Вятърна енергия
въпроси и отговори
Ако искаме да предотвратим климатична катастрофа, трябва да променим нашата енергийна система из основи – като се откажем от въглища, нефт и природен газ и заложим на възобновяемите енергийни източници.
Вятърната енергия е енергия, произведена на място, която ни се предоставя безплатно.
Една съвременна и модерна вятърна турбина генерира годишно приблизително толкова електроенергия, колкото е потреблението на 4000 домакинства.
В момента в Австрия в сектора за производство на вятърна енергия работят повече от 3 700 човека в 180 компании.
През 2019 г. Австрия е изразходвала над 12 милиарда евро за внос на енергия. Можем да намалим тази зависимост, като използваме екологичната енергия, произведена на място.
*Към: 30.06.2021 г., източник: igwindkraft.at
Вятърната турбина извлича енергията от вятъра посредством ротор. Вятърът завърта ротора. После, с помощта на генератор - също както при велосипедното динамо - тази кинетична енергия се трансформира в електроенергия. Оттам електрическата енергия постъпва в електрическата мрежа. Височината на турбината играе основна роля. Колкото по-висока е турбината, толкова по-силно и равномерно духа вятърът и толкова по-голямо количество електроенергия може да се генерира.
В приземните слоеве въздухът е много турбулентен, тъй като се завихря от препятствията, покрай които преминава. Колкото повече се отдалечаваме от земята, толкова по постоянно и по-силно духа вятърът. Основно правило: с всеки следващ метър, с който се отдалечаваме от земята, добивът на електроенергия се увеличава с един процент. Площта, която турбинните витла покриват с всяко следващо завъртане, оказва влияние върху добива на електроенергия от турбините: удвояването на дължината на витлата води до четворно по-висок добив.
На пазара съществуват два основни вида вятърни генератори: турбини с и турбини без скоростна кутия:
При този тип турбини генераторът е поставен директно към ротора. Върти се със същата честота като тази на ротора и затова трябва да е с подобаващи размери. Генерира електроенергия от въртеливото движение - също както велосипедното динамо.
При този вид турбини скоростната кутия е разположена между ротора и генератора. Така генераторът може да е с по-малки размери и се върти по-бързо от ротора – почти 100 пъти по-бързо.
Вятърната енергия се превърна в един от най-значимите икономически фактори в Австрия:
Да, операторите на вятърни генератори генерират печалби от турбините. Както и други представители на бизнеса. Ако накрая дръпнем чертата под разходите и приходите, би трябвало да получим положителен резултат. По този начин операторите на вятърни генератори плащат заплатите на своите служители.
В Австрия понастоящем около 4 000 работят на постоянен трудов договор в сектора за производство на вятърна енергия. Към тях добавяме и голям брой работни места в строителния сектор и в сферата на доставките.
Уиндкрафт Симонсфелд се позиционира като компания с гражданско участие. За нас това означава, че желаем да предоставим на всички заинтересовани лица възможността да инвестират заедно с нас в използването на енергия от възобновяеми енергийни източници. Постигаме това с акции – предлагаме съсобственост с право на глас и участие в печалбата на нашите компании – или с облигации – за да участвате в растежа на нашата компания чрез фиксирани лихвени проценти за определен период от време. До момента повече от 3 000 човека са се възползвали от тази възможност и са инвестирали в тази форма на енергиен преход. Над 2 000 от тях са акционери, които експлоатират електроцентрали заедно с нас.
Да, вятърните турбини имат впечатляващ вид и се виждат отдалече. Стремим се да изграждаме вятърни паркове с големи и мощни вятърни турбини, точно защото знаем, че е важно районите с висока скорост на вятъра да се използват ефективно за производството на електроенергия.
Независимо дали става въпрос за селско или горско стопанство, индустриално развитие или градско строителство: Открай време хората са оформяли ландшафта и неговия външен вид според нуждите си. Още преди сто години вятърните мелници са били неразделна част от облика на винения регион в Австрия. Едва с настъпването на индустриалната революция са заменени от парни машини.
Фактът, дали даден строителен обект ще бъде приеман за вреден елемент в облика на ландшафта или не, има много допирни точки с навика и формата. Проучванията показват, че по-младото поколение има много по-положително отношение към пейзажа с вятърни генератори в жилищна среда, отколкото по-възрастното поколение. По-младите често възприемат вятърните генератори като част от нормалния ландшафт, така както не им правят впечатление високоволтовите електропроводи, складовите силози и комините на фабриките. Свикнали са с тези характерни елементи на пейзажа.
Иновативните общини и заведенията за обществено хранене използват вятърните паркове за туристически цели. Така например посетителите около Нойзидлер Зее приемат радушно предлаганите оферти за посещение на вятърни турбини. Освен това: през последните двадесет години се отбелязва значителен ръст в броя на нощувките в туристическия регион Нойзидлер Зее. Въпреки всички песимистични прогнози, разширяването на производството на вятърна енергия на територията на съседната Парндорфска равнина не оказа отрицателно влияние върху този положителен напредък.
Водени от желанието си да запознаем заинтересованите туристи с особеностите на вятърните турбини, ние също си сътрудничим с туристически асоциации, общини и компании във винения регион. Така например съдействахме на туристическата асоциация в Пойсдорф за осъществяването на проекта Wind.Rad.Route. Инсталирахме информационни табели по дългата десет километра отсечка около нашия вятърен парк и участвахме във финансирането на спирки за почивка, подходящи за колоездачи.
Рекламна табела под спортните и туристическите мероприятия във винения регион в рамките на In Velo Veritas: Популярната и емблематична колоездачна проява междувременно се е превърнала във второто по големина колоездачно събитие в Австрия, на което стотици привърженици на колоезденето обикалят очарователния винен регион с класически състезателни велосипеди. Туровете винаги минават през нашите вятърни паркове – симбиоза между вятърен генератор и колоездене, туризъм и масов спорт.
При производството на електроенергия от вятър не се образуват отработени газове. Не се използва вода. Вятърната електроенергия се произвежда по начин, неутрален по отношение на климата.
Вятърната енергия спада към екологично чистите технологии за производство на електроенергия. Според изследване на GLOBAL 2000 и HEAL (Health and Environment Alliance) изгарянето на въглища в Австрия ежегодно става причина за смъртта на няколкостотин души и формира косвени разходи в размер на стотици милиони.
В свои становища Австрийският лекарски съюз и германската Федерална агенция на околната среда посочват производството на електроенергия от вятърна енергия като „важен положителен ефект не само за околната среда, но и за здравето“.
Проучвания в тази връзка ще намерите на адрес: https://windfakten.at/?xmalval_ID_KEY(0)=1212
Едно е ясно: Ветрогенераторите трябва да работят, за да произвеждат електроенергия. Когато витлатасе движат във въздуха и пресичат зоната на кулата, се чува свистящ, равномерен шум. Благодарение на технологичното развитие и заради законовите изисквания, модерните ветрогенератори работят толкова безшумно, че човек, отдалечен на няколкостотин метра от тях, почти не може да ги чуе. Получаването на разрешително за вятърни генератори се подчинява на строго определени законови изисквания, установени в съответните федерални провинции.
В рамките на процедурата за издаване на разрешение се извършват обстойни проучвания на регионалните нива на шум. Вятърните електроцентрали се одобряват само ако издаваният от тях шум не води до голямо увеличаване на нивото на шум през нощта. За тази цел се определят няколко точки на измерване в съответната област. Експертните оценки се проверяват и оценяват от независими вещи лица към органите на провинцията. При съмнение турбините могат да се настроят така, че да работят с ниски нива на шум при определени метеорологични условия и в определени интервали на денонощието.
Обикновено шумът от въртящите се турбинни лопатки се заглушава от естествения околен шум, напр. шумолене на листа.
При главината модерният ветрогенератор генерира шум от около 105 dB, а на разстояние 500 метра този шум вече е около 45 dB и се възприема така, както се възприема шум от „оживен разговор“.
Човек може да улавя звуци само от определена ширина на честотния диапазон – между 20 Hz и 20 kHz. Всички звуци извън този диапазон се намират в т.нар. ултразвуков обхват, чрез който се ориентират например прилепите. Всички звуци под 20 Hz се наричат инфразвук. Съществува голям брой естествени източници на инфразвук: въздушни течения, буря, морски вълни, но и много технически източници като отоплителни и климатични инсталации, компресори и транспортни средства, а също и вятърни турбини.
Слоновете и китовете използват инфразвуците за комуникация на голямо разстояние. Дългосрочните изследвания показват, че инфразвуците под прага на възприемчивост (под 16 Hz при около 130 dB) не са доказали наличие на влияние върху човешкия организъм. На разстояние само няколко метра от вятърния генератор генерираният от него звук вече е със стойности, които не могат да бъдат възприемани. На разстояние от 1200 метра инфразвукът от ветрогенераторите почти не може да се измери и е абсолютно безобиден.
Климатът се променя драстично. През последните двадесет години са отбелязани петте най-горещи години откакто се регистрират температурите. Става все по-горещо. Екстремните метеорологични прояви от рода на проливен дъжд и тропически жеги стават все по-чести явления. Точно в региона Waldviertel в Австрия най-добре се вижда какво причиняват покачващите се температури и все по-голямото засушаване. Местното горско стопанство е изложено на сериозен риск, селското стопанство се бори с невиждани суши.
Предимно по-младото поколение изразява гнева си. То вече е разбрало, че става въпрос за неговото бъдеще. Климатичната катастрофа застрашава качеството на живот преди всичко на младите хора. Инициативи като Fridays for Future изнасят този протест на улицата. Стотици хиляди демонстрират срещу изменението на климата. „Земята гори!“ и „Няма планета B за нас!“ - това може да се прочете върху плакатите на протестните шествия. Главното искане на протестното движение за климата звучи така: „Сега трябва бързо и последователно да намалим изгарянето на изкопаеми горива. Трябва да се наблегне на използването на възобновяеми енергийни източници – преди да е станало твърде късно!“
Все още можем да предприемем нещо, за да спрем климатичната катастрофа. Ключът се крие в цялостното трансформиране на нашата енергийна система, а вятърната енергия играе централна роля. Затова сега е важно, съществуващите обекти и тези със сменен статут да се използват възможно най-ефективно за производството на екологична електроенергия.
Най-големият разход на електроенергия за период от една година се формира през зимата, тоест във време, в което водната енергия достига своя минимум. Разходът на енергия в домакинствата се увеличава заради по-голямата нужда от осветление или заради електроенергията, необходима за термопомпите. Над 50% от електроенергията се осигурява от топлоелектрическите централи, а в Австрия те работят с вносен природен газ. През последните години вносът на електроенергия се повиши съществено най-вече през зимния сезон: чуждестранните електроцентрали, работещи на въглища, и атомните електроцентрали са необходими за сигурността на доставките на нашата страна.
Добрата новина: Две трети от електроенергията, получена от вятър, се генерира през зимното полугодие. Така вятърната електроенергия идеално допълва водната. Чрез мерки за пестене на електроенергия и целенасочено разширяване дела на възобновяемата енергия, Австрия би могла да пренасочи цялото производство на електроенергия към една устойчива система. Целта на федералното правителство и на провинция Долна Австрия е до 2030 г. да гарантира,че цялото потребление на електроенергия ще се покрива от възобновяема енергия на местни производители.
Чрез грижливо и целенасочено планиране на местоположението, се стараем да опазим местообитанията и зоните на преминаване на птиците. От правни съображения не се разрешава поставяне на вятърни турбини в защитени природни райони и защитени зони за птици.
За всички проекти за производство на вятърна енергия задължително се извършват обстойни проучвания на местните популации на птици и прилепи. Специално внимание се отделя на поведението на прелетните птици. Обикновено се проучват миграционните и хранителните навици на прелетните птици през пролетта. Само ако проучванията, извършвани от специалисти, завършат с положителен резултат, проектите за ветроенергийни паркове получават разрешение съгласно приложимото право в областта на опазването на околната среда.
Експлоатацията на вятърните електроцентрали показа, че само някои видове птици по недвусмислен начин избягват вятърните турбини. Ако местоположението е избрано правилно, дори и при лоша видимост няма да се стигне до „масови пасажи“ с множество сблъсъци. На базата на обширни изследвания, свързани с птиците и прилепите и извършени в рамките на процедурата за одобрение, както и на съблюдаването на тези резултати в процеса на проектиране, е възможно въздействието върху поведението при възпроизвеждане и хранене на редките видове да се ограничава до обозрими граници.
Тригодишно проучване на Института за изследване на дивата природа към Ветеринарен университет Хановер (IWFo) показва пренебрежимо малко влияние на вятърните генератори върху поведението на елените и сърните, лисиците, дивите зайци и яребиците. Дивите и селскостопанските животни обикновено избягват оживените строителни площадки. Малко след приключване на строителния процес те отново се връщат в своите традиционни местообитания. В повечето случаи адаптирането към новите вятърни електроцентрали протича без проблеми. Болшинството ловци също не възприемат вятърните генератори като сериозна заплаха за дребния дивеч, годен за ловуване.
Вятърните електроцентрали се експлоатират за определен период от време. След края на планирания експлоатационен живот на ветрогенераторите, терените в райони с висока скорост на вятъра продължават да се използват за производство на електроенергия от вятър. Старите турбини се демонтират, а новите се инсталират в същия район. Обикновено новото поколение ветрогенератори може да използва още по-ефективно ветровите характеристики. Затова на територията на вятърния парк често се демонтира по-голям брой стари турбини и се монтира по-малък брой нови.
Понастоящем Windkraft Simonsfeld демонтира третия вятърен парк в своята фирмена история – за да инсталира по-мощни и ефективни вятърни генератори в същия район. Затова отдаваме голямо значение на демонтажа с минимални остатъци: турбинните лопатки, машинните отделения и кулите се демонтират и извозват. Монтират се повторно на други обекти и се експлоатират още, или се използват за резервни части за вятърни електроцентрали от същия тип, които са още в период на експлоатация. Бетонният фундамент също се раздробява и се премахва. Натрошените части се рециклират като строителен материал или се използват в пътното строителство. Пилотите, които служат за устойчивост на положението и са набити на дълбочина до 1,5 метра, се изваждат от земята и се рециклират.
Редкоземните елементи са група от 17 елемента с много сходни свойства. Тези елементи намират разнообразно приложение в индустрията – основно за производството на течнокристални дисплеи/LED-дисплеи, смартфони, лаптопи, харддискове, също и в стъкларската промишленост.
В поколението вятърни турбини, инсталирани преди 2007 г., не са използвани редкоземни елементи. В някои видове модерни вятърни турбини се използват мощни магнити, произведени от неодим, който спада към редкоземните елементи. В Австрия понастоящем 9 от над 1 300-те вятърни турбини са оборудвани с такива перманентни магнити. В зависимост от това какви видове вятърни централи ще се инсталират в бъдеще, техният брой ще нараства в бъдеще. Преобладаващият брой вятърни централи няма да ползва редкоземни елементи в бъдеще.
По принцип се прави разлика между индивидуална процедура и фокусирани оценки на въздействието върху околната среда (ОВОС). При индивидуалната процедура отделните сфери („елементи“) се проверяват в отделни процедури. При фокусираната оценка на въздействието на околната среда се извършва цялостна проверка на всички области, като се включват всички засегнати страни.
За изграждането и експлоатацията на вятърни електроцентрали се използват съществуващи пътища и селскостопански площи.
Windkraft Simonsfeld използва предимно съществуващи пътища за транспортната инфраструктура на своите вятърни паркове. За да подобрим достъпността при всякакви метеорологични условия, ние инвестираме в пътищата със съгласието на техните собственици. Така вземаните от нас мерки за подобряване състоянието на тази важна инфраструктура са от полза и за общините, тъй като спестяват от разходи за поддръжка, а местните земеделски стопани имат по-лесен достъп до обработваните площи. По време на строителните работи има временно разширяване най-вече на радиусите на завиване на тежкотоварната транспортна техника. Част от тези разширения се отстраняват след приключване на строителните работи.
Необходимата площ за един вятърен генератор се определя от типа генератор, но обикновено е около 4000 m2.
През лятото на 2021 г. изключително силен вятър в северната част на винения район нанесе щети в размер на милиони евро. В съседна Южна Моравия този феномен взе размерите на торнадо с разрушителна сила. Заради тези огромни природни стихии, въпросът за стабилността на вятърните турбини добива основно значение:
Производителите на вятърните генератори гарантират за всеки тип турбини максимална скорост на вятъра, на която съответният генератор трябва да издържи. Тази гарантирана устойчивост на положението е определена въз основа на изключително силни пориви на вятъра, които се появяват в Централна Европа приблизително на всеки 50 години. За Vestas V 90, който е най-използваният тип ветрогенератор, гарантираната устойчивост е 52,5 m/s – това са почти 190 km/h.
През последните години неведнъж ставаше ясно, че ветрогенераторите трябва да издържат на по-голяма скорост на вятъра, например преди няколко години при буря в Tauernwindpark, окръг Юденбург, беше измерена скорост на вятъра доста над 200 km/h на 1 900 надморска височина. Въпросната буря не нанесе материални щети на вятърния парк, а ветрогенераторите възстановиха работата си след кратко изключване с цел безопасност.
Трудно е за всеки конкретен случай да се определи максималната скорост, след достигането на която разрушителните сили ще надвишат стабилността на създадената от човека техника. Със сигурност и други рамкови условия играят основна роля за стабилността. Такива са: характеристиките на почвата и предшестващи метеорологични явления като напр. проливен дъжд, които биха могли да нарушат здравината на почвата.
Модерната вятърна турбина категория 5 мегавата…
В източна Австрия вятърът духа силно и почти винаги постоянно. Можем да произвеждаме вятърна електроенергия през почти всички дни в годината: в 95% от дните нашите турбини работят и произвеждат екологично чиста електроенергия.
Ако някоя турбина не работи, значи преминава техническо обслужване, има повреда или в момента наистина няма вятър. Усилването и затихването на вятъра дори и при съседни ветрогенератори може да доведе до феномена, при който един от тях е спрял, докато всички други работят. Първите завъртания, докато вятърът е все още слаб, се изпълняват без включено съпротивление, следователно - без да се генерира електроенергия. Турбинните витла се завъртат по-бързо в сравнение с витлата, които вече произвеждат електричество. И този феномен се наблюдава често при вятърни турбини, разположени в непосредствена близост една до друга.
За съжаление не. Заради нормативните и икономическите рамкови условия това не е възможно.
Европейската електрическа мрежа има изключително сложна организация. Всеки мрежов оператор трябва да гарантира, че във всеки един момент се подава точно толкова енергия към мрежата, колкото се изразходва в същия този момент. Това е възможно само чрез координация между стотици електроцентрали, разпределителни станции, акумулиращи централи и др.
Ето защо вятърната електроенергия се подава и към националната разпределителна мрежа, която дава възможност за разпределяне на произведената и необходимата енергия. Само тази разпределителна мрежа гарантира, че по всяко време ще разполагате с напрежение и честота, необходими за работата на вашите устройства.
Правим всичко възможно да удължим максимално експлоатационния живот на нашите вятърни турбини и след 20 - 25 работа да предадем максимален брой части от тях за рециклиране или за повторна употреба. Повечето компоненти на вятърните турбини могат да се рециклират или използват целесъобразно. Стоманените мачти могат да се дадат за претопяване. Бетонните фундаменти се натрошават и се използват в пътното строителство.
В нашия сектор се работи активно по въпроса за последващото използване на турбинните витла. Energie Burgenland планира да търси иновативни решения и занапред да използва турбинните витлакато мостове за велосипедисти и туристи.
Всички компании от нашия сектор дават излезлите от употреба витла на вятърни турбини за нарязване и ги използват за производството на нови пластмасови продукти. Турбинните витла се нарязват и се използват в различни индустриални процеси като суровина, доставяща енергия. Екологично по-иновативен е методът, разработен в Австрия и отличен през 2017 г. с екологичната награда GreenTec Award 2017: Витлата на вятърните турбини се смесват със суровини от производството на хартия и се получава енергийна суровина, която се използва като изходна суровина за производството на клинкер. В бъдеще този метод ще се използва за търговски цели и в по-голям обем.
Вятър има навсякъде в Австрия, но само някои области в страната са подходящи за инсталиране на ветрогенератори за търговски цели. Зоните с отлични ветрови параметри се намират най-вече в североизточна Австрия и в северните части на Бургенланд. Тези области са много подходящи за производството на електроенергия от вятър.
Виненият район е идеален за ефективната експлоатация на вятърни турбини: умерено силни турбуленции на вятъра, благодарение на леко хълмистия пейзаж, почти никакви слани благодарения на мекия климат, всичко това характеризира нашия район като един от най-добрите ветрови райони в Австрия.
Мигащите червени светлини върху ветрогенераторите служат за безопасността на въздушния трафик.
Понастоящем нашият сектор работи върху няколко инициативи за оптимизиране работата на тези оптични предупредителни сигнали. Като вариант се разглежда и инсталирането на базирани на транспондери системи за разпознаване, което вече е изпробвано в някои проекти, за да се види как сеактивират оптичните предупредителни системи на ветрогенераторите само при извършване на подходна летателни обекти. В момента тази система се проверява от правна и техническа гледна точка.
Ние също участваме в серия технически изпитвания с пилотна инсталация на един от нашите ветрогенератори. На базата на първоначалните резултати можем да се надяваме, че фазата на мигане може да бъде намалена до 1-3 процента. Решението трябва да се вземе от Федерално министерство на икономиката и опазването на климата, което отговаря и за безопасността на въздушния транспорт.
За успешното трансформиране на нашата енергийна система, всички форми на възобновяема енергия имат важна роля.
Модерните турбини са оборудвани с електронни сензори, които разпознават обледяването и автоматично изключват ветрогенератора. Въз основа на официалните изисквания са предвидени поне два независими един от друг сензори за лед. Когато ветрогенераторите започнат да се обледяват, говорим най-вече за т.нар. „скреж“. Само когато има обледяване вследствие на суграшица, може да се получи по-компактно натрупване на лед, вследствие на което да започне да пада лед от изключените турбини. Благодарение на строгите законови изисквания, от години не се наблюдава т.нар. “Хвърляне на лед” от ветрогенераторите. Указателните табели в зоната на опасност, поставени в непосредствена близост до турбините, насочват вниманието към възможни рискове, свързани с падането на лед.