Szélenergia

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A szélenergia megújuló energiafajta, amelynek termelése környezetvédelmi és költségelőnyei miatt rohamos ütemben nő a világban, főleg Európában.

2006-ban a szélerőt felhasználó generátorok 74 223 megawatt energiát termeltek világszerte, mely még mindig kevesebb, mint a világ áramfelhasználásának 1%-a. A szélerőművek azonban a Harvard Egyetem kutatóinak számítása szerint 1,3 millió terawattóra áramot is tudnának termelni, ami bőségesen elláthatná a világ lakosságát, mivel a világ áramfogyasztása 2006-ban csak 15666 terawattóra volt: a megadott potenciál mindössze 1,2 százaléka.[1]

A szélenergia kitermelésének modern formája a szélturbina lapátjainak forgási energiáját alakítja át elektromos árammá. Ennél sokkal öregebb technológia a szélmalom, amelyben a szélenergia csak mechanikus szerkezetet működtetett és fizikai munkát végzett, mint a gabonaőrlés, vagy a vízpumpálás.

A szélturbinákat ma már ipari méretekben, nagy csoportokban is felhasználják szélfarmjaikon a nagy áramtermelők, de nem ritkák a kis egyedi turbinákat működtető telepek sem, amelyeknek különösen olyan környezetben veszik nagy hasznát, amelyek távol vannak a nagyfeszültségű elektromos hálózattól, ezért költséges lenne a felhasználás helyéig kiépíteni a vezetékeket.

Története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A szél mozgási energiáját évezredek óta használják például a vitorla segítségével, de az építészetben is hasonlóan régóta alkalmazzák különböző szellőzőrendszerek működtetésére. Az első, szél által hajtott gép, Herón szélkereke az 1. századból.[2][3]

A szél energiáját használták a középkorból ismert szélmalmok is, melyek a 9. században jelentek meg a mai Irán területén, bár egyes elméletek szerint már a 7. században is használatban voltak.[4] A Közel-Keleten és Közép-Ázsiában ettől kezdve egyre inkább elterjedtek eme szerkezetek, India és Kína is átvette használatukat, míg 1180 körül már Északnyugat-Európában is számos helyen alkalmazták, elsősorban gabona őrlésére,[5] de a földek lecsapolására is, hogy azok mezőgazdasági művelésre vagy építkezésre alkalmassá válljanak. Az amerikai kontinensre az európai telepesek vitték el a technológiát.[6]

A szél energiáját elektromosság termelésére a 19. század végén kezdték használni, és az 1920-as években az Egyesült Államok vidéki területein egyre több helyen alkalmaztak hasonló technológiákat, ám ezek az áramhálózat terjedésével elavulttá váltak, így a szélenergia csak a 20. század végén jutott nagyobb szerephez. A 21. század elején a technológiai fejlődésnek köszönhetően a szélenergia ára rohamosan csökken és jelenleg ez az egyik leggyorsabban bővülő energiaforrás, évi 20% körüli kapacitásbővüléssel.[7][8] Massoud Hassani Afganisztánban 2012-ben egy játék alapján kifejlesztett egy szél hajtotta eszközt, amely aktivizálja a taposóaknákat.[9]

Gazdaságosság[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Az utóbbi években jelentősen csökkent a szélenergia előállításának ára, de még nem olcsóbb, mint a más módokon előállított áram ára (25 Ft/kWh, az átlag 14.16 Ft/kWh-val szemben).[10] 2005-ben a szélenergia előállítása egyötödébe került az 1990-es évek vége költségeinek, és ez a trend a gazdaságos nagy turbinák tömegtermelésével várhatóan folytatódik. A szélenergia termelése gyorsan nő, 2012-ig becslések szerint az előző szint két és félszeresét érheti el.[11] Mindenesetre a szélenergia néhány helyen már ma is fontos szerepet játszik az áramtermelésben, az Egyesült Államok-béli Iowa állam áramának 14, a német tartomány Schleswig-Holstein áramának 40, Dánia áramának 20 %-a származik csak szélenergiából.[12]

A szél energiája[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Nap Földet elérő energiájának 1-3%-a alakul szélenergiává. Ez 50-100-szor nagyobb mennyiség, mint amennyit a Föld teljes növényvilága konvertál a fotoszintézisen keresztül. E szélenergia jórésze nagy magasságokban található, ahol a szél folyamatos sebessége meghaladhatja a 160 kilométer per órát. A súrlódáson keresztül a szélenergia szétoszlik a Föld atmoszférájában és felszínén.

A szél abból keletkezik, hogy a Földet forgása következtében egyenetlenül éri a Nap hője. A pólusok kevesebb energiát kapnak, mint az egyenlítői régiók, a szárazföld gyorsabban melegszik fel és hűl le, mint a tengerek. A hőmérsékleti különbségek a földfelszíntől a sztratoszféráig terjedő rétegekben globális légáramlási rendszert tartanak mozgásban.

A szelek mozgását egy sor egyéb tényező is komplikálja, mint az évszakok vagy a nappal és éjszaka váltakozása, a Coriolis-erő, a föld és a víz fényvisszaverő képességének, a nedvességtartalomnak és a szélsúrlódásnak az egyenetlenségei.

Európa és Magyarország[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A víz felett gyakran erősen és folyamatosan fúj a szél, mivel nem ütközik akadályokba. A Koppenhága közelében lévő szélfarmnak ezek a nagy, lassan mozgó turbinái az enyhe, de állandó szelekből merítenek erőt
Szélfarm, 11x7,5 MW-os szélturbina, Estinnes, Belgium
Szélfarm, 11x7,5 MW-os szélturbina, Estinnes, Belgium
Szélerőmű 2007. április 8-án készült a fotó Csehországban. A horizont felett jól látható a barna színű, sűrűsödő légszennyeződés, ami máshol keletkezik
Szélfarm (Muppandal, Tamilnadu, India)

Európa beépített szélenergia teljesítményét 2008-ban Németország vezette: 23 903 megawatt volt az elméleti maximum teljesítmény (ha minden szélerőmű működne teljes kapacitáson jele MWp vagy kWp) , Dániában 21,3%-át, az EU-27 átlagában pedig az összes áramfelhasználás 3,8 százalékát a szél fedezte.[13] Európában a második Spanyolország 16 740 megawatt beépítített teljesítménnyel. A kontinensen mindenki más jelentősen le van maradva ezen a téren a két listavezető mögött. Olaszország 3736 MW; Franciaország 3404 MW; Nagy-Britannia 3241 MW; Dánia 3180 MW; Portugália 2862 MW; Svédország 1021 MW; Ausztria 995 MW .

Általában elmondható, hogy a volt keleti blokk tagjai ezen a téren jelentős elmaradásban vannak, de dinamikus növekedés várható. Szlovéniában a 2008-as év végéig egyáltalán nem tartanak számon országos hálózatra termelő szélerőművet. Romániában 10 megawatt, Szlovákiában 3 MW, Svájcban 12 MW, Horvátországban 18 MW, Litvániában pedig 55,5 megawatt, Magyarországon 127 megawatt kapacitást tartottak számon. A régió országai közül azonban Lengyelország 472 MW, Törökország 422 MW, Bulgária 158 MW, Csehország 150 MW beépített teljesítményével mind megelőzi Magyarországot.[14]

Európa legtöbb országában és az Európai Unióban a megújuló energiafajták, köztük főképp a szélenergia hasznosítását kiemelt feladatnak tekintik.

Magyarországon a következő másfél évre a nagy áramszolgáltató vállalatok 1687 megawatt új kapacitás létesítését szeretnék, a legtöbbet az ÉDÁSZ, a folyamatot azonban szabályozási viták nehezítik.[15][16] Általában az ország adottságait nem tekintik nagyon jónak ehhez az iparághoz, mivel az átlagos szélsebességek viszonylag alacsonyak.

Az országban szélerőmű működik például Kulcson,[17] Újrónafőn,[18] Vépen és Szápáron.[19]

Szélenergetika a világon[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A szélturbinák sorozatgyártása 1979-ben, Dániában kezdődött. Az első gyárak, a Kuriant,a Vestas, a Nordtank és a Bonus megalapozták a modern szélenergia-ipart. Ezek a korai turbinák sokkal kisebb teljesítményűek voltak (20-30 kW), mint a mostaniak. Dánia energiaszükséglete közel egyharmadát szélerőművekkel fedezi, ami a legmagasabb arány világszerte. Élen jár a szélturbinák gyártásban és használatban egyaránt, és arra törekednek, hogy ezt az arányt 50%-ra növeljék.

Manapság már több országban gyártanak szélturbinákat, és több ezer turbina üzemel világszerte. Jelenleg az összteljesítményük 318 GW, ami 35 GW-al magasabb az előző évinél.[20] 013-ban a legnagyobb szélenergia-kapacitással Kína, az Amerikai Egyesült Államok, Németország, Spanyolország és India rendelkezett (lásd a táblázatot).[20]

A bővülés mértékét jelzi, hogy az Egyesült Államokban 2005 óta telepített új áramtermelő kapacitás 35 %-a származik szélenergiából, ami meghaladja a szén és földgáz alapú új erőművek teljesítményét. 2000 és 2006 között megnégyszereződött az így termelt villamosenergia mennyisége. A szélerőművek 81%-a az Amerikai Egyesült Államokban és Európában van, de az új telepítések megoszlása az első öt ország között 2004-ben 71%, 2006-ban 62% volt. Az azóta eltelt időszak során Kína is jelentős beruházásokat eszközölt, mára már az ázsiai ország rendelkezik a legnagyobb névleges kapacitással.[21]

Az USA szélenergia termelése 2006 február és 2007 február között 31,8%-kal növekedett. A szélerőművekben előállított 1 MW villamos energia, 250 átlagos amerikai háztartás ellátásához elegendő. Az Amerikai Szélenergia Egyesület (American Wind Energy Association) szerint 2008-ban az USA teljes energiaszükségletének 1%-át (kb. 4,5 millió háztartás) szélenergiából fedezi, ami 1999-ben még alig 0,1% volt. Az Amerikai Energia Hivatal (U.S. Department of Energy) tanulmánya szerint három állam, vagy a tengerre telepített (offshore) szélfarmok elegendő szélenergiát termelhetnének az egész ország számára. Texas állam Kaliforniát megelőzve, a legnagyobb termelővé lépett elő. 2007-ben 2 GW-tal akarták emelni jelenlegi kb. 4,5 GW-os teljesítményüket.

India negyedik a legnagyobb szélenergia-kapacitással rendelkező országok között 6270 MW-os termelésével, 2006-ban. A világ össz energiatermelésének 3%-át India állítja elő. 2006 novemberében Delhiben tartották a Nemzetközi Szélenergia Konferenciát (The World Wind Energy Conference), ami új lökést adott az indiai szélenergia-ipar fejlődésének. A Muppandal melletti szélfarm egy nagyon szegény falut lát el energiával. Az indiai Suzlon Energy a világ legnagyobb szélturbina gyártója.

Teljes szélenergia kapacitás
(MW, év végi adat)[22][23][20]
Rang Nemzet 2005 2013
1 Kína 1 260 91 412
2 Egyesült Államok 9 149 61 091
3 Németország 18 415 34 250
4 Spanyolország 10 028 22 959
5 India 4 430 20 150
6 Egyesült Királyság 1 332 10 531
7 Olaszország 1 718 8 552
8 Franciaország 757 8 254
9 Kanada 683 7 803
10 Dánia 3 136 4 772
11 Portugália 1 022 4 724
12 Svédország 510 4 470
13 Brazília 29 3 461
14 Lengyelország 83 3 390
15 Ausztrália 708 3 239
16 Törökország 20 2 959
17 Hollandia 1 219 2 693
18 Japán 1 061 2 661
19 Románia 2 600
20 Írország 496 2 037
21 Mexikó 3 1 917
22 Görögország 573 1 865
23 Ausztria 819 1 684
A Föld összes termelése 59 091 MW 318 105 MW
H-Darrieus-turbina
Windstar 530G

Források és jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. A szél mindenkit képes lenne árammal ellátni (Index, 2009. június 24.)
  2. Dietrich Lohrmann, "Von der östlichen zur westlichen Windmühle", Archiv für Kulturgeschichte, Vol. 77, Issue 1 (1995), pp.1–30 (10f.)
  3. A.G. Drachmann, "Heron's Windmill", Centaurus, 7 (1961), pp. 145–151
  4. Ahmad Y Hassan, Donald Routledge Hill (1986). Islamic Technology: An illustrated history, p. 54. Cambridge University Press. ISBN 0-521-42239-6.
  5. Donald Routledge Hill, "Mechanical Engineering in the Medieval Near East", Scientific American, May 1991, p. 64-69. (cf. Donald Routledge Hill, Mechanical Engineering)
  6. "Brief History of Windmills in the New World"
  7. Alex Morales: Wind Power Market Rose to 41 Gigawatts in 2011, Led by China. Bloomberg, 2012. február 7
  8. Lars Kroldrup. Gains in Global Wind Capacity Reported Green Inc., February 15, 2010.
  9. Mine Kafonangol nyelvű forrás
  10. Magyar Energia Hivatal (Villamos energia társaságok 2007. évi adatai)
  11. Magyar Szélenergia Tudományos Egyesület
  12. REN21 (2010). Renewables 2010 Global Status Report p. 53.
  13. Európai Szélenergia Társaság Jacopo Moccia előadása, angol
  14. Európai Szélenergia Társaság, Európai statisztikák oldala alapján
  15. Menedzsment Fórum, mfor.hu - Vihart kavartak a hazai szélkerekek
  16. Ellentmondások a megújuló energia körül: Szeles sáv
  17. W I N F O . hu Szélenergia Hasznosítása Magyarországon
  18. Lég-Áram Alapítvány
  19. Nrg Systems |
  20. ^ a b c Global Wind Report 2013
  21. GWEC Global Wind Statistics 2011 (pdf). Global Wind Energy Commission. (Hozzáférés: 2012. március 15.)
  22. Global Wind Energy Council (GWEC) statistics
  23. European Wind Energy Association (EWEA) statistics

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Szélenergia témájú médiaállományokat.