ŚWIĘTOKRZYSKI PORTAL EWE

REGIONALNA BAZA WIEDZY

Home » Wiatr » Lokalizacja i warunki rozwoju energetyki wiatrowej

 

 

Zależność prędkości wiatru od wysokości nad powierzchnią gruntu

W pobliżu powierzchni ziemi, z powodu napotkanych przeszkód, wiatr wykazuje bardzo duże niekiedy nieregularności oraz wielkie zaburzenia. Ujawniają się one w znacznych i raptownych zmianach jego szybkości i kierunku. Zaburzenia te rozprzestrzeniają się zwykle do wysokości kilkudziesięciu metrów nad powierzchnią gruntu, jednak nad obszarami górzystymi wznoszą się one znacznie wyżej, dosięgając niekiedy wysokości 400 m. Największe zaburzenia występują nad szczytami oraz odosobnionymi, stromymi wierzchołkami. Dlatego miejsca takie nie są odpowiednie do budowy elektrowni wiatrowej, wbrew dość rozpowszechnionemu mniemaniu, że na wysokich wzgórzach wieże dla elektrowni wiatrowych mogą być niższe niż na równinach.Wraz ze zwiększającą się odległością od powierzchni gruntu zmniejszają się zaburzenia wiatru. Zmniejsza się jego porywistość, a zwiększa się szybkość, która wzrasta bardzo szybko, a powyżej 100 m – jest znacznie wolniejsza. Dla wyboru lokalizacji elektrowni wiatrowej oraz wykonania niezbędnych obliczeń konieczna jest ocena skali szorstkości terenu. Opis terenu umożliwiający zakwalifikowanie do danej klasy szorstkości zawiera tabela znajdująca się poniżej.

Klasa szorstkości

Opis terenu

0

Płaski teren otwarty, na którym średnia wysokość jakichkolwiek obiektów nie przekracza 0.5m

1

Teren otwarty z nielicznymi przeszkodami, może być nieznacznie pofałdowany, luźna niska zabudowa, pojedyncze niskie drzewa
w dużych odległościach od siebie

2

Teren z dużymi otwartymi przestrzeniami płaski lub pofałdowany, mogą wystąpić drzewa lub skupiska drzew, lecz w znacznej od siebie odległości oraz luźna zabudowa

3

Teren z przeszkodami, tereny zalesione, przedmieścia dużych miast, małe miasta i tereny podmiejskie, tereny przemysłowe luźno zabudowane

4

Teren z licznymi przeszkodami, położonymi blisko siebie, skupiska drzew lub budynków, lecz w odległości co najmniej 300m od miejsca pomiaru wiatru

5

Teren z licznymi, dużymi przeszkodami położonymi blisko siebie, obszary leśne, śródmieścia dużych miast i obszary zurbanizowane

Źródło: Opracowanie własne, Instytut OZE

Zasoby energetyczne wiatru na terenie Polski

Jedną z podstawowych wielkości, która w dużym stopniu ułatwia, a przede wszystkim znacznie przybliża możliwość oceny warunków wiatrowych występujących na tym obszarze jest średnia roczna lub sezonowa prędkość wiatru, określona na podstawie wieloletnich i znormalizowanych pomiarów. Oprócz uśrednionych prędkości wiatrów, istotne są również informacje dotyczące sezonowej zmienności energii wiatru. W Polsce zmienność sezonowa polega na tym, że w okresie zimowym występują prędkości wynoszące średnio około 150-170% średnich prędkości rocznych, natomiast w okresie letnim – około 50-70%. W Polsce istotnym problemem podczas wyboru miejsca lokalizacji elektrowni wiatrowych jest brak podstawowych informacji dotyczących charakterystyki wiatru, a w szczególności jego prędkości w większości obszarów kraju. Oceny zasobów energii wiatru na terenie kraju opierały się głównie na materiale obserwacyjnym gromadzonym przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej (IMiGW). Na podstawie tego materiału sporządzono mapę wietrzności Polski, na której wyróżniono sześć stref różniących się pod względem zasobów użytecznej energii wiatru. W tabeli poniżej podano wartości użytecznej energii wiatru określonej dla wysokości 10 m i 30 m nad poziomem gruntu dla sześciu wyróżnionych stref.

                                                                                      

Strefa

Wysokość 10 m

w terenie otwartym,

klasa szorstkości „0”

Wysokość 30 m

w terenie otwartym,

klasa szorstkości „0”

I – wybitnie korzystna

>1 000

>1 500

II - korzystna

(750, 1 000>

(1 000, 1 500>

III – dość korzystna

(500, 750>

(750, 1 000>

IV - niekorzystna

250, 500>

(500, 750>

V – wybitnie niekorzystna

<250

<500

VI – szczytowe partie gór

tereny wyłączone

tereny wyłączone

Źródło:Opracowanie własne, Instytut OZE

 

Na terenie kraju występują jednak znaczne regionalne różnice w zasobach energii wiatru. Na około 75% powierzchni Polski można oczekiwać prędkości użytecznych przez 40% czasu trwania roku, natomiast szacuje się, że tylko 35÷40% obszaru kraju spełnia orientacyjne kryterium opłacalności przemysłowej wykorzystania energii wiatru, tj. 1 000 kWˑh/m2ˑrok na wysokości 30 m nad powierzchnią gruntu w terenie o klasie szorstkości „0”. Potencjał energetyczny wiatru na terenie Polski został oszacowany na poziomie 80÷90 mld kWˑh rocznie. Podział ten jest jednak bardzo ogólny i nie zawiera informacji na temat średniorocznych prędkości wiatru.Biorąc pod uwagę fakt, że elektrownie wiatrowe pracują w przedziale prędkości wiatrów 4÷25 m/s (małe nowoczesne elektrownie już od 2 m/s), średnie roczne prędkości wiatru z punktu widzenia energetyki wiatrowej są wielkościami mało użytecznymi. Dla energetyki wiatrowej podstawową charakterystyką wiatru jest rozkład przestrzenny i czasowy jego prędkości.

 

Obszary predysponowane do rozwoju energetyki wiatrowej

Pomimo niewielkich ograniczeń lokalizacji energetyki wiatrowej, wynikających z uwarunkowań naturalnych i ogólnej dostępności źródła energii – wiatru, przy lokalizacji tejże energetyki należy również pamiętać o wielu innych czynnikach związanych m.in. z ochroną przyrody, ochroną środowiska i krajobrazu, ochroną dziedzictwa kulturowego, ochroną ładu przestrzennego czy też ochroną jakości życia ludzkiego.Wyznaczenie obszarów predysponowanych do rozwoju energetyki wiatrowej jest złożonym i interdyscyplinarnym przedsięwzięciem ze względu na wiele zróżnicowanych czynników.Dotychczasowe doświadczenia wynikające z rozwoju energetyki wiatrowej wskazują na konieczność bardzo rozważnego wyboru miejsc do lokalizacji inwestycji – zasada zrównoważonego rozwoju zobowiązuje bowiem do respektowania uwarunkowań przyrodniczych i społecznych na równi z korzyściami gospodarczymi.Poniżej przedstawiono na rysunku przykładową analizę, której celem jest wyznaczenie obszaru predysponowanego do rozwoju energetyki wiatrowej.

 Rys.1 Wyznaczanie potencjalnego obszaru, dogodnego dla rozwój energetyki wiatrowej

 Źródło: Instytut OZE

 W celu wyznaczania obszarów dogodnych do rozwoju energetyki wiatrowej należy przeprowadzić szereg analiz przestrzennych przy wykorzystaniu istotnych kryteriów, mających bezpośredni i pośredni wpływ na delimitację obszarów pod lokalizację dużych elektrowni wiatrowych. Bazując na obecnym stanie wiedzy, za kluczowe kryteria uznaje się: ochronę przyrody, występowanie gruntów leśnych, uwarunkowania kulturowe oraz krajobrazowe, ochronę terenów turystyczno-wypoczynkowych, ochronę obszarów uzdrowiskowych, obecność infrastruktury (linie kolejowe, lotniska, drogi, sieć elektroenergetyczna), występowanie zabudowy zwartej, rozproszonej i zagrodowej, terenów pokrytych wodami, a także istniejących farm wiatrowych. W oparciu o zgromadzone materiały przeprowadza się analizy, dzięki którym zidentyfikowane zostają obszary odpowiednie dla lokalizacji dużej energetyki wiatrowej, które należy poddać kolejnym badaniom uszczegóławiającym możliwość realizacji inwestycji.

 

 

1W tym serwisie wykorzystywane są pliki cookies. Stosujemy je w celach zapamiętywania ustawień i zbierania anonimowych danych dla celów statystycznych. Użytkownik ma możliwość samodzielnej zmiany ustawień dotyczących cookies w swojej przeglądarce internetowej.