Energia wiatru jest wytwarzana z przekształcenia energii kinetycznej zawartej w masach powietrza w energię elektryczną. Proces ten odbywa się za pośrednictwem turbiny wiatrowej, sprzętu, który w kontakcie z wiatrem wykonuje ruchy obrotowe i zasila sieć elektryczną.
Od zarania cywilizacji człowiek nauczył się wytwarzać energię siłą wiatru. Wraz z postępem technologii pojawiła się energia wiatrowa.
Przyniosło to możliwość ograniczenia emisji zanieczyszczających gazów i innych problemów powodowanych przez nieodnawialne źródła energii.
Ale energia wiatrowa ma również wady, których nie można ignorować. Chcesz się dowiedzieć, czym one są?
W dzisiejszym poście wyjaśnimy, czym jest energia wiatrowa i jak jest obecna w Brazylii. Dobre czytanie!
Co to jest energia wiatrowa?
Energia wiatru ma miejsce, gdy energia wiatru jest przekształcana w energię użyteczną. Zaczyna się od tej samej zasady wykorzystywania turbin wiatrowych do produkcji energii elektrycznej, wiatraków do wytwarzania energii mechanicznej lub żagli do napędzania żaglówek.
Jest odnawialnym źródłem energii, to znaczy korzysta z niewyczerpalnego zasobu (wiatr). Dla porównania nieodnawialne źródła energii to te, które są wytwarzane z paliw kopalnych, takich jak ropa naftowa, lub z paliw jądrowych.
Chociaż wydaje się, że jest to nowa technologia, energia wiatrowa jest używana od ponad 3000 lat. Zaczęto go wdrażać w wiatrakach, narzędziu stworzonym w V wieku.
Energię wiatru zaczęto wykorzystywać w wiatrakach
Z czasem człowiek zaczął wykorzystywać siłę wiatru nie tylko do wytwarzania energii mechanicznej, ale także elektrycznej.
Wraz z postępem technologicznym powstały turbiny wiatrowe, generatory elektryczne zintegrowane z osią wiatraczka, które przekształcają energię wiatru w energię elektryczną.
W tym kontekście pojawiają się pierwsze farmy wiatrowe.
Jak działa energia wiatrowa?
Teraz, gdy już wiesz, czym jest energia wiatru, wyjaśnijmy bardziej szczegółowo, jak to działa.
Turbiny wiatrowe są instalowane w regionach, w których występują tak zwane przeważające wiatry. Działają, gdy energia kinetyczna jest przekształcana w energię mechaniczną lub elektryczną.
Energia wiatru: elementy turbiny wiatrowej (ilustracja: A2ad)
Aby zrozumieć przemianę energii kinetycznej w energię wiatru, musimy zrozumieć, w jaki sposób powstają wiatry.
Wiatr jest wynikiem prądów konwersji w atmosferze ziemskiej napędzanych energią cieplną słońca.
Ruch powietrza, jaki znamy, pojawia się na powierzchni ziemi, gdzie jest gleba i ciepło.
Ciepło słońca ogrzewa glebę szybciej niż woda, a ogrzane powietrze jest lżejsze, więc unosi się. W nocy powietrze nad wodą jest cieplejsze i jest zastępowane chłodniejszym powietrzem z ziemi.
Ta zmiana temperatury powoduje ruch wiatru, który generuje energię kinetyczną, która jest przekształcana w energię elektryczną w wyniku ruchu turbin.
Energia wiatru: schemat turbiny wiatrowej i układu przesyłu energii (fot. Klej wstęgowy)
Jakie są rodzaje systemów wiatrowych?
Wytwarzanie energii wiatrowej może odbywać się za pośrednictwem 3 różnych systemów. Sprawdź, czym one są:
Systemy izolowane: są małe i są zwykle używane do zasilania regionów, w których nie jest możliwe rozszerzenie sieci energetycznej. Są łatwe do zastosowania w domach.
Systemy hybrydowe: używaj więcej niż jednego źródła do wytwarzania energii, na przykład paneli fotowoltaicznych. Służą do wytwarzania energii wiatrowej dla większej liczby użytkowników.
Systemy zintegrowane z siecią: jest to system obecny w farmach wiatrowych, które wykorzystują dużą liczbę turbin wiatrowych. Cała wyprodukowana energia jest dostarczana bezpośrednio do sieci energetycznej.
Energia wiatrowa: farma wiatrowa w Rio Grande do Norte (Zdjęcie: Pedro Vitorino)
Innym zastosowaniem w energetyce wiatrowej jest offshore. Jest to system, w którym turbiny wiatrowe są instalowane na morzu.
Energia wiatrowa: przykład systemu morskiego
System offshore jest wykorzystywany do produkcji energii wiatrowej w krajach o niewielkim zasięgu terytorialnym lub z niewielką przestrzenią do instalowania turbin wiatrowych na lądzie. Zwykle jest stosowany w krajach europejskich i USA.
Zobacz także: Jak wykonać instalację elektryczną? Sprawdź całą solucję!
Energia wiatrowa: zalety i wady
Zalety energii wiatrowej
Gdy mówimy o zaletach energetyki wiatrowej, bez wątpienia najważniejszą z nich jest to, że jest to czyste i odnawialne źródło energii.
Energia wiatrowa nie emituje gazów cieplarnianych, zanieczyszczeń ani nie generuje odpadów. Według badań przeprowadzonych przez Brazylijskie Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej (ABEEólica), w samym tylko 2018 roku energia wiatrowa wyeliminowała emisję 21 mln ton dwutlenku węgla (CO2).
Kolejną zaletą energii wiatrowej jest to, że przynosi ona wzrost gospodarce regionów wybranych do instalacji turbin wiatrowych.
Przykładem jest gmina João Câmara, 100 km od Natal (RN). Miejsce to zostało zidentyfikowane jako doskonały region do wytwarzania energii wiatrowej, ponieważ jest tam dużo wiatru.
W tym kontekście firma nawiązała współpracę z mieszkańcami, aby korzystać z tych terenów w zamian za comiesięczne opłaty i pomoc w ochronie gleby.
Energia wiatrowa: wioska João Câmara z turbinami wiatrowymi
Energia wiatrowa jest również korzystna dla rządu, ponieważ zmniejsza zależność energetyczną z zagranicy. Ponadto energia wiatrowa pomaga w osiągnięciu międzynarodowych celów w zakresie zrównoważonego rozwoju, unikając kar dla Brazylii.
Zobacz podsumowanie korzyści płynących z energii wiatru:
- Jest czysty i odnawialny
- Nie emituje zanieczyszczających gazów ani nie generuje odpadów
- Zmniejsza emisje gazów cieplarnianych
- Przynosi inwestycje do regionów w niekorzystnym położeniu
- Generuje miejsca pracy
- Zmniejsza zależność energetyczną od zewnątrz
Zobacz też: Wyspy ciepła - dowiedz się, czym są i jak zmniejszyć ich wpływ
Wady energii wiatru
Wśród głównych wad energii wiatrowej można wskazać okresowość wiatrów.
Ze względu na wahania natężenia w ciągu roku sieć elektryczna musi stale dostosowywać się do zasilania i zużycia, aby utrzymać stałe napięcie w systemie.
Dlatego turbiny wiatrowe są uważane za zmienne źródło energii, a nie za bezpiecznego dostawcę.
Kolejną wadą energii wiatrowej jest hałas turbin wiatrowych. Jednak jednym ze znalezionych rozwiązań było zbudowanie ich wyżej, zmniejszając wpływ dźwięku.
Energia wiatru: wioska w Piauí w pobliżu wież wiatrowych (zdjęcie: Zanone Fraissat / Folhapress)
Zanieczyszczenia wizualne i wypadki z ptakami uderzającymi w łopatki turbin wiatrowych również pojawiają się jako wady energii wiatrowej.
Zobacz podsumowanie wad energii wiatru
- Przerywane wiatry
- Zanieczyszczenie hałasem
- Widoczne zanieczyszczenie
- Wypadek z ptakami
Jak działa energia wiatrowa w Brazylii?
Brazylia jest jednym z krajów o największym współczynniku mocy do produkcji energii wiatrowej na świecie.
Według Biuletynu ABEEólica 2018 Brazylia ma już 14,71 GW zainstalowanej mocy w 583 farmach wiatrowych, co stanowi 9% produkcji energii w kraju.
W szczytowych dniach wiatrowych liczba ta sięga 14% w kraju i ponad 70% na północnym wschodzie, czyli regionie o największej liczbie farm wiatrowych.
Energia wiatrowa: ewolucja mocy zainstalowanej produkcji energii wiatrowej w Brazylii (źródło: G1)
Według tego samego biuletynu Brazylia była piątym krajem, który zainwestował najwięcej w energię wiatrową na świecie w 2018 roku. Pierwsze, drugie, trzecie i czwarte miejsce zajmują Chiny, Stany Zjednoczone, Niemcy i Indie.
Obecnie w kraju pracuje około 7 tysięcy turbin wiatrowych, rozmieszczonych w 12 stanach.
Bahia jest stanem z największą liczbą farm wiatrowych (42), za nią plasują się Rio Grande do Norte (15) i Piauí (8).
Jak działa energia wiatrowa w Brazylii: farma wiatrowa w Bahia
Ze względu na swoje duże rozszerzenie terytorialne Brazylia inwestuje jedynie w wytwarzanie lądowej energii wiatrowej (na Ziemi). Ale Petrobras szuka inwestycji, aby rozpocząć pierwsze kroki w produkcji morskiej energii wiatrowej.
Zakład pilotażowy ma zacząć działać w 2022 roku.
Czy chciałeś dowiedzieć się więcej o energii wiatrowej? Skorzystaj z okazji i sprawdź: Wszystko, co musisz wiedzieć, aby stworzyć zrównoważony dom!