Obnovljivi izvori energije – Eolska energija

Eolska energija (energija vetra) ne može da zadovolji veći broj potrošača, ali zato može da se iskoristi kao dopunska energija za manje potrošače. Eolska turbina dobija snagu pretvaranjem sile vetra u moment obrtanja lopatica. Količina energije koju vetar predaje rotoru zavisi od gustine vazduha, površine rotora i brzine vetra. Nakon što anemometar izmeri brzinu vetra, kontroler startuje mašinu pri brzini vetra od 13 do 26 km/h i zaustavlja pri brzini od 100 km/h zbog mogućnosti pregrevanja. Vetar pokreće lopatice koje preko osovine i menjača pokreću rotor. Menjač zupčanicima povezuje vratilo male brzine sa vratilom velike brzine i povećava broj obrtaja od 20 do 60 o/min na 1200 do 1500 o/min. Ovaj broj obrtaja zahteva većina generatora za proizvodnju električne energije.

Osnovni nedostaci vetra kao energenta su promenljivost brzine i smer vetra. Oscilacije brzine mogu biti veoma velike i česte, pa se intenzitet vetra ne može smatrati konstantnim ni tokom jednog časa. Prosečna efikasnost turbina je nešto iznad 20%, ali i ona jako varira u zavisnosti od brzine vetra. Najveća efikasnost je pri brzini vetra od 32 km/h (9 m/s) i to je projektovani izbor konstruktora turbine. Na malim brzinama efikasnost nije važna, jer nema mnogo energije za preuzimanje, dok pri većim brzinama turbina mora trošiti višak energije koju generator ne može da prihvati. Efikasnost mora biti najveća u delu gde se preuzima najveći deo energije. Izrada turbina sa većim koeficijentom efikasnosti nije cilj sam po sebi, već pristupačna cena kWh.

Pošto je gorivo takoreći besplatno, ne treba ga štedeti, ali s druge strane svaki metar rotora znatno košta, pa je neophodno preuzimati što više energije iz vetra dok je cena kWh niska. Podaci iz evropske studije o obnovljivoj energiji pokazuju da vetar može postati jedan od najjeftinijih obnovljivih izvora energije. Za eolske turbine je procenjeno da će cena padati za 8–15% za svako udvostručenje proizvodnje.

Rad elektrana na vetar nije praćen pojavom zagađenja i štetnih uticaja koji prate rad nuklearnih elektrana i elektrana na fosilna goriva. Jedan od najnepovoljnijih aspekata eolske elektrane jeste taj što imaju varijabilnu i stohastičku proizvodnju (proizvodnju koja se ne može predvideti). Iz ovog razloga, udeo eolskih elektrana ne bi trebalo da pređe 10% u snazi svih elektrana elektroenergetskog sistema. Ovo nisu striktne vrednosti, jer postoje države gde udeo elektrana na vetar prelazi 10%, kao na primer u Danskoj. Udeo ovih elektrana je moguće povećati ako se osigura akumulisanje energije. Neka od mogućih rešenja su kombinovanja eolskih elektrana sa pumpno–akumulacionim postrojenjima ili solarnim elektranama.

Višak električne energije dobijene iz vetrogeneratora moguće je iskoristiti za kompresiju vazduha koji se zatim skladišti u nadzemnim ili podzemnim rezervoarima. U pogodnom trenutku taj se vazduh može iskoristiti za pokretanje turbina. Višak električne energije se može iskoristiti i za elektrolizu vode, a dobijeni vodonik može poslužiti kao gorivo u gorivim ćelijama. Na ovaj način postiže se vremenska nezavisnost između proizvodnje električne energije u elektro–energetskom sistemu i potrošnji. Međutim ni jedno od ovih rešenja nije povoljno, jer troškovi uskladištenja energije mogu biti veći od troškova izgradnje same eolske elektrane. Problemi koji se javljaju u vezi sa radom eolskih elektrana su buka pri prolasku krila kroz zavetrinu stuba i buka koju prave lopatice pri kretanju kroz vazduh, ometanje elektromagnetnih talasa, mehaničke vibracije, zauzimanje površine zemljišta.

// Prva ispitivanja Republičkog hidrometeorološkog zavoda Srbije su pokazala da je potencijal eolske energije 2000 MW. Vrlo brzo su rezultati ovih ispitivanja demantovani i utvrđeno je da je stvarni potencijal 1200 MW, ogromna razlika od 40%.

Najveći potencijal za korišćenje eolske energije je u Banatu, 500 MW. Napravljeni su značajni pomaci u korišćenju ovog oblika energije. Potrebno je pristupiti veoma oprezno, korak po korak, posebno sa subvencijama. U krajnjem slučaju ovu cenu mora da plati siromašni građanin Srbije. Njemu je visoka cena i od 0,064€/kWh, jer je prosečna plata izuzetno niska (390€). I u pojedinim zemljama EU, naročito Nemačkoj, se polako ukidaju subvencije na pojedine OIE (obnovljivi izvori energije). Prvi korak u Srbiji je inaugurisati EE (energetsku efikasnost). U Novom Sadu je formiran klaster EE čiji je osnovni cilj uvezivanje firmi radi racionalnog korišćenja energije i smanjenja energije u jedinici proizvoda.

Više o obnovljivim izvorima energije:
Obnovljivi izvori energije – osnovna podela
Obnovljivi izvori energije – Solarna energija
Obnovljivi izvori energije – Kretanje morske vode i geotermalna energija
Obnovljivi izvori energije – Energija biomase
Obnovljivi izvori energije – Nuklearna fuzija na Zemlji

Autori:
Prof. dr D. Škobalj,
Ž. Đokić, dipl. inž.