SZÉLENERGIA

A szélenergia olyan megújuló energiafajta, amelynek termelése környezetvédelmi és költségelőnyei miatt,
rohamos ütemben nő a világban. További jelentősége, hogy használata összhangban van a fenntartható
fejlődés alapelveivel, tehát alkalmazása nem rombolja a környezetet, ugyanakkor nem is fogja vissza az
emberiség fejlődési lehetőségeit.

A szélenergia alkalmazása, nem okoz olyan halmozódó káros hatásokat, mint az
üvegházhatás a levegőszennyezés vagy a vízszennyezés.

Szélenergia
Aktuális
széltérkép
Széltérkép

SZÉLENERGIA

A szélenergia alkalmazása lehetőséget ad arra is, hogy az ember saját maga
állítsa elő az otthonában használt villamos energiájának, üzemanyagának és
vizének egy részét, vagy akár egészét. A fosszilis tüzelőanyagoktól való
elhatárolódás különösen fontos, egyrészt a globális felmelegedés
megállítása és a károsanyag-kibocsátás mérséklése végett,
másrészt a közelgő olajhozam csúcs fenyegetése miatt.












A szélenergia felhasználása az egyik
leggyorsabban fejlődő és az utóbbi időben
a legnagyobb kapacitásbővülést
elérő megújuló energiaforrás-kinyerés.

A szél segítségével termelt energia jelenleg
évi 20%-kal növekszik.
A VertiGo SRG szélgenerátor család
a szélenergia hasznosításával
a fenntartható és élhető fejlődési modell
maradéktalan és következetes képviselője.

halmazabra





Történet

TÖRTÉNET

A szél mozgási energiáját évezredek óta használják például a vitorla
segítségével, de az építészetben is hasonlóan régóta alkalmazzák
különböző szellőzőrendszerek működtetésére.
Az első, szél által hajtott gép, Herón szélkereke az 1. századból.

A szél energiáját használták a középkorból ismert szélmalmok is,
melyek a 9. században jelentek meg a mai Irán területén,
bár egyes elméletek szerint már a 7. században is
használatban voltak. A Közel-Keleten és Közép-Ázsiában ettől
kezdve egyre inkább elterjedtek eme szerkezetek, India és
Kína is átvette használatukat, míg 1180 körül már
Északnyugat-Európában is számos helyen alkalmazták,
elsősorban gabona őrlésére, de a földek lecsapolására is,
hogy azok mezőgazdasági művelésre vagy építkezésre
alkalmassá váljanak.


















Az amerikai kontinensre az európai telepesek vitték el
a technológiát fenyegetése miatt.

A szél energiáját víz kiemelésre a 19. század végén kezdték használni,
és az 1920-as években az Egyesült Államok vidéki területein
egyre több helyen alkalmaztak hasonló technológiákat,
ám ezek az áramhálózat terjedésével elavulttá váltak, így a szélenergia csak
a 20. század végén jutott nagyobb szerephez.

A 21. század elején a technológiai fejlődésnek köszönhetően
a szélenergia ára rohamosan csökken és jelenleg ez az
egyik leggyorsabban bővülő energiaforrás, évi 20% körüli kapacitásbővüléssel.

Érdekesség: Massoud Hassani Afganisztánban 2012-ben egy játék alapján
kifejlesztett egy szél hajtotta eszközt, amely aktivizálja a taposóaknákat.

Magyarországon a Kiegyezés idejében (1867)
több mint ezer szélmalom működött a mai Csongrád megye területén.


Gazdaságosság

GAZDASÁGOSSÁG

Az utóbbi években jelentősen csökkent a szélenergia előállításának ára, de még nem olcsóbb,
mint a más módokon előállított áram ára (25 Ft/kWh, az átlag 14.16
Ft/kWh-val szemben). 2005-ben a szélenergia előállítása egyötödébe került az 1990-es évek
vége költségeinek, és ez a trend a gazdaságos nagy turbinák
tömegtermelésével várhatóan folytatódik.

A szélenergia termelése gyorsan nő, 2012-ig becslések szerint
az előző szint két és félszeresét érheti el.

A szélenergia alkalmazása, nem okoz olyan halmozódó
káros hatásokat, mint az üvegházhatás a levegőszennyezés
vagy a vízszennyezés.

Érdekesség: Burgellandban, 2015. év elején adták át a
400.óriás szélturbinát. Németországban, 2014-ben,
2800 db szélturbina működött.

Mindenesetre a szélenergia néhány helyen már ma is
fontos szerepet játszik az áramtermelésben,
az Egyesült Államok-béli Iowa állam áramának 14,
a német tartomány Schleswig-Holstein áramának 40,
Dánia áramának 20 %-a származik csak szélenergiából.








A szél energiája

A SZÉL ENERGIÁJA

A Nap, Földet elérő energiájának 1-3%-a alakul szélenergiává. Ez 50-100-szor nagyobb mennyiség,
mint amennyit a Föld teljes növényvilága konvertál a fotoszintézisen keresztül.
E szélenergia jó része nagy magasságokban található, ahol a szél folyamatos sebessége
meghaladhatja a 160 km/h.

A súrlódáson keresztül a szélenergia szétoszlik a Föld atmoszférájában
és felszínén. A szél abból az okból keletkezik, hogy a Földet forgása következtében
egyenetlenül éri a Nap hője.

A pólusok kevesebb energiát kapnak, mint az egyenlítői régiók,
a szárazföld gyorsabban melegszik fel és hűl le, mint a tengerek.

A hőmérsékleti különbségek a földfelszíntől a sztratoszféráig terjedő
rétegekben globális légáramlási rendszert tartanak mozgásban.
A szelek mozgását egy sor egyéb tényező is komplikálja, mint az évszakok
vagy a nappal és éjszaka váltakozása, a Coriolis-erő, a föld
és a víz fényvisszaverő képességének, a nedvességtartalomnak
és a szélsúrlódásnak az egyenetlenségei.




Szélturbina

SZÉLTURBINA

A szélturbina a szél energiáját egy lapátszerkezet
segítségével forgó mozgássá alakító és azt hasznosító szerkezet.
A szélenergia megújuló energia, melyet a szélmotor (szélturbina) fog be.
A szélturbina nem igényel jelentősebb karbantartást, viszonylag olcsó a kiépítése,
valamint rendkívül megbízható, és nincsenek káros hatásai a környezetre nézve
Háromfázisú áram termelése történik, melyet kis veszteséggel szállíthatunk
igen nagy távolságokra transzformátor segítségével.
Ezen szerkezet elődje a szélmalom, mely a mechanikus
energiát használta fel például gabona őrlésére.

A szélenergiából származó áram mennyisége évszakonkén
változó, az átmeneti évszakok és a tél szelesebbek, mint a nyár.
Magyarország a mérsékelten szeles kategóriába sorolható,
itt legjellemzőbbek a gyenge szelek, így a szélenergia hasznosítása
kevésbé hatékony a hagyományos technológia alkalmazásával.



Egy turbina lapátjainak fordulatszáma n=15-60/min
tartományba esik. A turbinák beindításához nyílt területen a szél átlagsebessége
0,5 m/s. A szél sebessége a magassággal arányosan nő (Herrmann képlet), közelítőleg


ahol
• v1 a szélsebesség a
  talajközeli h1 magasságban,
• v2 a h2 magassághoz tartozó
  szélsebesség.



Az 1/5-ös hatványkitevő egy átlagérték, valójában egy adott helyen napi és éves ingadozása van.
A szélturbináknak alapvetően három típusa létezik:

1. A vízszintes tengelyű szélturbina a legáltalánosabb típus, a turbinalapátok és a generátor
gy torony tetején helyezkednek el.

2. A függőleges tengelyű szélturbina forgótengelye függőlegesen helyezkedik el,
így nem szükséges az irányító lapát.

3. Rengeteg különleges kialakítású szélturbina létezik.

Szél energetika nemzetközi vonatkoztatásban

SZÉL ENERGETIKA
NEMZETKÖZI VONATKOZÁSBAN

A szélturbinák sorozatgyártása 1979-ben, Dániában kezdődött.
Az első gyárak, a Kuriant,a Vestas, a Nordtank és a Bonus megalapozták
a modern szélenergia-ipart. Ezek a korai turbinák sokkal kisebb
teljesítményűek voltak (20-30 kW), mint a mostaniak.
Dánia energiaszükséglete közel egyharmadát szélerőművekkel fedezi,
ami a legmagasabb arány világszerte.
Élen jár a szélturbinák gyártásban és használatban egyaránt,
és arra törekednek, hogy ezt az arányt 50%-ra növeljék.
Manapság már több országban gyártanak szélturbinákat,
és több ezer turbina üzemel világszerte.
Jelenleg az összteljesítményük 318 GW,
ami 35 GW-al magasabb az előző évinél

2013-ban, a legnagyobb szélenergia-kapacitással Kína,
az Amerikai Egyesült Államok, Németország, Spanyolország és India rendelkezett
(lásd a táblázatot).

A bővülés mértékét jelzi, hogy az Egyesült Államokban 2005 óta telepített új áramtermelő
kapacitás 35 %-a származik szélenergiából, ami meghaladja a szén és földgáz alapú
új erőművek teljesítményét. 2000 és 2006 között megnégyszereződött az így
termelt villamosenergia mennyisége.
A szélerőművek 81%-a az Amerikai Egyesült Államokban és Európában van,
de az új telepítések megoszlása az első öt ország között 2004-ben 71%, 2006-ban 62% volt.
Az azóta eltelt időszak során Kína is jelentős beruházásokat eszközölt, mára már az ázsiai
ország rendelkezik a legnagyobb névleges kapacitással. Az USA szélenergia termelése 2006 február
és 2007 február között 31,8%-kal növekedett.

A szélerőművekben előállított 1 MW villamos energia, 250 átlagos amerikai háztartás ellátásához elegendő. Az Amerikai Szélenergia Egyesület (American Wind Energy Association) szerint 2008-ban
az USA teljes energiaszükségletének 1%-át (kb. 4,5 millió háztartás) szélenergiából fedezi, ami 1999-ben még alig 0,1% volt. Az Amerikai Energia Hivatal (U.S. Department of Energy) tanulmánya szerint három állam,
vagy a tengerre telepített (offshore) szélfarmok elegendő szélenergiát termelhetnének az egész ország számára. Texas állam Kaliforniát megelőzve, a legnagyobb termelővé lépett elő. 2007-ben 2 GW-tal akarták
emelni jelenlegi kb. 4,5 GW-os teljesítményüket. India negyedik a legnagyobb szélenergia-kapacitással rendelkező országok között 6270 MW-os termelésével, 2006-ban. A világ össz energiatermelésének 3%-át India állítja elő. 2006 novemberében Delhiben tartották a Nemzetközi Szélenergia Konferenciát (The World Wind Energy Conference), ami új lökést adott az indiai szélenergia-ipar fejlődésének.
A Muppandal melletti szélfarm egy nagyon szegény falut lát el energiával.
Az indiai Suzlon Energy a világ legnagyobb szélturbina gyártója.

Föld összes termelése

A FÖLD ÖSSZES TERMELÉSE

tablazat



Érdekesség: Magyarország szélenergiával megtermelt kapacitása 330 MW