Szélenergia

Az írott és elektronikus média hasábjain egyre gyakrabban hallhatunk olyan híradásokról, amelyek a szélenergetikai beruházásokról tudósítanak. De mit is jelent a szélenergia?

Ha szélenergiáról beszélünk vagy hallunk bármit is, az emberek többségének egy szélmalom vagy szélerőmű jelenik meg lelki szeme előtt. Ez az asszociáció reális, viszont nem teljeskörű.
A napsugárzás hatására a földfelszín eltérő mértékben melegszik fel, melynek hatására nyomáskülönbség alakul ki. Ahogy az összes többi természeti rendszer az egyensúlyi állapotra törekszik, a hideg (magas nyomású) légtömeg a melegebb (alacsonyabb nyomású) légtömeg felé kezd áramlani. Ezt a vízszintes mozgást nevezzük szélnek. A szélnek, mint fizikai jelenségnek két paramétere van: irány és sebesség. A szél irányát az égtájakhoz viszonyítjuk, ahonnan fúj olyan irányú (pl. északi szél északról fúj). A szélsebességet több mértékegységben fejezhetjük ki; a metrikus rendszerben kilométer/óra (km/h), méter/másodperc (m/s); az angolszász mértékegységben mérföld/óra (ml/h), csomó (kn).
A szél energiáját már az ókori civilizációk is kiaknázták olyan eszközök segítségével, amit az akkori fejlettségi szint megengedett.

 


Ebben az időszakban a hasznosítás a vízszivattyúzó, fűrészgépekre és a vitorlás hajózásra szorítkozott.
Napjainkban ezek kiegészültek olyan eszközökkel, amelyek mechanikai munkavégzés (szélerőgép) mellett elektromos áram termelésre alkalmasak, ezeket nevezzük szélerőműnek. A szélerőműveket és szélerőgépeket tengelyállásuk (erőfelvételi orientálásuk) szerint két csoportba sorolhatjuk: vízszintes (horizontális) és függőleges (vertikális) tengelyűekre.

 


Mindkét típusnál beszélhetünk előnyökről és hátrányokról, a gyakorlatban az illető térség szélviszonyihoz igazítva választják a megfelelő típust és méretezik az eszközt. A függőleges tengelyű szélgépeket nem kell szélirányba forgatni a maximális termelés érdekében, viszont nagyobb az indítósebességük (>4 m/s). Ezzel szemben a vízszintes tengelyű szélgépek indítósebessége kisebb (mérettől függően), viszont gondoskodni kell a szélirányra merőleges beállításról.
A szélgépek méretétől függően megkülönböztetünk háztartási illetve ipari méretű szélgépeket. Az ilyen méretű szélerőművek integrálása két módon lehetséges: szigetüzemben (helyben hasznosítjuk a megtermelt elektromos áramot) és hálózatra csatlakozva (a megtermelt elektromos áramot az energiaszolgáltató hálózatára tápláljuk).

A szélerőgépek esetében kizárólag csak a helyi hasznosítás lehetséges a mechanikai áttétekből fakadó energiaveszteség miatt.
Abban az esetben, ha több szélerőmű térben viszonylag közel van egymáshoz (szűkebben vett értelemben egy helyen vannak) szélerőmű-parknak nevezzük.
A szélerőmű-parkok a szélerőművek méretétől és számától függően saját csatlakozási ponttal rendelkeznek a gerinchálózatra.
Az ipari méretű szélerőművek a technológiai fejlődésnek köszönhetően egyre nagyobbak, és nagyobb mértékben tudják hasznosítani illetve átalakítani a szél mozgási (kinetikus) energiáját.

Napjaink társadalmának egyre növekvő energiaigényét egyre nagyobb mértékben elégítik kisebb és nagyobb szélerőmű-parkok. Mivel folyamatosan bővülő ágazatról van szó a felszerelt és üzembe helyezett szélenergiakapacitás is folyamatosan növekszik.

Az, hogy a jövőben mennyire sikerül leküzdeni a fizikai korlátokat a szélerőmű méretét és kapacitását illetően, még nyitott kérdés, de ha körülnézünk a szélenergetika piacon már most láthatunk gigantikus és monumentális méretű, már-már műalkotásokat.