Nedostatci vjetroelektrana
    Utorak, 28 Lipanj 2011 08:17

    Nedostatci vjetroelektrana

    Vjetroelektrane, kao i sve elektrane na obnovljive, a nestalne izvore energije (hidroelektrane, fotonaponske elektrane), imaju pored poželjnih svojstava i nepoželjna svojstva; nepoželjna osobito valja imati na umu prilikom naglašenijeg izlaganja elektroenergetskog sustava vjetroelektranama. 


    Poželjna svojstva
    Poželjna svojstva vjetroelektrana poznata su – nabrojimo ih:
    -obnovljivost vjetra: potpuna;
    -potencijal vjetra: tehnički ostvariv je 20% ukupne proizvodnje električne energije;
    -izravnija pretvorba prirodnog oblika energije u električni oblik energije;
    -stupanj djelovanja pri pretvorbi energije vjetra u električnu energiju: solidan;
    -podizanje sigurnosti dobave: u mjeri u kojoj se smanjuje ovisnost o uvozu;
    -mogućnost raspršenog instaliranja: ako su vjetroelektrane instalirane doista neposredno uz potražnju, prosječne snage podjednake potražnji i priključene na niski napon ili mjesni srednji napon, smanjuju prosječno opterećenje mreže na višim naponskim razinama i time snizuju gubitke u mreži;
    -trošak pridobivanja izvornog oblika i trošak izvornog transporta: dakako ne postoje;
    -CO2-neutralnost: potpuni izostanak emisije prilikom korištenja;
    -utjecaj na domaće zapošljavanje: moguć; dakako uz dugoročno građenje vjetroelektranskih parkova s velikim brojem standardiziranih agregata.

    Sva ta poželjna svojstva vode tome da u Europi i svijetu naglo raste instalirana snaga vjetroelektrana. U zemljama UCTE (kontinentalna Europa), u 2008. godini bilo je gotovo 60 GW (tisuća megavata) ukupno instalirane snage vjetroelektrana, uz godišnju proizvodnju od preko 100 TWh (milijarda kilovatsati). Zapaža se dobar „dosluh" izgrađenosti vjetroelektrana s visinom bruto domaćeg proizvoda po stanovniku. Primjerice: Njemačka i Španjolska, zemlje su s velikom, a Italija, Francuska, Danska i Nizozemska s većom izgrađenošću vjetroelektrana, a BDP je u tim zemljama iznosio u 2008. godini 25300 do 33800 eura/stanovniku.

    Nedovoljno poželjna svojstva
    Vjetroelektrane imaju niz manje poželjnih, ali ipak svladivih svojstava:
    -površinska distribucija vjetra: neravnomjerna je. Na sjeveru Europe vjetra ima više nego na jugu (omjer prosječnih brzina je oko 2:1), a lokalnu neravnomjernost uvjetuje terenska konfiguracija (blizina mora, planine, ravnica, velika šumska prostranstva);
    -površinska gustoća energije: mala je. Vjetrogenerator, lociran na mjestu gdje je brzina vjetra za nazivnu snagu 20 m/s, uz godišnje trajanje od 2000 sati, ostvarivao bi godišnju proizvodnju od 3440 kilovatsati po svakom četvornom metru ploštine površine koju u vrtnji opisuje elisa;
    -mogućnost izvornog transporta: dakako, ne postoji, te je nužan prijenos električne energije s mjesta moguće vjetroproizvodnje na mjesta potražnje;
    -mogućnost izvornog uskladištenja: dakako, ne postoji, te se vjetar mora koristiti ritmom svoga (u stanovitoj mjeri ćudljivog) dotoka;
    -oscilacija prirodnog dotoka: najveća moguća i bez ikakve unaprijedne cikličnosti; pri premalom vjetru ili pri prevelikom vjetru, vjetroelektrana se mora obustaviti. Električna snaga generatora vjetroagregata najprije raste s brzinom vjetra a onda se smanjuje zbog aerodinamičkih gubitaka i kočenja svojstvenih izvedbi agregata.

    Tipično, snaga vjetroagregata s brzinom se vjetra mijenja ovako:
    -0 do 3 m/s, generator isključen s mreže
    -veća od 3 do 13-15 m/s, snaga srazmjerna brzini vjetra na treću potenciju, promjeni li se brzina od 10 na 5 m/s, snaga padne na osminu
    -veća od 15-17 do ~25 m/s, snaga jednaka nazivnoj uz blagi pad na oko 90%
    -veća od ~25 m/s (90 km/h), generator isključen s mreže;
    -stoga dio konvencionalnih elektrana mora imati visoka regulacijska svojstva – taj udio regulacijskih elektrana opadati će očekivanim poboljšavanjem prognoziranja vjetroelektričnog angažmana za sve dulje unaprijedno razdoblje;
    -mogućnost kogeneracije (dakle istodobne proizvodnje elektrike i topline): dakako nemoguća je u vjetroelektranama;
    -energija potrebna za proizvodnju opreme i materijala – trajanje energetske amortizacije je za vjetroelektrane 7-16 mjeseci (vrijeme povrata utrošene energije);
    -opterećenje okoline na mjestu transformacije vjetra u električnu energiju u vizualnom pogledu i u pogledu zauzetog tlocrta (uračunavši i pristupne puteve) značajno je;
    -opterećenje okoline emisijom buke postoji, tako da je vjetrene farme moguće graditi samo u pustim predjelima s dovoljno vjetra ili uz puste obale, te u moru. Enervantna pokretna sjena za sunčana vremena na sjevernoj strani vjetroagregata!
    -podizanje pouzdanosti napajanja: praktički neostvariva, jer ovisi o vjerojatnosti da će biti vjetra pri raspadu sustava ili nestanku napona u lokalnoj mreži i da će dotok vjetra odgovarati trenutnoj potražnji električne energije.

    Bitno nepoželjno svojstvo
    Trajanje iskorištenja raspoložive snage (omjer godišnje proizvodnje i raspoložive snage) doista je skromno. U svim vjetroelektranama u UCTE trajanje instalirane snage bilo je oko 1900 sati godišnje (a nuklearnih elektrana – oko 6900 sati), to dakle znači da bi vjetroelektrane proizvele svu energiju uz maksimalnu snagu, koju godišnje proizvedu uz neravnomjernu snagu, za oko 20% trajanja godine. Slikovitije: kada bi svaki peti dan
    vjetroelektrane radile punom snagom, četiri dana bi posve mirovale. Dakako, u stvarnim prilikama ima razdoblja u kojima one rade punom snagom, pak razdoblja kada rade smanjenom snagom i razdoblja kada doista uopće ne rade (zbog premale ili prevelike brzine vjetra).

    Dolazimo do najteže prihvatljivog svojstva nužnost rezerve u konvencionalnom elektroenergetskom sustavu: na 1 megavat instalirane snage u vjetroelektranama treba u njemačkim prilikama držati 0,85-0,95 megavata rezerve u drugim (konvencionalnim) elektranama, dakle vjetroelektrana štedi gorivo ali traži za sebe praktički još jednu takvu elektranu u sustavu, pri čemu će stupanj iskorištenja konvencionalnih elektrana biti umanjen (dakle poskupjet će njihova proizvodnja), jer će stajati u razdobljima kada ima vjetra. 

    Ilustrirajmo to podacima o vjetroproizvodnji u Njemačkoj ostvarenoj 2007. godine (iskazano postocima ukupne instalirane snage vjetroelektrana; na početku/kraju godine to je bilo 20622/22247 MW – pet puta više od svih hrvatskih elektrana!):
    -maksimalni istovremeni angažman 87,9%
    -minimalni istovremeni angažman 0,5%
    -broj mjeseci kada je maksimalni angažman bio manji od 75% 8
    -broj mjeseci kada je minimalni angažman bio do 1% 6

    Konačno, broj mjeseci kada je proizvodnja bila manja od 50% najveće mjesečne proizvodnje 2007. godine bio je 8. Usput, u njemačkim vjetroelektranama ostvarena je te godine netoproizvodnja električne energije od 39,5 TWh.

    Zemlje s visokim udjelom proizvodnje u hidroelektranama (jučer) i/ili vjetroelektranama (danas) imaju u pravilu vrlo visoku rezervu u raspoloživoj snazi u odnosu na vršno opterećenje. Rezervom se razumijeva razlika ukupne raspoložive snage svih elektrana i vršnog opterećenja. Za sve zemlje UCTE, kod kojih je udio nestalnih izvora u proizvodnji električne energije prosječno 15,7% ta je rezerva 74,2% vršnog opterećenja. U zemalja u kojima je udio nestalnih izvora znatan, ta je rezerva negdje čak veća od 100% (Austrija, Bosna i Hercegovina, Španjolska i Danska)! Mi smo imali 2008. godine znatno manju rezervu (37,2%) uz znatno veći udio nestalnih izvora (hidroelektrane) od prosječnog, oko 30%.

    Sagledive hrvatske prilike
    Strategijom energetskog razvoja Hrvatske za 2020. godinu predviđa se 1200 MW u vjetroelektranama. Neće li tada biti nedovoljna instalirana snaga konvencionalne rezerve, odnosno elektrana na stalne izvore energije? Pitanje postaje još naglašenijim, ukoliko se izgradnja vjetroelektrana ostvari prema Strategiji (interes za tu gradnju u nas velik je!), a izgradnja elektrana na stalne izvore značajnije podbaci. Strategija, predvidjela je ukupnu izgradnju elektrana od zaokruženo 4400 MW do 2020. godine (nove elektrane i zamjena onih kojima je istekao vijek trajanja):
    -velike HE 300 MW (uključujući HE Lešće)
    -termoelektrane na plin 1200 MW (uključujući one u izgradnji)
    -termoelektrane na ugljen 1200 MW
    -kogeneracijske elektrane 300 MW
    -vjetroelektrane 1200 MW
    -male HE 100 MW
    -elektrane na biomasu 85 MW

    Dakle puštanje u pogon 400 novih megavata svake godine! (U 2010. godini pustili smo u pogon tek 20% te godišnje kvote: HE Lešće, 42 MW i vjetroelektrane.) U 2020. godini predviđa se ukupna instalacija svih elektrana od 6200 MW, vršno opterećenje od 4767 MW, te bi rezerva instalirane snage bila 1433 MW (30%). Dakle, vjetroelektrane s 1200 MW „pojele" bi 83,7% te rezerve, da li je to razumno!? Rezerva inače treba pokriti, u kritičnom razdoblju elektroenergetskoga sustava:
    -izostali vjetroangažman,
    -izostali hidroangažman protočnih HE (vrlo značajno, za nas; naše hidroelektrane proizvedu godišnje 3,5 TWh u sušnoj, a preko 7 TWh u vlažnoj godini),
    -neočekivani dugotrajniji zastoj bilo koje proizvodne jedinice u sustavu.

    Sadašnju utvrđenu granicu (odobrenu rješenjem Ministarstva gospodarstva) ukupne instalirane snage vjetroelektrana u EES Hrvatske treba stoga ostaviti na razini 360 MW. Postupni porast te granice urediti proporcionalno porastu rezerve raspoložive snage u EES; dakle, razlici ukupne raspoložive snage elektrana i vršnog opterećenja.

    Punu otkupnu cijenu proizvodnje (0,71 kn/kWh, za vjetroelektrane snage do 1 MW, odnosno 0,721 kn/kWh za snage veće od 1 MW, ali tada plaćanje naknade lokalnoj samoupravi od 0,01 kn/kWh, u 2010. godini) koriste one vjetroelektrane kod kojih je udio domaće komponente jednak ili veći od 60%, a s faktorom 0,93 množi se garantirana otkupna cijena ako je udio domaće komponente manji ili jednak 45%. Može li se to promijeniti radi većeg favoriziranja domaće komponente, za nadolazeće vjetroelektrane? Ne bismo li mogli reći da se poticajna cijena može koristiti samo u slučaju da je domaća komponenta veća od 60% – taj poticaj plaćaju hrvatski građani i poduzetnici (danas: 0,5 lipa po svakom kilovatsatu preuzete električne energije) radi, između ostalog,
    povećavanja zapošljavanja svojih radnika! Nepravedno ga je koristiti za povećanje zapošljavanja inozemnih radnika!

    Sada, u nas: otkupna cijena jednaka je za čitavo garantirano razdoblje otkupa (12 godina) i korigira se faktorom inflacije, rastom cijena na malo (2008: 5,8%, 2009: 2,9%, 2010: 1,9%, za tri godine ostvareni rast je oko 11%!).

    Može li se to promijeniti za nadolazeće vjetroelektrane:
    a) da se otkupna cijena godinama lagano prigušuje (zbog sniženja cijena opreme), a korigira faktorom inflacije i/ili
    b) da se otkupna cijena nešto smanji nakon isteka polovine garantiranog razdoblja?
    Ili: može li se uvesti obveza, za nadolazeće vjetroelektrane, učešća u troškovima energije za pokrivanje neravnoteže razliku ostvarena i najavljena/planirana angažmana) koju se izazvale vjetroelektrane?Vjetroelektrana 10 MW uz investicijske troškove od danas orijentacijski oko 1200 eura/kW koštala bi 12 milijuna eura ili 87,7 milijuna kuna. Uz trajanje instalirane snage od 2000 h/god, proizvela bi u 12 godina 240 milijuna kilovatsati i za toliku proizvodnju dobila bi ukupno 171 milijun kuna (po neto otkupnim cijenama iz 2010. godine – 0,711 kn/kWh, uz udio domaće komponente veći od 60%). Dakle, gotovo dvostruko više nego li je uloženo; da li je to prihvatljivo!?

    Konačno: pretpostavimo da je hrvatski elektroenergetski sustav doista dograđen vjetroelektranama ukupne snage 1200 MW u 2020. godini, kada će ukupna netpotrošnja električne energije biti predvidivo (Strategijom) 25 TWh. Uz prosječno trajanje instalirane snage vjetroelektrana od 2000 sati godišnje, izlazi da bi njihova ukupna proizvodnja mogla biti 2,4 TWh.

    Koliko će stajati proizvodnja tih vjetroelektrana, iskazano današnjim novcem? (Djelovanjem inflacije na zajamčenu otkupnu cijenu, to će 2020. godine dakako biti daleko veći iznos, iskazan tadašnjim novcem!) Uz sadašnju garantiranu otkupnu cijenu iz vjetroelektrana od prosječno 72 lipe/kWh, trebat će za otkup vjetroelektrične proizvodnje ukupno 1,728 milijarda kuna. Dodatak što ga plaćaju svi kupci kao naknadu za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora samo radi vjetroelektrične proizvodnje dobijemo diobom tih 1,728 milijarda kuna s 25 milijarda kilovatsati netopotrošnje u 2020. godini. Dakle, bit će podignut sa sadašnjih 0,5 lipa/kWh na 6,9 lipa/kWh; bit će učetrnaeststručen – samo radi vjetroelektrana. A za 12 godina njihova pogona, u kolikom razdoblju vrijedi zajamčena cijena, bit će utrošeno za otkup njihove proizvodnje oko 20 milijarda (današnjih) kuna.

    www.hkis.hr


    Vjetroagregati koji ne ometaju zrakoplovne radarske sustave uskoro bi mogli postati komercijalno izvedivi, tvrdi Vestas, danski proizvođač vjetroagregata.

    Procjenjuje se da je izgradnja 20 GW vjetroagregata diljem svijeta blokirano zbog zabrinutosti oko ometanja radara, a testiranja kompanije Vestas Technology R&D nudi učinkovito rješenje za ovaj problem. Vestas je nedavno objavio kako su ispitivanjem „nevidljivog" rotora pune veličine učinjeni značajni koraci u rješavanju velikog izazova na području energije vjetra. Upravo takav rotor omogućiti će vjetroagregatima nesmetan rad u neposrednoj blizini vojnih i zračnih luka, te na drugim lokacijama gdje se nalaze radarski sustavi.

    Ispitivanje „nevidljivog" vjetroagregata, koje je, sa tehnološkim partnerom QinetiQ, provedeno u Ujedinjenom Kraljevstvu, dio je istraživanja započetog 2006. godine. Preliminarni rezultati ispitivanja, objavljeni na Međunarodnom forumu o vjetru i radarima održanom u Ottawi u Kanadi, pokazali su da je Vestasov vjetroagregat V90 sa „nevidljivim" rotorom postigao ciljano smanjenje utjecaja na radar koje iznosi čak 99%, odnosno 20 decibela, u odnosu na standardne vjetroagregate.

    Potencijal za nove lokacije
    Finn Strøm Madsen, predsjednik Vestas Technology R&D, izjavio je kako testiranje pokazuje da je kompanija uspješno prilagodila vojnu „nevidljivu" tehnologiju kako bi se Vestasove vjetroagregate moglo upotrebljavati na lokacijama koje su trenutno zabranjene zbog mogućnosti ometanja radarskih sustava.

    Ovo ju ključni korak prema komercijalizaciji „nevidljivih" vjetroagregata, te predstavlja veliki potencijal za upotrebu značajnog broja lokacija.

    Prilagodba vojne tehnologije
    Rješenje „nevidljivog" vjetroagregata nalazi se u materijalima koji absorbiraju radarske signale. Materijali su integrirani u proizvodni proces komponenata vjetragregata, a moguće ih je dizajnirati da absorbiraju zračne i pomorske frekvencije. Ove izmjene ne utječu na performanse ili izgled vjetroagregata propisane trenutnim vizualnim standardima.

    Objavljeno ispitivanje rezultat je petogodišnjeg istraživanja, u suradnji sa QinetiQ-om, kod kojeg je cilj bio razvoj i poboljšanje vojne „nevidljive" tehnologije za primjenu na vjetroagregatima. Prijašnja laboratorijska ispitivanja i ispitivanja u zračnom tunelu rezultirala su, 2009. godine, ispitivanjem lopatice duge 44 metara. Nakon toga su dodatne promjene u dizajnu rezultirale smanjenjem troškova i poboljšanjem kvalitete, koji su verificirani ispitivanjem „nevidljivog" vjetroagregata sa tri lopatice 2011. godine.
    www.vjetroelektrane.com
     
     
    Štetnije nego što se mislilo? Farme vjetrenjača POVISUJU temperaturu i štete okolišu
    AUSTIN - Studija nedavno objavljena u američkom časopisu Nature Climate Change pokazuje da farme vjetrenjača, koje se slave kao jedan od najvećih uspjeha zelene energije u cilju dugoročnog očuvanja okoliša, zapravo svojim radom mogu itekako štetiti okolišu. Naime, studija je pokazala da je temperatura tla na farmama vjetrenjača u Texasu narasla za 0.7°C od 2003. do 2011. Smatra se da je razlog tome sama energija koju stvaraju farme, kao i pokreti turbina. Vrlo je zanimljivo da se najveće zagrijavanje bilježi noću, jer tlo zbog rada vjetrenjača ostaje zagrijano dulje nego što bi inače, prenosi Gizmodo . Taj rast temperature pripisujemo prvenstveno farmama vjetrenjača, izjavili su autori istraživanja. A ako ovakve promjene zahvate dovoljno veliku geografsku površinu, mogu značajno utjecati na lokalnu i regionalnu klimu. Iako je ova studija provedena na ograničenom uzorku farmi vjetrenjača, njezini zaključci ipak daju razloga za brigu, već samo s obzirom na veličinu i rast industije energije dobivene iz vjetra. Ta je industrija proizvela 238 gigawatta struje prošle godine, što je porast of 21 posto u odnosu na prethodnu, a farme vjetrenjača koje se planiraju za budućnost predviđene su na još većim površinama i s još većim brojem vjetrenjača nego sada. Zbog sve toga, znanstveni brinu da se možda ipak upuštamo u prevelike investicije prije nego utvrdimo je li prozivodnja energije iz vjetra uistinu tako korisna i 'zelena' kako se misli.
    www.jutarnji.hr
     
     
    Pročitano 1852 puta

    O nama

    Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture. Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

    Kontakt info

    HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.
    Kralja Tomislava 82.
    31417 Piškorevci
    Hrvatska

    E-mail: info@hrastovic-inzenjering.hr
    Fax: 031-815-006
    Mobitel: 099-221-6503
    © HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive