Szélenergia hasznosítása

Szélenergia hasznosítása

Az emberiség által hasznosítható energiaforrások közül az egyik legrégebbi, és egyben a jövő szempontjából az egyik legperspektivikusabb, a bárhol rendelkezésre álló szél energiája. Az áramló levegőben rejlő mozgási energiát majdnem minden történelmi korban hasznosították. Az egy legjellegzetesebb hasznosítási módja a malmokban az őrlő-berendezések hajtása volt, napjainkban a főszerepet a villamos energia előállítása kapja, és e megoldás is rendkívül széles palettát tudhat már magának a "háztartási" alkalmazástól kezdve a hatalmas teljesítményű tengeri szélerőművekig. A szél energiájának eredendő forrása a Nap, ingyenesen, és gyakorlatilag korlátlanul hosszú ideig áll rendelkezésünkre. Hasznosítása tiszta és hatékony, gyorsan fejlődő, modern technológiával történik. A szélenergiának helye van a gyarapodó népesség energiaigényeinek kielégítésében, segítségével egy reményteljesebb jobb jövő épülhet.


A szél, mint energiaforrás

A levegő talajfelszínnel párhuzamosan áramló részét nevezzük szélnek. A szél vektormennyiség, tehát iránnyal és sebességgel jellemezzük. A Földet övező gázburok, a légkör állandóan mozgásban lévő, dinamikus rendszer. A légköri mozgások globális rendszerének létrejöttének oka abban áll, hogy a Napból érkező energia a Föld gömbfelszínén nem oszlik el egyenletesen, és ez nyomás- és sűrűségkülönbséget idéz elő. A rendszer egyensúlyra törekedve tömegáramokat, légmozgásokat generál. A szél sebességét és irányát ezen túl a helyi domborzat, termikus viszonyok és a talajegyenetlenségek, mesterséges akadályok is befolyásolják. Az áramló közeg a felszín érdességének köszönhetően lökéses jellegű, pillanatnyi időléptékben sem állandó. A szélnek a Nap járásával összefüggő természetes változékonysága eredményezi, hogy a szélenergia hasznosító berendezések működése időjárásfüggő, az általuk termelt elektromos áram mennyisége folyton változik. A világ szélenergia potenciálja rendkívüliek és majd minden régióban és országban, így Magyarországon is rendelkezésre állnak. A világban hasznosítható éves szélenergia mennyiséget 53000 TWh-ra becsülik.

A szél energiatartalma az áramló levegőben rejlő mozgási energiával arányos, a szélsebesség harmadik hatványával arányos. Ezen túl számolnunk kell azzal, hogy a felszíntől távolodva a csökkenő súrlódásnak köszönhetően a szélsebessége a magassággal erősödik. Egy adott helyen tehát nem az a kérdés, hogy van e kihasználható szélenergia potenciál, hanem az, hogy milyen magasságban van az eszközeinkkel gazdaságosan kihasználható rész.

Az általános vélekedéssel ellentétben, hazánkban is van hasznosítható szélenergia kincs, hiszen a szél nálunk is fúj. A szél energiatartalma a szélsebesség köbével arányos, ugyanakkor a magassággal a szél sebessége logaritmikusan növekszik. Alapvetően a hasznosítás célja határozza meg, hogy milyen típusú és milyen magasan elhelyezett szélenergia-hasznosító berendezés lesz a legmegfelelőbb igényeink kielégítéséhez. A talaj közeli szélviszonyokat alacsony indítási sebességű szélerőgépek és kisebb szélgenerátorok már hatékonyan tudják hasznosítani, azonban az ipari méretű, villamosenergia-hálózatra termelő szélerőművek gazdaságos üzemeléséhez 75-100 m magasságban fújó szelek biztosítanak elegendő energiát, szélerőgépekhez viszont 10-30 m a legmegfelelőbb magasság.


Szélenergia hasznosítása

A szélenergia olyan energiahordozó, amelynek hasznosítása közben a forrás nem csökken, hanem újra termelődik, megújul, és mód van az adott területről ugyanolyan jellegű és mennyiségű energia kitermelésére, ingyen áll rendelkezésre és környezetkímélő. Fontos szerepet játszik abban, hogy a helyben megtermelt energiát helyben hasznosítsuk, komoly alternatívát jelent a többi megújuló energia-forrással szemben. A fejlődésnek köszönhetően egyre olcsóbban állítható elő szélből az energia. Egyben hozzájárul az ellátás biztonsághoz és az energia-függetlenséghez.

A szélenergiát nemcsak ipari méretű szélerőművekkel lehet hasznosítani, hanem néhány kW névleges teljesítményű kiserőművel (szélgenerátorral), amelyek háztartások villamos energiaigényét képesek kielégíteni. A víztermelő szélerőgépek pedig a vízháztartásunk javításához járulnak hozzá.


Szélenergiát hasznosító berendezések

Energiaátalakítás szempontjából megkülönböztetünk:

• Villamos energiát termelő, hálózatra csatlakozó szélerőművek



• engedélyköteles >0.5MW névleges kapacitástól



• nem engedélyköteles 50kVA - 0.5MW között



• Villamos energiát termelő háztartási méretű kiserőművek (<50kVA)



• Szigetüzemű ("stad-alone") rendszer; azaz a termelt villamos energiát saját célra, a közcélú hálózattól függetlenül hasznosítják - önállóan.



• Hibrid rendszer: (nap + szélgenerátor együttes alkalmazása villamos energiatermelésre)



• Kisfeszültségű hálózatra csatlakozó szélgenerátorok



• Mechanikus úton vizet szivattyúzó szélerőgépek



• membrános, vagy dugattyús szivattyúval

Előnyei:

• Környezetkímélő, nem szennyezi Földünket, levegőnket, és folyamatosan megújul.



• Mindenki számára szabadon hozzáférhető, ingyen áll rendelkezésre.



• Az általa működtetett berendezések automatikusan, hosszú időn keresztül biztonságosan üzemelnek.