Недавно је пуштен у рад први ветропарк у Србији. На који начин ове џиновске ветрењаче производе електричну енергију?
Текст: Борис Клобучар
Србија је 11. новембра добила свој први ветропарк у близини Куле. Свака од три ветрењаче висока је 178 метара и има снагу од 9,9 мегавата. Ове ветрењаче годишње би требале да произведу око 27 милиона киловат часова електричне енергије, што је довољно за напајање 8 000 домаћинстава.
Као праве фарме чисте обновљиве енергије, ветропаркови су уобичајени у читавом свету. Постављају се на местима где дувају стални, такозвани планетарни ветрови. Ветар као појава настаје као последица постојања различитих ваздушних притисака у атмосфери, претежно услед различите загрејаности ваздуха.
Све почиње са ветрењачом. Ови генератори користе кинетичку енергију ветра за покретање турбине која затим производи електричну енергију. Ветар удара у елисе које су дизајниране на такав начин да их покреће чеони ветар, односно ветар који дува директно у њих. Када преко елиса прелази ветар, због њиховог специјалног облика, разлика у притисцима настаје увек са исте стране те се елиса увек окреће на исти начин.
Међутим, како правац ветра није увек исти, на ветрењачама постоји механизам који треба да окреће ветрењачу тако да правац ветра увек буде нормалан на елисе. Ово ради помоћу сензорског кола за мерење брзине и правца ветра. Он шаље сигнал са информацијама механизму за окретање који, према тим подацима, ради физички део посла и ротира ветрењачу.
Окретање ветрењаче је јако споро. Сама брзина окретања елиса није довољна да произведе значајну количину електричне енергије. Зато се између осовине елисе и генератора поставља низ зупчаника, чији однос величина одређује брзину окретања излазне осовине. Овим се убрзава окретање које се преноси на ротор генератора за производњу електричне енергије. Ротор се окреће у сталном магнетном пољу, те се у намотајима проводника ствара електрична енергија. Она се даље прослеђује у трансформатор, који припрема напон за транспорт. Електрична енергија произведена у свим ветрењачама комбинује се у трансформатору.
Ипак, не може се сва енергија ветра искористити за претварање у електричну. Немачки физичар Алберт Бетз прорачунао је 1919. године да је степен искоришћења ветра једнак односу брзина испред и иза елисе, односно такозваног улазног и излазног ветра. Према формули која је по њему добила име, највећи степен искоришћења ветра може бити тек 59 одсто. У реалности, ово је идеалана случај, док је обично искоришћено између 35 и 45 одсто.
Енергија ветра је један од чистих начина за добијање електричне енергије, због чега је у свету препозната као важан фактор за будућност наше планете. Ветар је обновљиви извор енергије, што значи да се, за разлику од фосилних горива, на пример, неће потрошити, а при производњи електричне енергије не ослобађа гасове услед сагоревања који би повећавали ефекат стаклене баште на нашој планети и тако неповољно утицали на глобално загревање.
Поред тога, ветрофарме имају утицај и на смањење снаге ветра у крајевима са изражено јаким ветровима. Да би овај утицај био значајан за околни екосистем, у смисли промене руже ветрова, ветропаркови би морали да се праве на много већим скалама. Мешањем ваздуха услед окретања турбина мења се и температура околине, али опет на јако малој скали.
Међутим, највеће проблеме ветрењаче имају са метеоролошким условима. Нагле промене у смеру и интензитету ветра могу бити тешко савладиве за механику покретања елиса, па се велика улагања праве за заштиту читавог система. Поред тога, саме ветроелектране не производе исте количине електричне енергије као, на пример, термоелектране.
Ветропаркови су уобичајени у свету, а међу највећима који се налазе на континенталном делу су Gansu Wind Farm у Кини са капацитетом од око 6000 мегавата (у 2012. години) и Alta Wind Energy Center у Калифорнији са око 1000 мегавата. Што се тиче такозваних offshore, односно плутајућих ветропаркова на океанској или морској пучини, издвајају се британске London Array и Greater Gabbard Wind Farm.