A szélerőműveknek alapvetően két fajtáját különböztetjük meg: az onshore erőművek a szárazföldön működnek, míg az offshore létesítmények a tengerben. Míg előbbiről Magyarországon is sok szó esik, utóbbi nyilvánvaló okokból – kevésbé ismert hazánkban.
Szárazföldi (onshore) szélerőművek
A skót James Blyth volt az első, aki 1887-ben szélturbina révén elektromos energiát generált a hétvégi háza kertjében. A 10 méter magas monstrum a professzor nyaralójának áramellátását biztosította. Közel száz esztendővel később, 1978-ban a dán Vestas vállalat legyártotta első szélturbináját, ezzel pedig megindult a szélerőművek európai terjedése. A szélenergia exponenciális növekedését az energiamixben jól mutatja, hogy míg 1998-ban 10,2 GW volt a globális kapacitás, 2022-re elérte a 900 GW-ot.
A szélenergia ugyanakkor mindmáig kiaknázatlan lehetőségnek tűnik számos országban, így hazánkban is, jórészt azért, mert az energiapolitika a napelemek mellett teszi le a voksát.
Ez a túlzott egyoldalúság azonban a napenergia és a szélenergia technológiai sajátosságainak ismeretében illogikus megközelítés, hiszen a szélerőművek egységnyi energiára és földterületre vetítve akár 60-120-szor kisebb földterület-igénnyel rendelkeznek, mint a napelemek, ráadásul energiatermelési hatékonyságuk is magasabb. (Forrás: Energiaklub) A szélturbinák, melyek magassága a 150 métert (a new yorki Szabadság-szobor 93 méter magas) is elérheti, kitűnően tudnak együtt létezni a mezőgazdasági tevékenységgel és állattartással.
Egy átlagos szélturbina 2,5-3 MW-os kapacitással és 50 méteres pengékkel rendelkezik, 20-25 éven át üzemel, 120 000 órányi időtávon, miközben egy átlagos gépjármű motorja csupán 4000-6000 órát bír.
Tengeri (offshore) szélerőművek
A tengeri szélerőművek nagy előnye, hogy a nyílt vízfelszín felett a szélsebesség magasabb, állandó jellegű, ráadásul számos nagy energiaigényű város (New York, Koppenhága, Rio de Janeiro, csak hogy néhányat említsünk) éppen a tengerpartok mentén fekszik, így ezek közvetlen ellátását is biztosítani tudják.
A szélsebesség esetében akár már a 25%-os növekedés is megduplázza az erőművek energiatermelő képességét. A túlzottan magas szélsebesség és a viharok nagyobb gyakorisága a tengeren hátrány is lehet ugyanakkor, hiszen ezek kárt tehetnek a rendszerben.
Az offshore szélerőművek megtérülése lassabb, mint hagyományos társaiké, hiszen telepítésük drága és technikailag nehezebb. A cölöpös rögzítés általában csak a tengeraljzat 60 méteres mélységéig megoldható, ahol ennél mélyebb a tenger, ott az ún. lebegő megoldást kell alkalmazni. Ilyenkor a szélerőmű a tenger felszínén lebeg, és horgonyszerű huzalok rögzítik az aljzathoz.
2023-ban Európában Hollandia, Franciaország és az Egyesült Királyság telepítette a legtöbb új offshore szélerőművet, de Lengyelországban és Spanyolországban is folyamatban vannak beruházások. Világviszonylatban Kína és az Egyesült Királyság rendelkezik a legnagyobb beépített kapacitással.
Szélkövető energiarendszerek
A szélkövető energiarendszerek (Airborne Wind Energy Systems) a hagyományos turbináknál rugalmasabb megoldást kínálnak. Maga a technológia hasonló ahhoz, mint mikor egy szeles napon papírsárkányt eregetünk: a magasban lévő könnyű anyagból készült felületnek nekifeszül a szél, amely a tartóvezetéket folyamatosan mozgatja, ezáltal odalent, a földön energiát generál.
Helikális szélturbinák
A helikális szélturbinák spirális alakzatban elhelyezkedő, függőleges “lapátokkal” rendelkeznek. Kinézetre leginkább a DNS-lánc egyik darabkájára emlékeztetnek. Előnyük a hagyományos szélerőművekkel szemben, hogy működésük sokkal csendesebb, valamint már alacsonyabb szélsebesség esetén is elkezdenek forogni.
Mivel a magasságuk nem olyan jelentős, így városi környezetben a már meglévő épületek tetejére is lehet őket telepíteni.
A szélenergia madárgyilkos?
A szélerőművek térnyerése ellen sokan hozzák fel érvként, hogy a hatalmas turbinák a madárállományt tizedelik.
Ez azonban csak részben igaz: bár a szélerőművek szednek áldozatokat a madárvilágban, ennek volumene eltörpül más antropogén tényezők mellett.
Adatok forrása: A. Manville, US Fish and Wildlife Service / American Bird Conservancy / Cornell Lab of Ornithology / EIA
Ráadásul ma már szerencsére vannak technológiai megoldások a madarak védelmére: ilyen az IdentiFlight madárdetektáló rendszere, amely segít, hogy a madárvilág és a szélenergia békésen élhessen egymás mellett.
A gépi tanulást, fejlett optikai rendszereket és mesterséges intelligenciát is alkalmazó rendszer 1 kilométeres távolságból képes azonosítani a közeledő madarakat. A lehetséges röppályáikhoz igazodva lassítja vagy nullára csökkenti a turbinák lapátjainak forgási sebességét. Energiahatékony megoldás, hiszen csak az érintett turbinákat lassítja le, a környék erőművei a megszokott szinten üzemelhetnek tovább.
Tudtad? – Érdekességek a szélenergiáról
- A szélenergia a napenergia egy formája, hiszen a szél az egyes területek eltérő melegedése folytán kialakuló nyomáskülönbségek kiegyenlítését szolgáló levegőáramlás.
- Egy átlagos szárazföldi szélturbina 76 méter magas és 2,5 MW-os kapacitása több száz otthon energiaellátását képes fedezni.
- Az emberiség már legalább 1300 éve használja a szélben rejlő energiát szélmalmok formájában.
- A szélsebesség és a szélből kinyerhető energia nem egyenesen arányos egymással. A viharos széllökésekben (100 km/h felett) akár 1000-szer több energia is lehet, mint a gyenge szélben (0-14 km/h).
- A szélenergia-szektorban 1,1 millió ember dolgozik világszerte, és a térnyerése számos további munkahelyet teremthet a jövőben.
[A sorozat szerkesztői: Ali Amina, Pálfi Nándor és Szomolányi Katalin]
