Szélturbina

Egy modern szélkerék

Szélturbina Franciaországban

A szélturbina a szél energiáját egy lapátszerkezet segítségével forgó mozgássá alakító és azt hasznosító szerkezet. A szélenergia megújuló energia, melyet a szélmotor (szélturbina) fog be. A szélturbina nem igényel jelentősebb karbantartást, rendkívül megbízható, és nincsenek káros hatásai a környezetre nézve. Háromfázisú áram termelése történik, melyet kis veszteséggel szállíthatunk igen nagy távolságokra transzformátor segítségével. Ezen szerkezet elődje a szélmalom, mely a mechanikus energiát használta fel például gabona őrlésére. A szélenergiából származó áram mennyisége évszakonként változó, az átmeneti évszakok és a telek szelesebbek, mint a nyarak.

A szél sebessége a magassággal nő (Herrmann-képlet), közelítőleg

${\frac {v_{2}}{v_{1}}}=\left({\frac {h_{2}}{h_{1}}}\right)^{\frac {1}{5}}$

ahol

• v₁ a szélsebesség a talajközeli h₁ magasságban,
• v₂ a h₂ magassághoz tartozó szélsebesség.

Az 1/5-ös hatványkitevő egy átlagérték, valójában egy adott helyen napi és éves ingadozása van.

A szélturbináknak alapvetően három típusa létezik:

1. A vízszintes tengelyű szélturbina a legáltalánosabb típus, a turbinalapátok és a generátor egy torony tetején helyezkednek el. Az ideális teljesítmény érdekében szélirányba kell forgatni a hajtóművet.

2. A függőleges tengelyű szélturbina forgótengelye függőlegesen helyezkedik el, így nem szükséges az irányítólapát.

3. További, különleges kialakítású szélturbina.

Műszaki felépítése

A szélkerék felépítése (számozás kifejtése a szövegben)

• 1.: mechanikus alap
• 2.: csatlakozás elektromos hálózathoz
• 3.: torony
• 4.: belső létra
• 5.: szélirányba-fordító
• 6.: borítólemez
• 7.: generátor
• 8.: anemométer
• 9.: tengelykapcsoló (a generátor előtt)
• 10.: fékhajtómű
• 11.: forgólapát
• 12.: lapátszög-elforgató
• 13.: rotortengely

A műszaki színvonal mellett nem elhanyagolható a megbízható működés. Bár ma már minden előállítható házilag, így a szélturbina is. Az interneten több oldal is foglalkozik a témával: alkatrészek, műszaki rajzok, útmutatók a szél irányának, sebességének kiszámolásához minden megtalálható.

A szélturbina-technika fejlődése 1980 óta

Szélkerekek Breitenleeben (Alsó-Ausztria)

Az 1980-as évek óta nagyon sokat fejlődött. Az energiahozam a többszörösére nőtt. Egyre több országban alkalmazzák ezt a megújuló energiát.

A szélenergia ára folyamatosan csökken, a napenergiával együtt ma már a legolcsóbb módja az áramtermelésnek. A világ szélenergiatermelése gyorsan növekszik, egyre több helyen már ma is fontos szerepet játszik az áramtermelésben. Dánia áramtermelésének a 48%-a, Írország áramtermelésének pedig a 33%-a származik éves szinten csak a szélenergiából.

Környezeti hatásai

A működésüknek nincs közvetlen környezetkárosító hatása. A lebontásuk után majdnem minden alkatrész újrafelhasználható.

Utak melletti vagy szántóföldi telepítés esetén nem kell erdőt irtani.

A modern szélturbinák már kellően csendesek. Az elfogadott távolság a lakóterületekhez viszonyítva több mint 150–200 m.

Magyarországon

Az első magyar szélturbinák Inotán és Kulcson létesültek. Magyarország területe többnyire nem elég szeles ahhoz, hogy a jelenlegi árak mellett nyereséggel lehessen üzemeltetni szélfarmokat. A Kárpát-medence északnyugati részén, elsősorban a Mosoni-síkságon a szél erőssége és mennyisége eléri a gazdaságos üzemeltetéshez szükséges mértéket. Ennek megfelelően ezen a vidéken már ma is nagy számú szélturbina üzemel. A közelmúltban épült szélerőműparkokat találunk Mosonmagyaróvár, Levél, Mosonszolnok, Sopronhorpács, Völcsej, Lövő, Nagylózs, Sopronkövesd, Ikervár, Csénye, Vép, Ostffyasszonyfa, Ács, Nagyigmánd, Kocs határában. A tervezett építések közül a Kőszegpaty–Acsád térsége, Bonyhád északi oldalán lévők még előkészítés fázisában vannak. 2022-es adatok szerint a technológia fejlődésének köszönhetően azokon a területeken, ahol éves átlagban 3,5-4 m/s, vagy ennél magasabb szélsebességet mérnek - Alföld középső része, Dunántúli-középhegység, Észak-Dunántúl - hatékonyan hasznosítható lenne a szélenergia.

2016 óta újabb turbinák telepítése Magyarországon nem lehetséges, mivel egy akkor meghozott törvény miatt beépített terület határától számított 12 000 méteren belül – a háztartási méretű kiserőműnek számító szélerőmű kivételével – szélerőmű nem állítható fel. Több európai országban ez a védőtávolság 1200 m alatt van, viszont mivel ennek a tízszeresét elérő hazai előírásnak megfelelő terület gyakorlatilag egész Magyarország területén nem található, így 2021-es adatok szerint újabb szélerőművek nem létesíthetőek. Magyarországon 2022-es adatok szerint utoljára 2006-ban engedélyezték szélerőművek létesítését, így szakértők szerint az országban a természeti adottságainknál jóval kevesebb szélerőmű üzemel.

A magyarországi szabályozás

A TVA szivattyús víztározós energiatároló-létesítmény diagramja az amerikai Tennessee állambeli Raccoon Mountain szivattyús tároló üzemben

A magyar Országgyűlés 2016-ban egy olyan törvényt hozott, mellyel gyakorlatilag betiltották a szélerőművek építését. A törvény szerint ugyanis csak olyan helyre lehet szélturbinát építeni Magyarországon, mely minimum 12 km-es távolságra van a legközelebbi lakott területtől. Magyarországnak azonban a sűrű beépítettsége miatt nincs olyan pontja, ahol ne lenne 12 km-en belül lakott terület, így ezzel a törvénnyel ellehetetlenítették a szélerőművek építését.

A tilalom mellett semmilyen érdemi érvet nem hozott fel a kormánytöbbség, csupán néhány könnyen cáfolható panelszöveggel próbálták magyarázni a más európai országokban egyértelműen sikeres szélerőművek építésének tilalmát.

A szélerőművek tiltása mellett felhozott kormányzati panelszövegek	Cáfolatuk
Magyarország nem alkalmas a szélenergia hasznosítására.	A LÉGKÖR című szakmai folyóiratnak egy 2015-ös szaktanulmányából kiderül, hogy az EWEA statisztikai kimutatása alapján akár 1,8 Gigawattnyi áramot is lehetne a hazai szélerőművekben termelni, ha további szélerőművek épülnének. Ez közel akkora teljesítmény, mint a paksi atomerőmű éves teljesítménye, mely fedezné Magyarország villamosenergia-igényének 30-40 százalékát.
A szélerőművek környezetszennyező módon termelnek áramot.	A szélerőművek teljes életciklusa alatt megtermelt áramnak szén-dioxid-kibocsájtása mindössze 11 gramm/kWh, ezáltal a szélerőművek termelnek a leginkább környezetbarát módon áramot. Ezzel szemben a gáztüzelésű hőerőművek 45-ször, míg a széntüzelésű hőerőművek 75-ször annyi szén-dioxidot bocsájtanak ki kilowattóránként, mint a szélerőművek.
Szakmai vita folyik a szélenergia magyarországi hasznosíthatóságáról.	Nincs szakmai vita, hanem szakmai konszenzus van azzal kapcsolatban, hogy indokolt szélerőműveket építeni Magyarországon.
A szélturbinák csúnyák.	A szélturbinák kifejezetten elegáns szerkezetek, amelyek harmonikusan illeszkednek a környezetbe.
A szélturbinák hatalmas zajhatást produkálnak.	A szélturbinák zajhatása olyan minimális, hogy egy 350 méteres távolságban elhelyezett szélturbina mindössze kb. 35-45 decibeles zajt produkál, ami nagyjából megfelel az ember otthonától 5 kilométeres távolságra fekvő út zajának. Ha pedig egy szélturbina legalább 1,5 km-es távolságban van, akkor egyáltalán nem lehet hallani.
Ha épülnek szélerőművek, akkor csak akkor van áram, ha fúj a szél.	Ezt az állítást a jelentős szélenergia-termeléssel rendelkező országok példája cáfolja; akkor is van áram, ha nem fúj a cél. A termelésingadozást úgy lehet minimálisra csökkenteni, ha párhuzamosan épülnek szél- és naperőművek. Az európai országok villamoshálózata össze van kapcsolva, ami segít kiegyenlíteni a termelésingadozást. Emellett ott van a számos energiatárolási mód, melyek közül a szivattyús víztározós energiatárolók a legelterjedtebbek.
Az áram nem tárolható.	Több módja is van az áram tárolásának. A legelterjedtebb ezek közül a szivattyús víztározós energiatárolók. Ennek lényege, hogy építenek két víztározót; egyet alacsonyabbra, egyet pedig magasabbra. Ha túltermelés van az áramból, akkor a felesleges energiát arra használják fel, hogy az alacsonyabban fekvő víztározóból felszivattyúzzák a vizet a magasabban fekvő víztározóba, míg ha kevesebb áram termelődik a fogyasztásnál, akkor leengedik a vizet, mely meghajtja a turbinákat, és így újabb villamosenergiát lehet velük termelni. Vannak egyéb energiatárolási módszerek: ilyenek az akkumulátorok, a hőtárolás és a hidrogén.
A szélenergia drága.	A szélenergia hasznosítása a napenergiával együtt a legolcsóbb módja az áramtermelésnek.
Nem vagyunk gazdag ország.	Mivel Magyarország nem gazdag ország, ezért különösen fontos lenne szélerőművek építése, hiszen a szélenergia a napenergiával együtt a legolcsóbb módja az áramtermelésnek.
A szélturbinák lapátjai nem újrahasznosthatók.	A szélturbinák anyagának a 90%-a újrahasznosítható, szemben a fosszilis erőművekkel, vagy az atomerőművekkel, melyek anyagának lényegében a 0%-a újrahasznosítható. A szélturbinák anyagának 10%-át teszik ki a lapátok, rövidesen ezek is újrahasznosíthatók lesznek.
Azért nem épít a kormány szélerőműveket, mert csak a nukleáris- és a napenergiát támogatja a kormány.	Ez az idem per idem nevű helytelen logikai következtetés egyik példája, amikor valaki egy állítást önmagával próbál megmagyarázni. Az érveléstechnika alapvető szabályai szerint ugyanis dolgokat nem magyarázunk önmagukkal. Arra a kérdésre, hogy „miért kék az ég?”, nem válasz az, hogy „azért kék, mert kék, és nem zöld”; ugyanilyen alapon arra a kérdésre, hogy „a kormány miért nem épít szélerőműveket?”, nem válasz az, hogy „azért nem épít, mert nem épít, hanem helyette csak nap- és atomerőművet épít”.
A szélerőművek esetében ingadozó az áramtermelés mértéke.	A naperőművek esetében nagyobb az ingadozás mértéke, mint a szélerőművek esetében, a naperőműveknél a termelésingadozás mégsem okoz problémát a kormánynak, és új naperőműveket épített a kormány az elmúlt években. A megújuló energiaforrásokat hasznosító erőművek áramtermelésének ingadozása akkor a legkisebb, ha szélerőműveket és naperőműveket együtt építenek. Nyári időszakban és jó idő esetén ugyanis sok napenergia, de kevesebb szélenergia hasznosítható. Téli időszakban és rossz idő esetén viszont kevesebb napenergia, de több szélenergia hasznosítható. A szél- és a napenergia tehát nem zárják ki egymást, hanem kiválóan kiegészíti az egyik a másikat.
A napenergia jobb, mint a szélenergia.	Ez a hamis dilemma egyik példája, mely szembeállítja a napenergiát és a szélenergiát, azt sugallva, mint ha ezek egymást kizáró tényezők lennének, melyek közül vagy az egyiket, vagy a másikat lehet fejleszteni. Valójában a szélenergia és a napenergia egyáltalán nem zárják ki egymást, éppen ellenkezőleg: az áramtermelés ingadozásának csökkentése érdekében a kettőt együtt érdemes fejleszteni. Nyári időszakban és jó idő esetén ugyanis sok napenergia, de kevesebb szélenergia hasznosítható. Téli időszakban és rossz idő esetén viszont kevesebb napenergia, de több szélenergia hasznosítható. A szél- és a napenergia tehát nem zárják ki egymást, hanem kiválóan kiegészíti az egyik a másikat.
A szélerőműpark fejlesztése olyan járulékos beruházásokat tenne szükségessé, amelyek mindent összevéve már nem tennék kifizetődővé a bővítést.	Nem derül ki, hogy mik azok az úgynevezett „járulékos beruházások”, amik miatt ne érné meg a szélenergiába fektetni. Még ha lennének is ilyenek, az sem indokolná a tilalmat, hiszen akkor tilalom nélkül sem akarnának a befektetők a szélenergiába beruházni. Azonban a befektetők szívesen beruháznának a szélenergiába, ami bizonyítja, hogy a szélenergia megtérülő beruházás. A külföldi példák is bizonyítják, hogy a szélenergiába fektetett pénz jócskán megtérül. Ezeket a megtérülő beruházásokat lehetetleníti el a szélerőművek építésének tilalma.
A szélerőművek hatalmas madárpusztulást okoznak.	A madarakra az épületek és az épületek üvegfelületei a legveszélyesebbek. Négyszer annyi madár pusztul el épületeknek csapódva, mint a magas feszültségű vezetékektől. De még a magasfeszültségű vezetékek, a macskák, a járművek, a növényvédő szerek és az adótornyok is sokkal veszélyesebbek a madarakra, mint a szélturbinák. A szélturbináknak ütközés következtében elpusztuló madarak száma még tovább csökkenthető azáltal, ha a szélkerekek egyik lapátját feketére festik.

Az energetikai szakemberek zöme úgy véli, a szélerőművek előnyei messze jelentősebbek, mint a hátrányai.

Előnyei

A szélenergia ára jelentős csökkenésen ment keresztül az elmúlt két évtized során, és ez a trend várhatóan folytatódik. Emellett a szélerőművek a Harvard Egyetem kutatói szerint képesek lennének az emberiség energiafogyasztásának többszörösét előállítani. Fontos előnye még, hogy megújuló energiaforrásként nem kell annak kimerülésétől tartani, illetve a szélerőművek telepítése csökkentheti a globális felmelegedést okozó üvegházhatású gázok kibocsátását. A szélerőművek telepítése decentralizált, így a távoli területek áramellátásában is segítséget nyújthat a vezetékhálózat kiépítése nélkül. A szélerőművek alatti területeken ráadásul a mezőgazdasági termelés is tovább folytatódhat.

Lásd még

Szélturbina gondolája

• Szélenergia
• Szélfarm

Források

• Dr. Gábor András: Környezetkímélő energiaforrások c. jegyzet

Külső hivatkozások

• A szélenergia
• Szélturbina Archiválva 2011. október 9-i dátummal a Wayback Machine-ben – Natúrenergia.hu
• Mozgó koporsóban jutottunk fel a szélerőmű tetejére – Index, 2011. május 20.