Na jakim terenie opłaca się stawiać przydomowy „wiatrak”

Na jakim terenie opłaca się stawiać przydomowy „wiatrak”

Na terenie Polski występują obszary wietrzne oraz takie, na których wiatr jest zbyt słaby, aby możliwe było wykorzystanie go do napędu turbiny przydomowej elektrowni wiatrowej.

Na rysunku 1 przedstawiono mapę określającą tereny sprzyjające w większym lub mniejszym stopniu instalowaniu elektrowni wiatrowych. Mapa dotyczy przede wszystkim dużych elektrowni wymagających średniorocznej wietrzności na poziomie 5,5 do 7 m/s, czyli klasy I lub II na mapie. Mniejsza wartość nie wyklucza natomiast możliwości instalowania małych elektrowni wiatrowych.

Rys. 1. Mapa terenów sprzyjających rozwojowi energetyki wiatrowej

Przy analizie problemu należy brać pod uwagę także fakt, że energia wiatru zmienia się zarówno w ciągu doby, jak i roku. Energia ta osiąga największą wartość w środku dnia oraz w trakcie miesięcy zimowych.

Na wydajność elektrowni wiatrowej w dużej mierze wpływa ukształtowanie terenu (podłużne i pojedyncze wzgórza oraz góry, skarpy, zagłębienia, przełęcze), a także przeszkody (budynki, drzewa). Płaski obszar porośnięty trawą jest typowym przykładem terenu o jednolitej szorstkości. Na takim terenie prędkość wiatru na wybranej wysokości jest prawie jednakowa. Przeszkody terenowe znajdujące się na drodze przesuwających się mas powietrza powodują gwałtowne zmniejszenie prędkości wiatru i wzrost turbulencji w pobliżu przeszkody.

W tabeli 1 zestawiono szacunkowe warunki uwzględniające przykładowe przeszkody terenowe.

Tabela 1. Charakterystyka szorstkości terenu [elektrownie-wiatrowe.org.pl]

Klasa szorstkości

Energia [%]

Rodzaj terenu

0

100

Powierzchnia wody

0,5

73

Całkowicie otwarty teren, np. betonowe lotnisko, trawiasta łąka itp.

1,0

52

Otwarte pola uprawne z niskimi zabudowaniami (pojedynczymi), tylko lekko pofalowany teren

1,5

45

Tereny uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8-metrowymi żywopłotami oddalonymi od siebie o blisko 1250 m

2,0

39

Tereny uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8-metrowymi żywopłotami oddalonymi od siebie o blisko 500 m

2,5

31

Tereny uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8-metrowymi żywopłotami oddalonymi od siebie o blisko 250 m

3,0

24

Zabudowa wiejska, małe miasteczka, tereny uprawne z licznymi żywopłotami, las lub pofałdowany teren

3,5

18

Zabudowa miejska z wysokimi budynkami

4,0

13

Rozległa zabudowa miejska z wysokimi budynkami i drapaczami chmur

Należy także brać pod uwagę usytuowanie elektrowni w stosunku do poziomu morza. Wraz ze wzrostem tej wysokości zmniejsza się gęstość powietrza, a to oznacza proporcjonalne zmniejszenie mocy wiatru. Dlatego dla każdej lokalizacji należy przeprowadziodpowiednią analizę oraz pomiary.

Autor: mgr inż. Janusz Strzyżewski członek Centralnego Kolegium Sekcji Instalacji i Urządzeń Elektrycznych, członek Polskiego Komitetu Oświetleniowego SEP, członek Izby Inżynierów Budownictwa