SAZNAJTE SVE NA JEDNOM MESTU – Šta je energija vetra?

Energija vetra je električna energija koja se dobija od prirodnog kretanja vazduha u Zemljinoj atmosferi. Kao obnovljiv resurs koji se ne može iscrpeti kroz upotrebu, njegov uticaj na životnu sredinu i klimatsku krizu značajno je manji u poređenju s sagorevanjem fosilnih goriva.

Energiju vetra možemo proizvesti pomoću jednostavne strukture, poput skupa jedara visine 2,5 metra koja hvataju vetar da bi okretala kamen i mlela žito (mlin na vetar). Ili, struktura za energiju vetra može biti složenija, kao što je lopatica od 45 metara koja okreće generator i proizvodi struju koja se skladišti u bateriji ili distribuira preko elektrodistributivne mreže. Postoje čak i turbine na vetar bez lopatica.

Od 2021. godine, više od 67.000 vetroturbina funkcioniše u Sjedinjenim Američkim Državama, u 44 države, kao i na Guamu i u Portoriku. Mehanizmi za energiju vetra generisali su oko 8,4% električne energije u SAD-u tokom 2020. godine. Globalno, vetar obezbeđuje oko 6% potreba za električnom energijom. Energija vetra godišnje raste za oko 10% i ključni je deo planova za smanjenje klimatskih promena i održivog razvoja u mnogim zemljama, uključujući Kinu, Indiju, Nemačku i Sjedinjene Države.

DEFINICIJA ENERGIJE VETRA

Ljudi koriste energiju vetra na različite načine, od jednostavnih (još uvek se koristi za pumpanje vode za stoku u udaljenim mestima) do sve složenijih – pomislite na hiljade turbina koje dominiraju brdima duž autoputa 580 u Kaliforniji.

Osnovne komponente svakog sistema za energiju vetra su prilično slične. Postoje lopatice određenog oblika i veličine koje su povezane s pogonskom osovinom i pumpom ili generatorom koji koristi ili skladišti energiju vetra. Ako se energija vetra koristi direktno kao mehanička sila, kao što je mlevenje žita ili pumpanje vode, naziva se vetrenjača; ako se energija vetra pretvara u električnu energiju, poznata je kao vetroturbina. Sistem turbine zahteva dodatne komponente, kao što je baterija za skladištenje električne energije ili povezivanje s distributivnim sistemom kao što su dalekovodi.

Niko ne zna kada je prvi put čovek iskoristio vetar, ali energija vetra pokretala je brodove na reci Nil u Egiptu oko 5.000. godine pre nove ere. Oko 200. godine pre nove ere, ljudi u Kini koristili su vetar za pokretanje jednostavnih pumpi za vodu, dok su stanovnici Bliskog Istoka koristili vetrenjače s ručno tkanim lopaticama za mlevenje žita. S vremenom su vetrenjače i pumpe na vetar pomogle proizvodnju hrane, a koncept se proširio na Evropu, gde su Holanđani izgradili velike pumpe na vetar za isušivanje močvara – odakle se ideja proširila na Amerike.

OSNOVNI PRINCIPI ENERGIJE VETRA

Vetar se prirodno stvara kada sunce zagreva atmosferu, usled varijacija na Zemljinoj površini i rotacije planete. Vetar može pojačati ili oslabiti pod uticajem vodenih površina, šuma, livada i drugog rastinja, kao i promena nadmorske visine. Obrasci vetra i brzine značajno se razlikuju u zavisnosti od terena i sezonskih faktora, ali neki od tih obrazaca su dovoljno predvidivi za planiranje.

ODABIR LOKACIJE

Vrhovi zaobljenih brda, otvorene ravnice (ili otvorene vode za vetar s mora) i planinski prolazi (gde se vetar prirodno kanališe, proizvodeći redovno visoke brzine vetra) su najbolja mesta za postavljanje vetroturbina. Generalno, što je nadmorska visina veća, to je bolje, jer se na višim nadmorskim visinama obično beleže jači vetrovi.

Prognoza vetra važan je alat za odabir lokacije za vetroturbine. Postoji nekoliko mapa brzine vetra i podataka Nacionalne administracije za okeane i atmosferu (NOAA) ili Nacionalne laboratorije za obnovljivu energiju (NREL) u SAD-u koje pružaju ove detalje.

Potrebno je sprovesti specifično istraživanje lokacije kako bi se procenili lokalni uslovi vetra i odredio najbolji pravac za postavljanje turbina radi maksimalne efikasnosti. Svako ko namerava da izgradi vetroturbinu trebalo bi da prati brzinu vetra, turbulenciju, pravac, temperaturu vazduha i vlažnost na željenoj lokaciji, najmanje godinu dana. Nakon procene tih informacija, lakše je projektovati turbine koje će dati predvidive rezultate.

TIPOVI ENERGIJE VETRA

Energetski sistem na nivou električne mreže

Ovi sistemi su veliki projekti dizajnirani da obezbede energiju za kompanije koje se bave distribucijom električne energije. Slični su po obimu elektranama na ugalj ili prirodni gas, koje ponekad zamenjuju ili dopunjuju. Turbine prelaze 100 kilovata snage i obično se instaliraju u grupama kako bi pružile značajnu količinu energije.

Offshore energija vetra

To su uglavnom sistemi koji se planiraju na obalnim vodama i mogu generisati ogromne količine energije blizu većih gradova (koji su često smešteni bliže obali u SAD-u). Vetar na moru duva konzistentnije i snažnije nego na kopnu, prema američkom Ministarstvu energetike.

Mala ili lokalizovana energija vetra

Ovo je suprotan primer u odnosu na prethodne primere. Ove turbine su manje po fizičkoj veličini i koriste se za zadovoljavanje potreba za energijom određenih lokacija ili područja. Ponekad su povezane s većom energetskom mrežom, a ponekad su van mreže.

KAKO FUNKCIONIŠE ENERGIJA VETRA?

Funkcija vetroturbine je da koristi lopatice određenog oblika kako bi uhvatila kinetičku energiju vetra. Vetar pokreće lopatice, koje okreću pogonsku osovinu na koju su povezane. Ta osovina zatim pokreće pumpu ili generator, koji stvara električnu energiju koja se može odmah koristiti ili skladištiti u bateriji.

1. Vetar pokreće lopatice:

Vetroturbina se nalazi na mestu s redovnim i konstantnim vetrom, gde lopatice dizajnirane za maksimalno iskorišćenje vetra omogućavaju lako kretanje pod uticajem vetra.

2. Kinetička energija se transformiše:

Kinetička energija vetra se pretvara u mehaničku energiju kada vetar susreće lopatice turbine i gura ih.

3. Proizvodnja električne energije:

U vetroturbini, okretna osovina je povezana s menjačem koji povećava brzinu rotacije, što pokreće generator za proizvodnju struje.

ŠTA JE VETROPARK?

Vetropark je kolekcija vetroturbina koje formiraju vrstu elektrane, proizvodeći struju iz vetra. Nema zvaničnog zahteva za broj turbina koji određuje vetropark, pa može sadržati nekoliko ili stotine turbina koje rade u istom području, bilo na kopnu ili na moru.