W Polsce coraz większą uwagę zwraca się na możliwości zastosowania małych elektrowni wiatrowych. Są one jeszcze dużo mniej popularne niż instalacje PV. Jednocześnie zasadność ich stosowania i wydajność w znacznym stopniu zależy od regionu i warunków lokalnych. Zmienia się też sezonowo, wraz ze zmianami prędkości wiatru. Gdzie w Polsce i w jakich okolicznościach najlepiej sięgnąć po to urządzenie OZE?
Elektrownie wiatrowe potrzebują do pracy wiatru o odpowiedniej prędkości. Odpowiedniej nie zawsze znaczy „jak najwyższej”. Zwróćmy uwagę na następujące wielkości:
- małe turbiny wiatrowe zaczynają wytwarzać energię elektryczną po przekroczeniu prędkości startu – zwykle 2-3 m/s;
- w przypadku prędkości nominalnej (6-10 m/s) urządzenie działa z mocą nominalną. Zwiększenie tej prędkości nie powoduje już większej produkcji energii;
- przy prędkości wyłączenia (np. 25 m/s, jednak nie więcej niż 30 m/s) następuje wyłączenie turbiny, związane z bezpieczeństwem instalacji.
Każda turbina wiatrowa charakteryzuje się własnymi parametrami prędkości, mocy maksymalnej i sprawności. W Polsce jednak moc maksymalna w przypadku małych turbin osiągana jest rzadko. Czy jednak występują obszary o regularnym występowaniu wiatrów o prędkości zbliżonej do prędkości nominalnej?
Jak wieją wiatry w Polsce?
W opracowaniu Mapa wietrzności Polski z 2015 r. czytamy, że prędkość wiatru w Polsce waha się od 1,16 m/s (Zakopane) do 12,09 m/s (Śnieżka). Średnia dla kraju wynosi ok. 3,24 m/s. Jednocześnie nie jest to wartość miarodajna, bo regionalnie występują duże różnice. Znaczenie mają tu głównie ukształtowanie terenu i wpływ morza. W wyniku tego powstają wiatry lokalne – bryzy morskie czy feny takie jak halny w górach. Najwyższa produkcja energii wiatrowej w wielu obszarach przypada na okres wrzesień-grudzień. W Atlasie małej energetyki wiatrowej (AMEW-PL), najwyższe wartości współczynnika wykorzystania mocy znamionowej małych turbin wiatrowych przypadają na listopad.
Małe elektrownie wiatrowe – gdzie najlepiej stawiać?
Pod względem prędkości wiatru najkorzystniejsze warunki panują na Wybrzeżu Słowińskim, Pobrzeżu Gdańskim i Szczecińskim (wyspy Uznam i Wolin), na Mazowszu, Suwalszczyźnie i środkowej części Pojezierza Wielkopolskiego, a także w Kotlinie Sandomierskiej, w Bieszczadach oraz Beskidzie Śląskim i Żywieckim. Dodatkowo lokalnie bardzo dobre pod tym względem tereny to Wyżyny: Kielecko-Sandomierska, Krakowsko-Częstochowska, Śląska i Lubelska). Jak wskazuje IMiGW w opracowanym przez siebie Atlasie małej energetyki wiatrowej (AMEW-PL), małe turbiny wiatrowe pracują optymalnie w miejscach o średniej prędkości wiatru przekraczającej 5 m/s. Dlatego według IMiGW w Polsce najlepsze warunki wietrzności panują:
- na wybrzeżu Bałtyku (prędkości wiatru 7-8 m/s),
- w rejonach górskich (prędkości 6-7 m/s) oraz
- w północnej i zachodniej Polsce (prędkości 5-6 m/s).
Natomiast z danych producentów wynika, że prędkość nominalna urządzeń wynosi 6-10 m/s. Prędkość nominalną należy rozumieć jako prędkość, przy której turbina pracuje z mocą nominalną. Natomiast zwiększenie tej prędkości nie powoduje już większej produkcji energii).
Tereny mniej korzystne dla prosumenckiej energetyki wiatrowej
Natomiast niekorzystne pod względem wietrzności są obszary częstego występowania ciszy energetycznej. Cisza energetyczna to okres, w których prędkość wiatru nie przekracza 3 m/s. Takie warunki panują na Pojezierzu Drawskim, Nizinie Podlaskiej, Roztoczu czy w kotlinach śródgórskich (Jeleniogórskiej, Nowosądeckiej, Tarnowskiej, Raciborskiej).
Duże znaczenie warunków lokalnych
Dodatkowo, nawet na obszarze o wysokiej wietrzności na mniejszych wysokościach (dostępnych dla elektrowni przydomowych) prędkość wiatru jest mniejsza. Panują też mniej sprzyjające warunki pracy (częściej występuje przepływ turbulentny, rzadziej laminarny). Na faktyczną prędkość wiatru docierającego do łopatek turbiny ma wpływ lokalne ukształtowanie terenu i zabudowa. Znacznie ma tu np. wysoka gęstość zabudowy zaburzająca przepływ powietrza. Natomiast wysokie drzewa i budynki powodują zmniejszenie prędkości wiatru.
Przed decyzją o montażu elektrowni wiatrowej idealnie byłoby przez dłuższy okres czasu (co najmniej kilka miesięcy) mierzyć faktyczną prędkość wiatru w swojej okolicy. To oczywiście pewna uciążliwość dla inwestora. Niemniej daje rzeczywistą wiedzę o zasadności inwestycji w turbinę wiatrową.
Małe elektrownie wiatrowe – źródła. Informacje o prędkości wiatru w Polsce
- Dygulska Anna, Perlańska Elwira, Mapa wietrzności Polski. Projekt Czysta Energia. Słupsk 2015
- Atlas małej energetyki wiatrowej (AMEW-PL) – zaoby IMiGW
