Farmy wiatrowe dziś kojarzą się przede wszystkim z gigantycznymi inwestycjami, na jakie decydują się rządy państw takich jak Wielka Brytania, Niemcy, Chiny. Pływające po morzach platformy, bądź wystające z wody kilkudziesięciometrowe słupy mogą robić wrażenie. Tak samo jak kolosy górujące nad polami u naszych sąsiadów z zachodu. Prawda jest jednak taka, że energia wiatru nie jest żadną innowacją. Pierwsze wiatraki funkcjonowały już w IX wieku w Persji i służyły do mielenia zboża.

Fot. Agencja impusPR
Nowe technologie, czytaj: inne surowce wykorzystane do budowy dzisiejszych „wiatraków” (w głównej mierze pochodzące z chińskich kopalni) wyszczupliły je i nadały im futurystycznego charakteru. Są też wyposażone w funkcje, o jakich, lata temu nikomu się nie śniło, np. samodzielnie blokują mechanizmy napędu, ustawiają łopaty pod odpowiednim kątem do wiatru, itp. Jednak zasada funkcjonowania pozostała ta sama: bez wiatru ani dziś, ani wieki temu w Persji, żaden z nich nie miał prawa drgnąć.

Strefy wiatru w Polsce

Silnik wiatrowy przetwarza energię wiatru na energię kinetyczną w ruchu obrotowym. Założenie wyjściowe jest więc bardzo proste: im więcej wiatru tym więcej energii. Wielu inwestorów wychodzi z założenia, że skoro wiatr jest wszędzie, wiatraki można stawiać praktycznie bez ograniczeń. Ma to mniej więcej taki sam sens, jak stawianie automatów z coca-colą w krajach Trzeciego Świata.

Nie sam wiatr jest ważny, ale jego składowe, a więc:

- częstotliwość;
- prędkość;
- siła;
- kierunek.

Podstawową rzeczą, jaką należy zrobić, jest określenie częstotliwości występowania wiatru, a więc analiza strefy wiatrowej, w jakiej planujemy inwestycję. W skali makro w Polsce rozróżnia się pięć stref:
I – bardzo korzystna;
II – korzystna;
III – dość korzystna;
IV – niekorzystna;
V – bardzo niekorzystna.

Ośrodek Meteorologii IMGW, autor: Halina Lorenc
Najkorzystniejszą strefą jest pas wybrzeża. Z kolei najmniejszymi prędkościami wiatru charakteryzuje się w zasadzie cała wyżynna część Polski. O ile w górnych partiach wyżyn (tj. powyżej 300 m) prędkość wiatru się wzmaga, o tyle wszelkie obniżenia między wysoczyznami, głównie o kierunku N - S, są obszarami wyciszonymi, leżącymi w cieniu aerodynamicznym osłaniających je wysoczyzn. Ponadto "wyciszone" pod względem prędkości wiatru są duże kotliny śródgórskie, takie jak: Jeleniogórska, Nowosądecka, czy Kotlina Raciborska.

Powyższy podział, mimo że jak najbardziej trafny, jest mocno ogólnikowy. Trudno więc opierać się na nim w mikroskali. Może bowiem zdarzyć się tak, że wiatrak usytuowany w pasie wybrzeża nie będzie wydajny.



Tu właśnie zaczyna się problem, bo szczegółowe badania na terenie Polski nie są w zasadzie prowadzone. Nie ma ogólnie dostępnych atlasów wiatru o dużej rozdzielczości. Trzeba więc kombinować naokoło. Jedną z możliwości jest zainteresowanie się danymi referencyjnymi pochodzącymi z niezbyt odległej stacji meteo. Najlepiej byłoby skonfrontować je z własnymi pomiarami. Nie tylko z określeniem częstotliwości wiatru, w skali makro jest problem. Również jeśli chodzi o siłę wiatru, warto byłoby poznać długookresowe badania z danego terenu.

Pokrycie terenu a przeszkody terenowe

Nie bez powodu elektrownie wiatrowe najczęściej pojawiają się w szczerym polu, bądź w sąsiedztwie wód. Między przepływem powietrza a powierzchnią ziemi występuje tarcie, skutkiem czego prędkość wiatru, równa zero przy samej ziemi (wodzie), w miarę oddalania się od niej rośnie tworząc tzw. pionowy profil prędkości. Prędkość, a więc i energia wiatru, a w ślad za nimi wydajność energetyczna wiatraka rosną z wysokością. Niemal zawsze korzystne jest usytuowanie wiatraka na wierzchołku łagodnego wzniesienia lub – nieco poniżej wierzchołka – po jego nawietrznej. Z kolei usytuowanie wiatraka na stromej skarpie może okazać się fatalne, podobnie jak np. na dachu.

Sąsiedztwo skupisk drzew, lasów, zabudowań to tzw. przeszkody terenowe. Wielu inwestorów zastanawia się, dlaczego w pobliżu lasu nie zaleca się stawiać elektrowni. Chodzi o to, że najczęściej po stronie zawietrznej przeszkód terenowych powstaje „ślad aerodynamiczny” z deficytem prędkości i zwiększoną turbulencją, co nie pozostaje bez wpływu na przydomową elektrownię wiatrową.

Trzeba też brać pod uwagę, że wiatr nie jest wartością stałą. Jego wartość zmienia się w sezonie. Szacuje się, że w Polsce na sezon zimowy (listopad-marzec) przypada 70 % rocznej energii wiatrowej. Jeśli więc inwestor chciałby podjąć próbę uniezależnienia się od dostawców prądu, warto, by miał również inne źródło energii. Samoistnie nasuwa się energia słoneczna, której „sezonowość” przypada na okres letni. Tak powstała hybryda mogłaby być swego rodzaju gwarancją stałych dostaw prądu. Jednak warto mieć świadomość, że zarówno wiatrak jak i panele słoneczne, to energia opierająca się na źródłach nietrwałych.

Elektrownia wiatrowa w świetle prawa

W przypadku, gdy elektrownie wiatrowe montuje się na konstrukcji nośnej, nie jest wymagane uzyskanie pozwolenia na budowę. Przyjmuje się, że konstrukcje nietrwałe nie są obiektami budowlanymi. Inny wariant to postawienie elektrowni w obrębie budynku. Budynek ma wszelkie pozwolenia, a wszystko co znajduje się w obrębie 3 metrów od niego również do niego należy. W tym wypadku elektrownia wiatrowa „wystaje” poza budynek dokładnie na tej samej zasadzie co na przykład antena.

Wątpliwości?

Jeśli inwestor patrzy na elektrownię wiatrową czysto ekonomicznie, powinien oszacować sumę nakładów i kosztów utrzymania, oraz spodziewaną wydajność energetyczną.

Jeśli zaś elektrownia wiatrowa to kaprys, warto, by wiedział, że mieszkanie w sąsiedztwie z OZE może wiązać się z pewnym dyskomfortem. Turbiny wiatrowe nie pracują w ciszy, może być również wyczuwalne drganie ziemi w pobliżu elektrowni. Ponadto kręcące się turbiny mogą wywoływać za oknem wrażenie tzw. „dyskoteki”. Warto przed podjęciem ostatecznej decyzji zdać sobie sprawę, że to, co z daleka wygląda imponująco, przy bliższym kontakcie może okazać się znacznie mniej czarujące...