Szélből áram

A szél napjainkban is vonzó energiaforrás, mert nem környezetszennyező, és mozgási energiája könnyen átalakítható villanyárammá. Az Európa Unió 2001/77/EK irányelve kötelezővé teszi mind a régi, mind az újonnan csatlakozott tagországok számára a megújuló energiák felhasználási arányának a növelését. Ennek egyik lehetséges eszköze a vízerőműveken túlmenően a szélerőművekkel előállított villamos áram.

Honnan fúj a szél?

A földfelszínt melegítő napsugárzás eredményeként a partok vagy a tengerek felett más-más hőmérsékletű légtömegek helyezkednek el. A hőmérséklet különbség azt eredményezi, hogy a levegő sűrűségében és nyomásában is eltérések keletkeznek, amit az atmoszférában végbemenő légáramlások igyekeznek megszüntetni.

Forgó szelek - műholdkép


















Ezek a nyomáskülönbségek a légköri erők hatására gyorsan szertefoszlanának, de a Földgolyó forogása során keletkező un. Coriolis-erő, az áramló levegőben örvényeket alakít ki. A mozgásban lévő légtömegekre a centripetális és a súrlódási erő is hatással van, ezért a domborzat, vagy a felszíntől való távolság jelentősen befolyásolja a légáramlást.
Röviden összefoglalva, a légköri áramlások célja a légnyomáskülönbségek kiegyenlítése, amire azonban több közismert fizikai jelenség hatása miatt soha nem kerülhet sor. Nos innen fúj a szél.

A szélturbina áramot termel

A szélenergia befogása ún. szélturbinákkal (szélmotorokkal) történik A szélturbinával nyert villamos-energia termelési elve viszonylag egyszerű. A mozgó légtömegek megmozgatják a lapátokat (ún. rotorokat), és az így nyert forgási energiát egy generátor alakítja át árammá.

A szélturbina termelési elve














A szélturbinákat ma általában ipari méretekben, nagy csoportokban építik egymás mellé un. szélparkokat kialakítva. A szélturbinák teljesítménye az utóbbi évtizedekben rohamosan nőtt, így ma már a néhány 10 kW és 5-6 MW között mozog az egyes típusok teljesítménye, a rotor átmérője pedig 40-120 m-ig változhat. A gyakorlatban a hatásfokuk 10 és 30% között alakul.
Vannak kis kapacitású, háztáji turbinák is. A kis „házi” turbinák teljesítménye általában nem haladja meg az 1 kW-ot, és rotorátmérőjük sem több 0,5-3m-nél. Egyedülálló tanyákon, ahol nincs hálózati villamosenergia-szolgáltatás lehetnek hasznosak. Ezek a turbinák a termelt villamos energiát akkumulátorok segítségével tárolják.
Bízhatunk-e a szélben?

Az időjárás kiszámíthatatlan, és vidékünkön olyan időszakok is előfordulnak, amikor napokig egyetlen falevelecske sem rezdül – teljes a szélcsend. Ilyen időjárási viszonyok között a szélvitorlák is állnak és nem termelnek áramot. Ezért a szélerőműből származó energia mennyisége csak nehezen becsülhető, és az energiatermelésben állandóan kisebb- nagyobb ingadozások vannak, amit az ipar és a lakosság nem tud elviselni.

A szélerőművek tervezésénél ismerni kell a szélsebesség- és szélirányadatokat
















A termelésben kialakuló ingadozások úgy orvosolhatók, hogy a szélpark által megtermelt elektromos energiát a villanygazdaság egységes hálózatához kell kapcsolni, mert ezáltal nemcsak szélcsendes időben nem akad el az áramellátás, hanem túltermeléskor a fölös energia visszatáplálható a hálózatba és így kerülhet elosztásra.

Szerbia 2007-es évi áramtermelése

A háztartásoknak és az iparnak nagy mennyiségű elektromos energiára van szükségük a zavartalan működéshez. Szerbia villanygazdasága (Elekroprivreda Srbije – EPS) a lakosság és az ipar számára nélkülözhetetlen elektromos energiát hőerőművekben és vízerőművekben állítja elő.

Szerbia áramtermelésének megoszlása (www.eps.co.yu)

Energiaforrás	Megtermelt energia
Szén - lignit	5171 MW
Mazut és földgáz	353 MW
Víz	2831 MW
Összesen	8355 MW

A fosszilis tüzelőanyagok mennyisége egyrészt véges, másrészt az elégetésükkel sok CO₂ keletkezik, ami fokozza az üvegházhatást, ezért az utóbbi időben a modern világ érdeklődése a megújuló energiaforrások felé terelődik. A vízenergia mellett egyre több remény fűződik a szél erejének kihasználásához. Amerikai tapasztalatok szerint a szélerőművek befektetett/termelt energiaviszonya 1:5, ami megközelítőleg kétszerese a széntüzelésű erőművek által termelt áram költségének, és közel azonos az atomreaktorok által termeltével.

Szélerőmű-park épül a vajdasági Magyarkanizsán?

A vajdasági Magyarkanizsa úttörő szeretne lenni egy szélerőmű-park megépítésében. Az erről szóló háromoldalú együttműködési megállapodást 2008. február 26-án írta alá Körmöci Károly polgármester, Dragan Surdučki tartományi energetikai titkár és a magyarországi illetőségű Vojvođanska Energetika Kft. képviselői. A tervek szerint a szélerőmű 150 MW energiát termelne, ami kétszerese a község szükségletének. A beruházás egymillió eurós befektetést jelent megawattonként, ezért előbb méréseket kell elvégezni, amiből kiderül, hogy kifizetődő-e az alföldi körülmények között a szélpark megépítése.

Egy megépült szélpark – a kép illusztráció



















A telepítés első szakaszában egy szélmérőtornyot építenek a helyi szélviszonyok vizsgálatára. Ez a szélkerék méri a szél sebességét, irányát és energiatartalmát. Amennyiben a mért eredmények kedvezőek lesznek, egy év múltán megkezdődhet mintegy 70 torony építése.

A szélerőmű-park környezetre gyakorolt hatása

A szélerőművek hátrányai között a drágaság mellett zajosságukat, tájképrontó és madárpusztító hatásukat szokták említeni.
Magyarkanizsa esetében a mintegy 70 szélgenerátor bizonyára megváltoztatja a tájat és kiépítése sem kifejezetten környezetkímélő. Egy darab megközelítőleg 100 méter magas széltorony elhelyezése negyedhektárnyi területet igényel. A 150 tonnás szélerőmű megtartásához 20 méter átmérőjű vasbetonalap szükséges.

A szélkereket csak a hatalmas vasbeton alap bírja megtartani

















Az építéshez felhasznált anyagok és a széltorony 40 méteres elemeinek szállítása csak túlméretes nehézgépjárművekkel oldható meg, amelyek számára utakat kell kiépíteni a jelenlegi zöld övezetben. Az építkezés, az anyagszállítás és a kész építmény visszafordíthatatlanul átalakítja a környezetet. Az meg csak a kiépülés és a működés során fog kiderülni, hogy a lakosságot mennyire fogja zavarni a szélturbinák látványa és zaja, valamint az, hogy az Alföld ritka madarai közül hány esik áldozatul a hatalmas szélkerekek lapátjainak.

Magyarkanizsai táj – virtuális szélturbinával