Energie eoliană

Energia eoliană

1. Introducere

1.1 Definiţie

Vântul este mişcarea aerului datorată maselor de aer cu temperaturi diferite.

Temperaturile diferite sunt cauzate de masele de apă şi pământ care absorb

diferit căldura soarelui. La scară globală mişcările masive de aer sunt cauzate de

diferenţa de temperatură între pământul de la ecuator şi cel apropiat de poli. Deoarece

vântul va bate cât timp soarele va încălzi Pământul este o sursă de energie

regenerabilă.

Energia eoliană este energia conţinută de forţa vântului ce bate pe suprafaţa

pământului. Exploatată, ea poate fi transformată în energie mecanică pentru pomparea

apei, de exemplu, sau măcinarea grâului, la mori ce funcţionează cu ajutorul vântului.

Prin conectarea unui rotor la un generator electric, turbinele de vânt moderne

transformă energia eoliană, ce învarte rotorul, în energie electrică.

Principiul:

1

Energie eoliană1.2 Istorie

Puterea vântului a fost folosită pentru

prima dată în jurul anului 5000 i.e.n, pentru

propulsarea bărcilor cu pânză. Există referinţe

istorice despre o moara de vant rudimentară

folosită în primul secol e.n dar prima moară de

vânt practic a aparut în sec. al VII-lea în

Afganistan. Aceste mori de vânt erau folosite

pentru măcinarea porumbului şi a grâului şi

pentru a trage apa.  În Europa, morile de vânt au

apărut ceva mai târziu în sec. al XI-lea.

Figura 1. Moară de vânt

Egiptenii au fost poate primii care

au folosit energia generată de vânt atunci

când au navigat pe Nil în amonte, în jurul

secolului IV î.Hr. Peste secole vasele cu

pânze aveau să domine mările şi oceanele

lumii, servind în principal transportului

comercial, dar şi în scopuri militare şi

ştiinţifice. Marile imperii ale erei noastre

foloseau vasele cu pânze pentru a controla

şi domina mările. Aceste vase cu pânze

sunt şi astăzi prezente pe apă, însa sunt

construite cu echipamente moderne. Figura 2. Vas cu pânze

Utilizarea lor este, însa, cu totul alta - fie ca vase sportive, fie ca ambarcaţiuni

de agrement.

Energia eoliană a fost exploatată pe uscat de când prima moară de vânt a fost

construită în vechea Persie în secolul VII. De atunci morile de vânt sunt folosite

pentru măcinarea grâului, pomparea apei, tăierea lemnului sau pentru furnizarea altor

forme de energie mecanică. Însă exploatarea pe scară largă a apărut abia în secolul

XX, odată cu apariţia “morilor de vânt” moderne – turbinele de vânt ce pot genera o

energie de 250 până la 300 de kilovaţi.

2

Energie eoliană

2. Centrale eoliene

2.1. Descriere

Centralele eoliene sunt grupuri de turbine eoliene, plasate în apropiere unele

de altele cu scopul de a produce electricitate din energia eoliană. Turbinele eoliene

sunt conectate la un sistem de tensiune medie ce este apoi transformat în curent de

înaltă tensiune prin intermediul unui transformator, pentru a putea fi livrat în sistemele

de distribuire a electricităţii.

Zonele prielnice instalării centralelor eoliene depind de viteza vântului (minim

15 km/h) în regiune pe toată perioada anului, altitudine (o înălţime mai mare

înseamnă o viteză mai mare a vântului, datorită vâscozităţii reduse a vântului), relief

şi temperatură (temperaturile scăzute necesită lichide de lubrifiere cu punct de

îngheţare scăzut, materiale mai rezistente şi chiar sisteme de încălzire a turbinei

eoliene).

2.2. Amplasarea centralelor eoliene

În funcţie de zona unde este instalată o centrală eoliană exista trei tipuri de

amplasări:

Pe ţărm – centrale eoliene aşezate la 3 sau mai mulţi kilometri în interiorul

ţărmului. Amplasarea ţine cont de efectul de accelerare a unei mase de aer peste un

obstacol (în acest caz ţărmul). Deoarece orice eroare de amplasare poate însemna o

scădere masivă a cantităţii de electricitate generată se fac studii pe perioade de cel

puțin un an pentru determinarea locaţiei propice pentru instalarea centralelor eoliene.

În apropierea ţărmului - centrale eoliene aşezate la maxim 3 kilometri în

interiorul ţărmului sau 10 kilometri în larg. Aceste centrale eoliene fructifică efectul

de convecţie al aerului datorita diferenţelor de temperatură între apă şi pământ. Printre

probleme se numără migraţia păsărilor, habitatul acvatic, transportul şi efectul vizual.

În larg - centrale eoliene plasate la peste 10 kilometri în larg. Nu pătimesc de

pe urma efectului vizual, nu generează zgomot şi beneficiază de o viteză medie a

vântului mai mare. Printre dezavantaje se numără cheltuielile mai mari de construire,

amplasare, mentenanţă (în special cele plasate în apă sărată, care are un efect puternic

coroziv). Dacă distanţele față de ţărm sunt suficient de mari, centralele eoliene plasate

în larg pot fi conectate direct la o instalaţie de curent de înaltă tensiune.

3

Figura 3. Centrală eoliană amplasată în larg

Figura 4. Centrală eoliană amplasată pe ţărm

Energie eoliană

3.Turbine eoliene

3.1. Descrierea turbinei eoliene

Cele mai importante părţi componente ale turbinelor eoliene sunt:

- butucul rotorului;

- palele;

- nacela;

- pilonul;

- arborele principal (de turaţie redusă);

- multiplicatorul de turaţie cu roţi dinţate;

- dispozitivul de frânare;

- arborele de turaţie ridicată;

- generatorul electric;

- sistemul de răcire al generatorului electric;

- sistemul de pivotare;

- girueta;

- anemometrul;

- sistemul de control (controller).

4

Figura 6. Butuc de turbină eoliană

Figura 5. Părţile componente ale unei turbine eoliene

Energie eoliană

Butucul

rotorului are rolul de a permite montarea palelor turbinei şi este montat pe arborele

principal al turbinei eoliene.

Butucul

este

prevăzut

cu un

sistem

pasiv

(aerodinamic), activ

(hidraulic) sau mixt (active

stall) care permite orientarea palelor pentru controlul vitezei de rotaţie a turbinei

eoliene (priza de vânt).

Controlul activ, prin motoare valorifică la maximum vântul instantaneu şi

pentru a limita puterea în cazul în care vântul depăşeşte viteza nominală. În general,

sistemul roteşte palele în jurul propriilor axe (mişcare de pivotare), cu câteva grade, în

funcţie de viteza vântului, astfel încât palele să fie poziţionate în permanenţă sub un

unghi optim în raport cu viteza vântului, astfel încât să se obţină în orice moment

5

Energie eolianăputerea maximă. Sistemul permite limitarea puterii în cazul unui

vânt puternic (la limită, în caz de furtună, trecerea palelor în

„drapel”).

Controlul aerodinamic pasiv, numit şi „stall control”.

Palele eolienei sunt fixe în raport cu butucul turbinei. Ele sunt

concepute special pentru a permite deblocarea în cazul unui vânt

puternic. Deblocarea este progresivă, până când vântul atinge

viteza critică. Acest tip de control este utilizat de cea mai mare parte a eolienelor,

deoarece are avantajul că nu necesită piese mobile şi sisteme de comandă în rotorul

turbinei.

Controlul mixt vizează utilizarea avantajelor controlului pasiv şi al celui activ,

pentru a controla mai precis conversia în energie electrică. Acest sistem este numit

control activ cu deblocare aerodinamică, sau „active stall”. El este utilizat pentru

eolienele de foarte mare putere.

Palele reprezintă unele dintre cele mai importante componente ale turbinelor

eoliene şi împreună cu butucul alcătuiesc rotorul turbinei. Profilul lor este rodul unor

studii aerodinamice complexe, de ele depinzând randamentul turbinei. Astfel,

diametrul palelor (sau suprafaţa acoperită de acestea) este în funcție de puterea dorită.

Cel mai adesea, palele sunt realizate cu aceleaşi tehnologii utilizate şi în industria

aeronautică, din materiale compozite, care să asigure simultan rezistenţă mecanică,

flexibilitate, elasticitate şi greutate redusă. Uneori se utilizează la construcţia palelor

şi materiale metalice sau chiar lemnul. Lăţimea

palelor determină cuplul de pornire, care va fi

cu atât mai mare cu cât palele sunt mai late.

Profilul depinde de cuplul dorit în funcţionare.

6

Figura 8. Pale de tip EnerconFigura 9. Pale de tip Gamesa

Figura 11. Nacela unei turbine eoliene

Figura 10. Schema turbinelor mono-pală, bi-pală şi cu trei pale

Figura 12. Pilon de turbină eoliană

Energie eoliană

Numărul de pale depinde de

eoliană. În prezent, sistemul cu trei pale este cel mai utilizat, deoarece asigură

limitarea vibraţiilor, a zgomotului şi a oboselii rotorului, faţă de sistemele mono-pală

sau bi-pală. Coeficientul de putere este cu 10 % mai mare pentru sistemul bi-pală faţă

de cel mono-pală, iar creşterea este de 3% între sistemul cu trei pale faţă de două pale.

În plus, este un compromis bun între cost şi viteza de rotaţie a captorului eolian şi

avantaje din punct de vedere estetic pentru sistemul cu trei pale, faţă de cel cu două

pale .

Nacela are rolul de a proteja

componentele turbinei eoliene, care se montează

în interiorul acesteia şi anume: arborele

principal, multiplicatorul de turaţie, dispozitivul

de frânare, arborele de turaţie ridicată,

generatorul electric, sistemul de răcire al

generatorului electric şi sistemul de pivotare.

Pilonul are rolul de a susţine turbina eoliană şi de a permite accesul în vederea

exploatării şi executării operaţiilor de întreţinere, respectiv reparaţii. În interiorul

pilonilor sunt montate atât reţeaua de distribuţie a energiei electrice produse de

turbina eoliană, cât şi scările de acces spre nacelă. Alegerea înălțimii este importantă,

deoarece trebuie realizat un bun compromis între preţul de construcţie şi expunerea

7

Energie eolianădorită la vânt. În consecinţă, odată cu creşterea înălţimii, creşte viteza vântului, dar şi

preţul. În general, înălţimea pilonului este puţin mai mare decât diametrul palelor.

Înălţimea eolienelor este cuprinsă între 40 și 80 de metri.

Arborele principal al turbinelor eoliene are turaţie redusă şi transmite mişcarea

de rotaţie, de la butucul turbinei la multiplicatorul de turaţie cu roţi dinţate. În funcţie

de tipul turbinei eoliene, turaţia arborelui principal poate să varieze între 20-40

rot/min.

Arborele de turaţie ridicată denumit şi arbore secundar sau cuplaj, are rolul de

a transmite mişcarea de la multiplicatorul de turaţie la generatorul electric. Turaţia

acestui arbore, ca şi cea a generatorului electric, are valori între 1200-1800 rot/min.

Multiplicatorul de turaţie cu roţi dinţate are rolul de a mări turaţia de la

valoarea redusă a arborelui principal, la valoarea ridicată de care are nevoie

generatorul de curent electric. Multiplicatorul mecanic de viteză permite

transformarea puterii mecanice, caracterizată de cuplu mare şi viteză mică specifică

turbinei eoliene, în putere de viteză mai ridicată, dar cuplu mai mic. Aceasta deoarece

viteza turbinei eoliene este prea mică, iar cuplul prea mare, pentru a fi aplicate direct

generatorului. Multiplicatorul asigură conexiunea între arborele primar (al turbinei

eoliene) şi arborele secundar (al generatorului).

Există mai multe tipuri de multiplicatoare, cum ar fi:

• Multiplicatorul cu una sau mai multe trepte de roţi dinţate, care permite

transformarea mişcării mecanice de la 20-40 rot/min la 1200-1800 rot/min. Axele de

rotaţie ale roţilor dințate sunt fixe în raport cu carcasa.

• Multiplicatorul cu sistem planetar, care permite obţinerea unor rapoarte de

transmisie mari, într-un volum mic. În cazul acestora, axele roţilor numite sateliţi nu

sunt fixe faţă de carcasă, ci se rotesc faţă de celelalte roţi.

Există şi posibilitatea antrenării directe a generatorului, fără utilizarea unui

multiplicator.

8

Figura 13. Arborele principal şi cel secundar împreună cu multiplicatorul de turaţie

Figura 14. Dispozitiv de frânare

Energie eoliană

9

Figura 15. Generator electric eolian de 5MW

Energie eolianăDispozitivul de frânare este un dispozitiv de siguranţă şi se montează pe

arborele de turaţie ridicată, între multiplicatorul de turaţie şi generatorul electric.

Viteza de rotaţie a turbinei este menţinută constantă prin reglarea unghiului de

înclinare a palelor în funcţie de viteza vântului şi nu prin frânarea arborelui secundar

al turbinei. Dispozitivul de frânare (cel mai adesea hidraulic, iar uneori mecanic) este

utilizat numai în cazul în care mecanismul de reglare a unghiului de înclinare a palelor

nu funcţionează corect, sau pentru frânarea completă a turbinei în cazul în care se

efectuează operaţii de întreţinere sau reparaţii.

Generatorul electric are rolul de a converti energia mecanică a arborelui de

turaţie ridicată al turbinei eoliene, în energie electrică. Spirele rotorului se rotesc în

câmpul magnetic generat de stator şi astfel, în spire se induce curent electric. Există

atât generatoare electrice care furnizează curent continuu, cât şi generatoare electrice

de curent alternativ într-o gamă extrem de variată de puteri. Datorită preţului şi

randamentului, se utilizează, aproape în totalitate, generatoare de curent alternativ.

Generatoarele de curent alternativ pot fi sincrone sau asincrone, funcţionând la viteză

fixă sau variabilă.

Sistemul de răcire al generatorului electric preia excesul de căldură produs în

timpul funcţionării acestuia. Răcirea este asigurată de un ventilator centrifugal, iar

generatoarele de putere mai redusă au răcirea asigurată de ventilatoare axiale. Uneori

sistemul de răcire al generatoarelor electrice este proiectat să funcţioneze cu apă de

răcire, caz în care există un circuit suplimentar pentru răcirea apei.

10

Figura 16. Giruetă Figura 17. Anemometru

Energie eolianăSistemul de pivotare al turbinei eoliene, are rolul de a permite orientarea

turbinei după direcția vântului. Componentele principale ale acestui sistem sunt

motorul de pivotare şi elementul de transmisie a mişcării. Ambele componente au

prevăzute elemente de angrenare cu roți dinţate. Acest mecanism este antrenat în

mişcare cu ajutorul unui sistem automatizat, la orice schimbare a direcţiei vântului,

sesizată de giruetă.

Girueta este montată pe nacelă şi are rolul de a se orienta în permanenţă după

direcţia vântului. La schimbarea direcţiei vântului, girueta comandă automat intrarea

în funcţiune a sistemului de pivotare al turbinei. În cazul turbinelor de dimensiuni

reduse, nacela este rotită automat după direcţia vântului cu ajutorul giruetei, fără a fi

necesară prezenţa unui sistem suplimentar de pivotare.

Anemometrul este un dispozitiv pentru măsurarea vitezei vântului. Acest

aparat este montat pe nacelă şi comandă pornirea turbinei eoliene când viteza

vântului depăşeşte 3-4m/s, respectiv oprirea turbinei eoliene când viteza vântului

depăşeşte 25m/s.

Sistemul de control este calculatorul principal al unei turbine eoliene, care cel

puţin în cazul turbinelor de puteri mari, este integrat într-o reţea de calculatoare, care

controlează buna funcţionare a tuturor componentelor. De

regulă controler-ul este amplasat în nacelă, iar alte

calculatoare pot fi amplasate inclusiv la baza pilonilor.

3.2. Turbine eoliene cu axa orizontală

3.2.1. Descriere

La acest tip de turbină rotorul şi generatorul de

curent sunt poziţionate în vârful turnului şi trebuie aliniate

pe direcţia vântului. Turbinele mici sunt orientate cu ajutorul

11 Figura 18. Turbină eoliană cu axa orizontală

Energie eolianăunei aripioare, iar cele mari folosesc senzori şi servomotoare pentru a se alinia pe

direcţia vântului. Majoritatea turbinelor cu axa orizontală au şi o cutie de viteze care

transformă mişcarea de rotaţie lentă a palelor într-una mai rapidă, necesară pentru a

creşte eficienţa generatorului de curent. Deoarece turnul produce turbulențe

aerodinamice în urma sa rotorul turbinei este poziţionat în faţă. Palele turbinei sunt

rezistente pentru a nu fi îndoite şi împinse în turnul pe care sunt instalate de vânturile

puternice. În plus, palele sunt depărtate de turn şi uşor înclinate. Există şi turbine cu

axa orizontală cu rotorul plasat în spatele turnului. Astfel de turbine au avantajul că

palele elicei se pot îndoi, reducând suprafaţa care se opune vântului la viteze mari şi

nici nu trebuie orientate în direcţia vântului, acest lucru făcându-se automat datorită

construcţiei. Din cauza turbulenţelor însă majoritatea turbinelor cu axa orizontală au

rotorul plasat în faţa turnului.

3.2.2. Avantaje

Avantajele turbinei eoliene cu axa orizontală sunt următoarele:

- elicea se află aproape de centrul de greutate al turbinei, crescând stabilitatea;

- alinierea elicei cu direcţia vântului oferă cel mai bun unghi de atac pentru

pale, maximizând energia electrică rezultată;

- palele elicei pot fi pliate pentru a preveni distrugerea turbinei în cazul

vânturilor puternice;

- turnurile înalte permit accesul la vânturi mai puternice, rezultând o creştere a

curentului produs de turbină.

3.2.3. Dezavantaje

Dezavantajele turbinei eoliene cu axa orizontală sunt:

- turnurile înalte şi elicele cu pale lungi sunt greu de transportat, uneori costul

transportului fiind de 20% din cel al echipamentului în sine;

- turbinele cu axa orizontală sunt dificil de instalat şi necesită macarale şi

personal calificat;

- turbinele înalte pot obstrucţiona radarele de lângă bazele aeriene;

din cauza înălţimii turbinele cu axa orizontală au un impact negativ asupra

peisajului;

- variantele cu elicea în spate suferă la capitolul fiabilitate din cauza

turbulenţelor aerului.

3.3. Turbine eoliene cu axa verticală

12

Energie eoliană3.3.1. Descriere

La acest tip de turbine axa este verticală, generatorul şi toate componentele

mai sofisticate fiind plasate la bază, uşurând astfel instalarea şi mentenanţa. În loc de

turn acest tip de turbine folosesc fire de susţinere, rotorul fiind poziţionat aproape de

pământ. Aceste turbine sunt tot timpul aliniate cu direcţia vântului astfel nu este

necesară nici o ajustare în cazul în care vântul îşi schimbă direcţia; dar poziţionarea

lor aproape de sol unde viteza vântului este mai redusă, le scade eficienţa. De

asemenea un dezavantaj este şi faptul că acest tip de turbine nu pornesc singure,

majoritatea folosind generatorul pe post de motor pentru a porni.

În prezent sunt în dezvoltare câteva tipuri

de turbine verticale care sunt mult mai eficiente.

Principalele tipuri sunt: Darrieus, Turby, Giromill,

Quietrevolution şi Savonius.

3.3.2. Avantaje

Avantajele turbinei eoliene cu axa verticală

sunt următoarele:

- sunt mai uşor de întreţinut deoarece

părţile în mişcare sunt plasate mai aproape de

pământ;

- palele elicei sunt verticale, deci nu mai

este nevoie de o „cârmă” pentru orientarea elicei;

- prin construcţie turbinele verticale au o eficienţă aerodinamică crescută la

presiuni înalte şi joase;

- pentru acelaşi diametru al elicei, palele unei turbine cu axa verticală au o

secţiune mai mare decât cele ale unei turbine cu axa orizontală;

- turbinele cu axa verticală sunt mai eficiente în zonele cu turbulenţe ale

vântului datorită faptului că palele elicei sunt plasate mai aproape de pământ;

- înălţimea redusă permite instalarea în zonele unde legislaţia nu permite

clădiri prea înalte;

- nu au nevoie de un turn în vârful căruia să fie instalate, deci sunt mai ieftine

şi rezistă mai bine la vânturi puternice;

- vârful palelor elicei au o viteză unghiulară mai mică, deci rezistă la vânturi

mai puternice decât turbinele cu axa orizontală;

13

Figura 19. Turbină eoliană cu axa verticală

Energie eoliană- nu trebuie orientate în direcţia vântului, fiind astfel mai eficiente în zone cu

turbulenţe ale vântului;

- pot fi construite la dimensiuni mai mari, cu mecanisme care se rotesc în

totalitate, astfel nu mai necesită rulmenţi speciali şi scumpi.

3.3.3. Dezavantaje

Dezavantajele turbinei eoliene cu axa orizontală sunt:

- eficienţa turbinelor cu axa verticală se situează în medie la 50% din cea a

modelelor cu axa orizontală;

- trebuie instalate pe o suprafaţă plană;

- majoritatea turbinelor cu axa verticală au nevoie de un electromotor pentru a

fi pornite în condiţii de vânt slab;

- turbinele cu axa verticală ancorate prin cablu creează stres mecanic pe

mecanismul de prindere a elicei de ax în partea de jos;

- majoritatea pieselor unei turbine cu axa verticală sunt plasate în partea de jos,

deci schimbarea lor presupune dezmembrarea întregii structuri.

3.3.4. Turbina Windspire

Windspire este cel mai nou model de

turbină eoliană verticală al Mariah Power.

Windspire se laudă cu funcţionarea eficientă şi

în condiții de vânt moderat, mărind astfel aria

geografică unde turbina eoliană poate fi

instalată. La un vânt mediu de 17 Km/h

Windspire poate produce aproximativ 1800

KWh pe an.

Alte avantaje constau în designul integrat, care cuprinde generatorul de

electricitate, inversorul de curent şi kitul de monitorizare wireless. Rotorul a fost

special proiectat pentru a

funcţiona silenţios, adresând

astfel una din problemele de

bază ale turbinelor eoliene.

14

Figura 20. Turbina verticală Windspire

Energie eoliană3.4. Turbine eoliene arhitecturale

Sună puţin cam ciudat, dar ele există şi se referă la acele turbine eoliene cu

impact minim asupra mediului din punct de vedere vizual ce sunt plasate pe

acoperişurile clădirilor.

Fiind deja montate la o înălţime respectabilă au costuri de instalare şi

întreţinere reduse, ne mai necesitând un turn în vârful cărora să fie amplasate.

Nu doar costurile sunt principalul atu ci şi eficienţa crescută pentru cele de pe

marginea acoperișurilor datorită vitezei mai mari a curenţilor de aer ascendenţi.

Aerovironment este prima firmă care se

aventurează să ofere aceste turbine eoliene de

dimensiuni reduse, silenţioase şi cu eficienţă ridicată.

3.5. Turbina eoliană cu heliu

Turbinele eoliene au fost perfecţionate masiv în ultimul timp, devenind mai

înalte, mai mari, mai eficiente, şi ajungând să genereze chiar şi 5MW de energie. Însă

până acum nu au reuşit să scape de principala lor piedică: capriciozitatea vremii.

Chiar dacă sunt amplasate în zone bine bătute de vânt, există perioade de calm,

în care aceste turbine stau degeaba. Ca să nu mai vorbim despre impactul pe care îl au

asupra peisajului. Însă acum a apărut o alternativă care elimină toate aceste

dezavantaje.

Compania canadiană Magenn Power ne propune un dirijabil în formă de

turbină, care să fie învârtit de vânturile de mare altitudine şi ţintuit la sol de cabluri

electrice care ar servi şi la

transferul energiei.

Prototipul a fost denumit

MARS (Magenn Air Rotor

System), este umplut cu Heliu

pentru a fi mai uşor decât aerul şi

se roteşte pe o axă orizontală. Acest

dirijabil ar pluti la o înălţime între

180 și 300 de metri, putând genera

MW buni de energie.

15

Figura 21. Turbine eoliene Aerovironment

Figura 22. Turbină eoliană cu heliu

Energie eolianăVor exista modele de dimensiuni variate, cele mai mari depăşind în

productivitate orice turbină terestră (aproape dublează rata de utilizare a turbinelor

terestre).

4. Energia eoliană în România şi în lume

4.1. Potenţialul eolian al României

România are cel mai ridicat potenţial din sud-estul Europei în domeniul

energiei eoliene, sud-estul Dobrogei plasându-se chiar pe locul al doilea la nivelul

întregului continent, relevă un studiu Erste Group.

Potenţialul eolian al României este estimat la 14.000 MW capacitate instalată,

însă ţara noastră dispune deocamdată de doar 7 MW instalaţii în turbine eoliene.

Potrivit unui studiu al Institutului Român pentru Energie (IRE), sectorul energiei

eoliene ar putea contribui cu 13 TWh la necesarul naţional anual în 2020, scenariu

care ar implica dezvoltarea de capacităţi de producţie complementare, bazate pe

turbine de gaz, care să dezvolte până la 15 TWh.

Până acum, investitorii au solicitat racordarea la sistemul de transport al

energiei a unor proiecte cu o putere instalată totală de 12.000 MW, în condiţiile în

care capacitatea tehnică a reţelei permite conectarea a până la 4.000 MW. Potrivit

analiştilor Erste, dacă aceştia ar realiza proiecte care să totalizeze 4.000 MW putere

instalată până în perioada 2015-2017, investiţiile în domeniu ar creşte la peste patru

miliarde de euro.

4.2. România va avea cel mai mare parc eolian din Europa

Cel mai mare parc de eoliene din Europa va fi construit în apropierea

localităţii Fântânele din județul Constanţa. Constructorii parcului, de origine cehă,

promit că cele 240 de eoliene vor produce energie electrică aproape cât un reactor

nuclear.

Primele staţii eoliene au fost deja montate, iar pentru primăvara anului 2010

este programată şi conectarea la sistemul energetic naţional. Parcul eolian de la

Fântânele va avea o putere instalată de 600 MW, comparabilă cu cea a unui reactor

nuclear. Valoarea investiţiei depăşeşte un miliard de euro.

16

Energie eolianăLocalitatea Fântânele nu este singura cu parc eolian din Romania. Un grup de

oameni de afaceri germani va investi 60 de milioane de euro în construirea unui parc

eolian lângă Orşova. Astfel, începând cu luna decembrie a anului 2009, la Orşova vor

funcţiona 32 de centrale cu o capacitate totală de 50 MW.

Şi în Tulcea există patru parcuri eoliene: la Baia, Topolog, Măcin şi Valea

Nucarilor. Parcurile de la Baia şi Valea Nucarilor sunt formate din trei instalaţii,

respectiv opt instalaţii, în timp ce la Topolog şi Măcin există deocamdată doar câte o

singură turbină.

4.3. Energia eoliană la nivel global

Energia eoliană este sursa de energie care creşte ca aport procentual cel mai

mult. Pe ultimii zece ani vorbim de o medie de aproximativ 29% creştere anuală (anul

2005 a înregistrat o creştere record de 43%), mult peste 2,5% pentru cărbune, 1,8%

pentru energie nucleară, 2,5% pentru gaz natural și 1,7% pentru petrol. Datorită

iminentei crize a combustibililor şi efectelor alarmante ale încălzirii globale este de

aşteptat ca aceste cifre să crească în cazul energiei eoliene. Europa este continentul

care produce cea mai mare cantitate de energie folosind puterea vântului.

Pentru anul 2010, World Wide Energy Association se aşteaptă ca la nivel

mondial să se producă 160 GW de electricitate folosind energie eoliană. Țara cu cel

mai mare procent de electricitate provenit din energie eoliană este Danemarca, cu

aproximativ 20%, iar ţara care produce cea mai mare cantitate de energie este

Germania, cu 38,5 TWh în 2007. Pe continentul nord american lucrurile se mişcă mai

greu, dar se mişcă în direcţia corectă, statele din SUA ce produc cantităţi însemnate de

17

Energie eolianăcurent folosind energia eoliană fiind Texas şi California. Pe locul patru la nivel

mondial se situează India cu 6270 MW în 2006. India este totodată şi unul dintre cei

mai mari producători de turbine eoliene.

La nivel individual turbinele eoliene sunt folosite cu precădere de locuinţele

din zonele izolate, unde nu ajunge reţeaua de curent electric sau se doreşte scăderea

costului facturilor la electricitate. Din păcate predictibilitatea scăzută a cantităţii de

energie ce poate fi produsă face necesară folosirea energiei eoliene în conjuncţie cu

alte mijloace de furnizare a electricităţii.

Dezvoltarea tehnologică a turbinelor va duce la scăderea costurilor de

producere a curentului provenit din energie eoliană, acesta fiind principalul factor

motivant pentru folosirea unei surse de energie alternative.

Cele mai puternice turbine eoliene din lume au fost lansate în Germania

După un deceniu de dezvoltare, cele mai puternice turbine eoliene sunt pe cale

să fie lansate. Aceste turbine pe nume Areva sunt uşor de instalat şi de întreţinut, fiind

foarte rezistente la apă. Aproximativ 5.000 de locuinţe ar putea beneficia de pe urma

acestor turbine, fiecare având o putere maximă de 5 MW.

5. Energia eoliană, o soluţie în dezvoltarea durabilă

Conceptul de dezvoltare durabilă desemnează totalitatea formelor şi metodelor

de dezvoltare socio-economică, al căror fundament îl reprezintă în primul rând

asigurarea unui echilibru între aceste sisteme socio-economice şi elementele

capitalului natural.

Cea mai cunoscută definiţie a dezvoltării durabile este cu siguranţă cea dată de

Comisia Mondială pentru Mediu şi Dezvoltare (WCED) în raportul "Viitorul nostru

comun", cunoscut şi sub numele de Raportul Brundtland: "dezvoltarea durabilă este

18

Energie eolianădezvoltarea care urmăreşte satisfacerea nevoile prezentului, fără a compromite

posibilitatea generaţiilor viitoare de a-şi satisface propriile nevoi".

Dezvoltarea durabilă urmareşte şi încearcă să găsească un cadru teoretic stabil

pentru luarea deciziilor în orice situaţie în care se regăseşte un raport de tipul

om/mediu, fie ca e vorba de mediu înconjurător, economic sau social.

Deşi iniţial dezvoltarea durabilă s-a vrut a fi o soluţie la criza ecologică

determinată de intensa exploatare industrială a resurselor şi degradarea continuă a

mediului şi caută în primul rând prezervarea calităţii mediului înconjurător, în prezent

conceptul s-a extins asupra calităţii vieţii în complexitatea sa, şi sub aspect economic

şi social. Obiect al dezvoltării durabile este acum şi preocuparea pentru dreptate şi

echitate între state, nu numai între generaţii.

Una dintre direcţiile sugerate de organismele internaţionale pentru a instaura o

dezvoltare durabilă este acordarea unei atenţii deosebite asupra producerii şi utilizării

de energie pe cale neconvenţională. Cea mai bună modalitate de a realiza acest

obiective este utilizarea energiilor regenerabile.

Raportul Grupului de Experţi Interguvernamental asupra Evoluţiei Climei

(GIEC) publicat în Februarie 2007, readuce în discuţie dezvoltarea surselor de energie

naturală regenerabilă, printre care cea eoliană, dacă se doreşte păstrarea unui nivel

rezonabil de confort în ţările dezvoltate şi creşterea considerabilă a celui din ţările

sărace.

Hermann Scheer (Presedinte EUROSOLAR; Director General al Consiliului

Internaţional pentru Energia Regenerabil –“WCRE”; Preşedintele Forului Parlamentar

Internaţional pentru Energiile Regenerabile) ţine să precizeze în cadrul unei pledoarii

urmatoarele: “În materie de aprovizionări cu energie la nivel mondial, există veşti

bune şi veşti rele. Cele rele? Petrolul se termină. Cele bune? Petrolul se termină. Şi

nu numai el: mai devreme sau mai târziu, toate energiile fosile vor avea aceeaşi

soartă, chiar şi uraniul care alimentează centralele nucleare.”

Singurele costuri direct legate de producţia de energii regenerabile sunt cele

ale dezvoltării tehnologiei. Costul combustibililor nu mai trebuie atunci plătit –

biomasa constituind singura excepţie, căci munca agricolă şi forestieră trebuie

remunerată. Costurile legate de echipament se vor diminua o dată cu dezvoltarea

producţiei la scară mare şi ameliorarea continuă a tehnologiilor. Aceasta pe când

energia convenţională va creşte constant ca preţ.

19

Energie eolianăDacă această dezvoltare se desfăşoară în acelaşi ritm, producţia de electricitate

de origine nucleară şi fosilă urmează să fie înlocuită în aproximativ patruzeci de ani.

Cât priveşte supracosturile, ele se vor diminua din cauza creşterii preţului energiilor

convenţionale. Acest lucru înseamnă că, înainte chiar de 2020, preţul electricităţii

regenerabile va fi mai mic decât cel al electricităţii generate în noi centrale nucleare şi

termice, accelerând şi mai mult tranziţia energetică. Un potenţial de substituţie similar

poate fi realizat şi în domeniul căldurii şi al carburanţilor. Există deja case individuale

şi în curând zgârie-nori care răspund propriilor lor nevoi datorită energiilor

regenerabile. Totalul suprainvestiţiilor este compensat în zece sau douăzeci de ani de

economiile de combustibili astfel obţinute. Dezvoltarea maşinilor hibride trebuie să

permită şi înlocuirea carburanţilor fosili cu biocarburanţi şi motorizări electrice

utilizând noi tehnologii ale bateriilor.

Posibilitatea de a merge spre o lume post-fosilă şi post-nucleară nu este

întotdeauna percepută ca atare; de fapt, existenţa acestei oportunităţi este chiar negată

în continuare. Sistemul nostru depăşit, cu structurile sale de întreprinderi asociate, este

perceput ca gravat în marmură. Considerăm demonstrat faptul că este tehnologic

neutru faţă de alte surse de energie ale căror costuri sunt privite în mod izolat, pe când

ar trebui să se compare sistemele energetice în globalitatea lor. Această viziune

trădează o lipsă completă de cunoştinţe de bază în tehnologii şi sociologie, legate de

energie.

Una dintre posibilităţile energetice evidenţiate de Hermann Scheer în pledoaria

sa, este energia eoliană.

20

Energie eoliană

Concluzii

Noile cerinţe în domeniul dezvoltării durabile au determinat statele lumii să îşi

pună problema metodelor de producere a energiei şi să crească cota de energie

produsă pe baza energiilor regenerabile. Protocolul de la Kyoto angajează statele

semnatare să reducă emisiile de gaze cu efect de seră. Acest acord a determinat

adoptarea unor politici naţionale de dezvoltare a eolienelor şi a altor surse ce nu

degajă bioxid ce carbon.

Trei factori au determinat ca soluţia eolienelor să devină mai competitivă:

• noile cunoştinţe şi dezvoltarea electronicii de putere;

• ameliorarea performanţelor aerodinamice în conceperea turbinelor eoliene;

• finanţarea naţională pentru implantarea de noi eoliene.

Energia eoliană s-a dovedit deja a fi o soluţie foarte bună la problema

energetică globală. Utilizarea resurselor regenerabile se adresează nu numai

producerii de energie, dar, prin modul particular de generare, reformulează şi modelul

de dezvoltare, prin descentralizarea surselor. Energia eoliană în special este printre

formele de energie regenerabilă care se pretează aplicaţiilor la scară redusă.

Piaţa mondială energiei eoliene continuă să crească anual cu o rată de 32% în

ciuda constrângerilor legate de oferta limitată de turbine eoliene. Această dezvoltare

arată că industria globală a energiei bazată pe forţa vantului răspunde rapid provocării

de a produce nivelul solicitat şi reuşeşte să-şi susţină creşterea.

Producerea energiei electrice cu ajutorul turbinelor eoliene nu produce

poluarea aerului deoarece acestea nu consumă combustibil.

Principala obiecţie împotriva instalării turbinelor eoliene este pericolul ce îl

reprezintă acestea asupra păsărilor şi liliecilor. Cu toate acestea studiile arată că

numărul pasărilor omorâte de turbinele eoliene este neglijabil în comparaţie cu

numărul păsărilor omorâte de maşini, de liniile de înaltă tensiune sau din pricina altor

activităţi ale omului. Pericolul ce-l mai mare îl reprezintă pentru liliecii migratori în

21

Energie eolianătimpul perioadelor de migrare. Dar în general fermele eoliene nu sunt aşezate pe

rutelele de migrare ale acestora.

Zgomotul făcut de turbinele eoliene este adeseori considerat o problemă deşi,

zgomotul turbinelor mari este mai slab decat cel al turbinelor mici.

O problemă este uneori şi estetica, unele proiecte fiind amânate din acestă

cauză.

Bibliografie

1. Revista „Arborele Lumii”, Știință și tehnologie nr. 57

2. http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_eoliană

3. http://www.agp.ro/ro/energia_eoliană

4. http://www.energeia.ro

5. http://www.energie-eoliană.com

6. http://www.eoliene.net

7. http://www.naturenergy.ro

8. http://www.termo.utcluj.ro/regenerabile/

9. http://www.sporulcasei.ro/

10. http://cleantechnica.com

11. http://www.eia.doe.gov/kids/

22