Wykorzystanie energii ze źródeł odnawialnych w Polsce stale wzrasta i przewiduje się, że ta tendencja zostanie zachowana. Zgodnie z założeniami polityki energetycznej w 2017 roku udział OZE w zużyciu energii finalnej wyniesie 12,9%. Założony w polityce energetycznej Polski na najbliższe lata udział produkcji energii pochodzącej z OZE wzrośnie kilkukrotnie w porównaniu ze stanem obecnym. Ratyfikowane przez Polskę zobowiązania oraz przyjęte do realizacji programy istotnie wpłyną również na rozwój wykorzystania energii wodnej i wiatru w sektorze energetycznym.

W związku z powyższym przewidywany popyt na energię wytwarzaną z Odnawialnych Źródeł Energii, w tym za pomocą potencjału wody czy wiatru będzie w najbliższych latach stale wzrastał. Osiągnięcie zakładanych pułapów w produkcji energii z OZE niekoniecznie zatrzyma tempo rozwoju tego sektora alternatywnej energii. Konwencjonalne źródła energii stale są zużywane w ogromnych ilościach, a ich ilość jest ograniczona. Popyt na energię elektryczną w nowoczesnych gospodarkach stale się zwiększa, dlatego też alternatywne źródła energii są jedyną szansą na zapewnienie Polsce i Europie bezpieczeństwa energetycznego. Jedną z najpopularniejszych form pozyskiwania zielonej energii (oprócz biomasy) jest energia wiatrowa i wodna. Wielu inwestorów zadaje sobie pytanie, która z dostępnych technologii pozyskiwania czystej energii jest lepsza – energetyka wodna czy wiatrowa. Jednym z najważniejszych kryteriów porównawczych jest ilość mocy, jaką można uzyskać z poszczególnych źródeł, a co za tym idzie ilość wyprodukowanej energii.

 

odnawialne źródłą energii porównanie

W przypadku pozyskiwania energii z wiatru moc zależy głównie od prędkości wiatru, ale także od powierzchni zataczania skrzydeł. W przypadku energetyki wodnej moc, jaką możemy uzyskać, zależy przede wszystkim od przepływu i spadu.

Celem niniejszego artykułu jest porównanie produkcji energii z przykładowych elektrowni wodnych i wiatrowych.

Do analizy wytypowano następujące jednostki:

• energetyka wiatrowa (3 lokalizacje: małopolskie, podkarpackie, świętokrzyskie)

• energetyka wodna (1 lokalizacja: podkarpackie)


Wykorzystywane technologie


Mała elektrownia wodna (MEW) – podstawowe dane

Blok siłowni wodnej, o wymiarach ok. 21 x 20m, zaprojektowano jako konstrukcję żelbetową. W budynku elektrowni zainstalowano trzy jednakowe turbiny Kaplana z wałem pionowym typ 2100 mm. Zastosowano generatory asynchroniczne o napięciu 0,4 kV, współpracujące z siecią dystrybutora energii. Dodatkowo siłownia wodna wyposażona jest w następujące urządzenia…

Dokładniejsza analiza oparta jest na parametrach rozkładu Weilbulla i krzywej mocy turbiny. Analizując dane, można przypuszczać, iż produkcja energii będzie kształtować się na poziomie ok. 4000 MWh rocznie. Produkcja dla elektrowni wiatrowych 2 i 3 zostanie oszacowana w analogiczny sposób.

Obliczenie wskaźnika redukcji emisji dwutlenku

Dzięki znajomości ilości wyprodukowanej energii jesteśmy w stanie oszacować wielkość wskaźnika redukcyjnego, czyli ilość unikniętej emisji CO2 do atmosfery.

 


Podsumowanie

Jak wynika z powyższej analizy dla trzech jednostek OZE o tej samej mocy szacowana produkcja energii elektrycznej będzie się różnić dość znacznie, jest najbardziej efektywna przy zastosowaniu technologii MEW (5760 MWh). Na uwagę zasługuje też fakt, że te same turbiny wiatrowe umieszczone w różnych lokalizacjach mogą wyprodukować tak różną ilość energii elektrycznej. Wynik ten podkreśla znaczenie pomiarów prędkości wiatru przed wykonaniem inwestycji. Analogicznie, dla inwestycji w energetykę wodną istotne są pomiary przepływu wody.

Wyprodukowana energia przekłada się oczywiście na unikniętą emisję dwutlenku węgla – co zostało podkreślone w niniejszym opracowaniu. Jednak ilość wyprodukowanej energii nie jest jedynym kryterium, którym należy się kierować przy wyborze technologii.

Należy również zwrócić uwagę na:

• lokalizację

• koszt inwestycji w przeliczeniu na 1 MW nowej mocy wytwórczej

• czynniki środowiskowe w danym miejscu

Podsumowując, można wyciągnąć wniosek, że pomimo różnic w efektywności produkcji zielonej energii powinniśmy promować każdą technologię, która przyczynia się do poprawy bilansu i bezpieczeństwa energetycznego, dostarczania taniej lokalnej energii, rozwoju lokalnego rynku, nie zapominając o globalnym ograniczeniu zanieczyszczeń i redukcji ilości emitowanego dwutlenku węgla.

Literatura

  • Rozporządzenia ministra gospodarki,  Dz.U. z 2008 r. Nr 156, poz. 969
  • M.  Duraczyński, Badanie oraz ocena zasobów energii wiatru w rejonie miasta Sandomierz, III Krakowska Konferencja Młodych Uczonych, Kraków 2008, s.215–223
  • Informacje uzyskane z firmy NORDEX
  • S. Michałowski, J. Plutecki, Energetyka wodna, WNT, Warszawa 1975
  • M. Duraczyński, Perspektywy rozwoju i pozyskiwania energii wiatru na potrzeby energetyki na przykładzie lokalizacji w województwie świętokrzyskim,  Konferencja „Czysta Energia, Czyste Środowisko”, Kraków 2008, s. 65–75
  • D. Laudyn, M. Pawlik, F. Strzelczyk, Elektrownie, WNT, Warszawa 2000
  • Poradnik MEW pod red. M. Hoffmana,  udostępnione dzięki www.mew.pl

Maciej Duraczyński


Cały artykuł – GLOBEnergia 3/2010