nastalog zbog lokalnih značajki terena

Jačina i smjer vjetra procjenjuju se vizualno: jačina prema učincima vjetra na predmete u prirodi (treperenje lišća, njihanje grana, pokretanje valova na mirnoj vodi). Izražava se stupnjevima Beaufortove ljestvice. Smjer se određuje pomoću vjetrulje (označava se stranom svijeta odakle puše ). Brzina vjetra mjeri se anemometrom, a izražava se desetominutnim prosjekom.

Slika 16. Anemometar  

Brzina vjetra je veličina koja redovito oscilira oko neke vrijednosti u jedinici vremena, jer vjetar ne puše stalnom jačinom nego na mahove. Razlike oscilacija određuje više čimbenika: sinoptička situacija,  konfiguracija terena i prepreke. Brzina vjetra najčešće se smanjuje tijekom noći, jer su tada manje izražene temperaturne razlike. Noću su i rijeđe promjene smjera puhanja vjetra.Turbulenciju (vrtloženje) vjetra najčešće uzrokuju prepreke, koje smanjuju brzinu vjetra u smjeru puhanja vjetra. Na promjenu brzine vjetra lokalno može znatno utjecati konfiguracija terena.  Poznate su pojave «tunelskog efekta». Pojava kada se brzina vjetra povećava prolaskom kroz usjek u planinskom masivu, jer je znatno sužena površina prolaza. Pojava  «efekta vrha brda» nastaje kada se vjetar komprimira naletom na privjetrinsku stranu brda, što rezultira uzlaznim skretanjem uz povećanje brzine (HEP «Projekti vjetroelektrana u Hrvatskoj»).

ISKORIŠTAVANJE ENERGIJE VJETRA

Energija vjetra je oblik solarne energije, stvorena cirkulacijom u Zemljinoj atmosferi, kojoj je uzrok toplina Sunca. Ljudi su koristili energiju vjetra tisućama godina putem jedrenjaka ili vjetrenjača. Energija vjetra može biti korištena direktno ili može biti pretvorena u visokovrijednu, prilagodljivu i upotrebljivu energiju - električnu.

Slika 17. Usporedba plana Europske unije s trenutnim stanjem proizvodnje energije iz vjetra

Iskorištavanje energije vjetra je najbrže rastući segment proizvodnje energije iz obnovljivih izvora. Na Slici 17. prikazana je usporedba plana Europske unije s trenutnim stanjem proizvodnje energije iz vjetra. Prema sadašnjim pokazateljima plan će biti ostvaren, čak će biti premašen za pola. Vrijednosti na slici su u megavatima (MW) i iz toga se vidi da je ukupna proizvedena energija zanemariva prema energiji dobivenoj iz neobnovljivih izvora energije. Zbog početne ekonomske neisplativosti i nestalnosti vjetra, instalacija vjetroelektrana je privilegija koju si mogu priuštiti samo bogate zemlje.

Slika 18. Vjetroelektrane

Trenutno je cijena izgradnje vjetroelektrane veća od cijene izgradnje termoelektrane (vjetroelektrana košta oko 1000 €/kW instalirane snage, a termoelektrana 700 €/kW), ali razvojem tehnologije ta razlika sve je manja. Udio energije vjetra u ukupnoj potrošnji energije je vrlo mali. Njemačka je trenutni lider u proizvodnji električne energije iz vjetra s 18.428  MW, a to je više od jedne trećine ukupno instalirane snage vjetroelektrana u svijetu. Toliko instaliranih vjetroelektrana u Njemačkoj rezultat je politike njemačke vlade koja poticajnim mjerama pomaže instalaciju novih kapaciteta. Zbog toga u 2001. godini ukupno instalirana snaga povećala se za 43.7%. U Španjolskoj (10.027MW), Danskoj (3.122MW) i Italiji (1.717MW) također raste instalirani kapacitet. Od sveukupne proizvodnje električne energije Danska dobiva 14% od vjetra i dalje ubrzanim tempom gradi nove kapacitete. Namjera Danske je da takvim pristupom do 2030. godine 50% energetskih potreba kućanstava zadovolji iskorištavanjem energije vjetra. U SAD-u je trenutno instalirano 9.149 MW. Tako mala instalirana snaga u gospodarski najjačoj zemlji svijeta rezultat je tradicionalnog američkog oslanjanja na fosilna goriva. (www.izvorienergije.com)

Zemlje EU usvojile su smjernicu (2001/77/EU) o porastu udjela obnovljivih izvora u ukupnoj potrošnji u EU s 6% u 2001. godini na 12%  u 2010. godini. Dodatno, Parlament EU je.2005. godine izglasao preporuku o daljnjem porastu udjela obnovljivih izvora u ukupnoj potrošnji na 20% u 2020. godini. (Tomšić, Ž., Raguzin, I. «Novi zakonodavni okvir za obnovljive izvore energije»)

Prema izvješću organizacije Global Wind Energy Council (Wind Force 12 Report 2005) ne postoje nikakva ograničenja da s 2020. godinom proizvodnja električne energije iz vjetra ne dosegne 12% ukupno proizvedene električne energije

Korištenje energije vjetra u Republici Hrvatskoj valja temeljiti na svjetskim iskustvima, kako bi se ispravno postavili razvojni planovi primjereni vjetropotencijalima zemlje.  Od početka intenzivnog razvoja suvremene vjetroenergetike u svijetu (1970.) do danas sakupljena su bogata i raznolika iskustva, koja sada treba primijeniti u skladu s hrvatskim prilikama.

Za projekte vjetroelektrana do sada je iskazano najviše interesa na područjima Zadarske, Šibensko-kninske, Splitsko-dalmatinske, Dubrovačko-neretvanske županije, ali i nekih drugih županija, gdje se danas u različitim fazama pripreme nalazi više od 50 projekata. (HEP «Projekti vjetroelektrana u Hrvatskoj») O kakvim projektima je riječ, u kojoj su fazi pripreme, te kako se općenito iskorištava energija vjetra u Hrvatskoj, možete pročitati u našem projektu «Iskorištavanje energije vjetra u Hrvatskoj».