Így működik

Villamos energia előállítása a szél erejével

Magyarországon nagy hagyományai vannak a szél energiájának befogására. Elsősorban mechanikai munka végzésére, őrlésre használták régen a Kisalföldön és az Alföldön, mégpedig azokon a helyeken, ahol örvénymentes síkságokat találunk. A Dunántúl síksági részein épített szélmalmokban is hasznosították még a szél erejét. A korszerű technológiák megjelenésével azonban ezek szinte teljesen eltűntek.

Közvetve a szélenergia is a Napból származó energia hatására jön létre: a napsugarak ugyanis különböző mértékben melegítik fel a légkört, így légnyomáskülönbség jön létre. A Föld forgásából származó Coriolis-erő hatására pedig a levegő mozgásba jön, így keletkezik a szél.
A szél iránya és sebessége 1000 méter felett viszonylag állandó, a földfelszín közelében azonban erősen változó. Hazánkra leginkább a 2-6 m/s-os szélsebesség a jellemző, így tehát Magyarország adottságai nem túl kedvezőek, ahogy az 1. számú ábrán is jól látható.

Magyarország széltérképe (Forrás: OMSZ)

A szél energiájának hasznosítása:

Azokat a szélenergiát hasznosító berendezéseket, amelyek úgynevezett sziget üzemben működnek, szélerőgépeknek nevezzük. Ha a hálózatra csatlakoztatjuk, abban az esetben szélerőműről beszélünk.

Háztartási méretekben a szélerőgépek a legelterjedtebbek. Ezek többsége 4-5 m/s-os szélsebességgel indul, névleges teljesítményüket 10,5-12,5 m/s-os szélsebességnél adják le. Elsősorban tehát tengerpartra, illetve hegyvidékre szokták telepíteni e berendezéseket.

A szélerőgépek alkalmazásának előnyei:

telepítésük egyszerű és gyors, a technológia önálló, vagyis különféle szerkezeti modulokból gyorsan összeszerelhető.
az energiaforrás, vagyis a szél kimeríthetetlen, korlátlan mennyiségben áll rendelkezésünkre.
a napjainkban egyre nagyobb mértékben emelkedő üzemanyagok árának változásai nincsenek rá hatással.
teljes mértékben környezetbarát energia-előállítási forma
karbantartásra nincs, vagy csak igen kis mértékben van szükség
fosszilis tüzelőanyag felhasználás nincs
ha szélcsend van, akkor is energiához juthatunk az akkumulátorokban tárolt energia segítségével
napelemekkel kiegészítve egy teljesen hibrid rendszerhez juthatunk
mivel helyben termelhető energiáról van szó, így ezt helyben fel is tudjuk használni
élettartamuk körülbelül 20 év
működésük felügyeletet nem igényel
e berendezések általában megbízhatók, egyszerűen kezelhetők

Szükséges engedélyek:

Magyarországon a talajra rögzített szélerőgépekhez 6 méteres magasságig nem kell semmiféle engedély. 6 méter felett az önkormányzattól építési engedélyre van szükség.

Szélfútta energia

Európa szélenergia-termelési trendjét a következő ábra mutatja. Magyarországon az éves fogyasztás 0,5%-át megtermelni képes kapacitás működik (körülbelül 150 MW). Hazánkban a hálózatra csatlakozó 1-2 MW-os erőműveknek (illetve ilyenekből álló 20-30 MW-os parkoknak), továbbá kicsi, néhány kW-os egyedi ellátó rendszereknek van jövője.

Az európai szélenergia termelés trendje

A szélenergia átalakításának mechanizmusa

A szélenergia földhöz rögzített eszközökkel való felhasználására számos megoldás létezik, ezek terminológiája nem kiforrott, az elnevezések között sok az átfedés. Elég, ha csak arra utalunk, hogy az angolszász irodalom a „wind turbine” (szélturbina) kifejezést használja a néhány száz wattos teljesítményű eszközöktől a több MW-osakig. Hazánkban a mechanikus energia átalakítókra általában a szélmotor, szélerőgép kifejezést, a kis villamosenergia-termelőkre a szélturbina, szélgenerátor, míg a nagyobb egységekre a szélerőmű kifejezést használják. A széllel közvetlenül kapcsolatban álló szerkezetet malmoknál szélkeréknek, vitorlának hívjuk, míg szélerőműnél lapátokból álló rotorról beszélünk.

A haladó szél energiáját általában vízszintes vagy függőleges tengelyű kerekekre szerelt, a kerék síkjával szöget bezáró lapátokkal alakítják forgássá. Régebben tapasztalatok alapján készítették a szélkerekeket, vitorlákat, ma ezek aerodinamikai kialakítása és gépészeti konstrukciója számítógépes rendszerekkel folyik.
A turbinákkal a szélből kinyerhető energia a szélsebesség harmadik hatványával arányos. Ez egyúttal azt is jelenti, hogy igen kis szélsebesség változás is igen nagy teljesítmény-változást okoz.

Egy 1,5 MW-os szélerőműnek már 37,5 m hosszú lapátjai vannak. 25%-os hatásfokkal számolva azt kapjuk, hogy a névleges teljesítményét 12,9 m/s-nél (47 km/h) éri el. 3 m/s-os szél esetén a leadott teljesítmény még a 20 kW-ot sem teszi ki, ami a saját veszteségek fedezésére is alig elegendő. Ezért sem indulnak el 3-3,5 m/s szélsebesség alatt a szélerőművek.

Szélenergia-hasznosítás

Így működik

Egyebek