full screen background image

Szélenergia

Mi a szél?


A levegő megközelítőleg horizontális mozgása, amit a földfelszínen létrejövő hőmérséklet- és nyomáskülönbségek okoznak. A szél mindig a magasabb hőmérsékleti pont felől az alacsonyabb (hidegebb) felé fúj.

Hajtóereje tehát a hőmérséklet- és nyomáskülönbség. A trópusokon a légtömegek felmelegszenek, így a levegő felemelkedik és a sarkok felé kezd áramlani, ezeket nevezzük antipasszát szeleknek. A pólusok felé haladva a levegő lehűl, nyomása megnövekszik, így elkezd lesüllyedni, végül a földfelszín közelében visszaáramlik a trópusok közelébe, ezeket passzát szeleknek nevezzük. A trópusokon a levegő felemelkedése miatt vákuum keletkezik, ami miatt lehetséges a Földi légkörzés kialakulása is, azaz motorja a sarkok felől érkező passzát szelek visszaáramlásának is. Ezt a légkörzést azonban befolyásolja a Föld forgásából adódó Coriolis-erő, mely kitéríti a széltömegeket a forgó mozgás miatt, így alakulhattak ki a Földi légkörzések (ezek közül ismertebbek: Bora, Főn, Sirokkó...stb). A Coriolis-erő a Sarkokon a legerősebb, az egyenlítőn egyáltalán nem érvényesül hatása. Időjárási jelenségeink a felszíntől számított 11 km-es magasságig (troposzféra) figyelhetőek meg, melyek közvetlenül hatással vannak ránk. Geosztrófikus szeleknek nevezzük azokat az 1000 m feletti légmozgásokat, melyeket a hőmérséklet- és nyomáskülönbségek mozgatnak. Ezek csak kis mértékben befolyásoltak a felszín érdességétől és a domborzati viszonyoktól, azonban energetikai hasznosításra csak a felszín felett található kb. 150-200 m magasságig terjedő légrétegek mozgásai alkalmasak.
A szél tulajdonságait befolyásoló tényezők a hasznosításra alkalmas tartományban (földfelszíntől kb. 150-200 m-re): természetes akadályok = domborzati viszonyok, és a mesterséges akadályok = építmények.
Ahhoz, hogy a szélturbina telepítése gazdaságos legyen, minimum 4-5 m/s éves átlagú területre kell tervezni azt.
Leszögezhető továbbá az is, hogy csak az állandó jellegű szelek használhatóak megfelelően számottevő energiatermelésre. Ezért jó döntés egy tengerparti sávra vagy a tengerekbe, óceánokba telepíteni ilyen berendezéseket, mert a víz és a szárazföld eltérő felmelegedése miatt folyamatosan van szél (pl: monszun Dél-Kelet Ázsiában). Jó természeti adottság továbbá szélenergia szempontjából a hegy-völgyes domborzat, ugyanis itt is nagy hőmérséklet- és nyomáskülönbségek adódnak (Ausztriában és Németországban is ezért ennyire elterjedtek a szélturbinák).

Magyarországon az átlagos szélsebesség 1,8 m/s körül mozog és még Mosonmagyaróvár környékén is csak 4-5 km/h körül alakul ez az érték, így hazánkban nem érdemes a szélenergia hasznosítása, kivéve az osztrák határvonalat, esetleg az Alpokaljánál is szóba jöhet ez a megújuló energiaforrás.

A szél energiasűrűsége viszonylag kicsi kb: 40-60 W/m2 (a napsugárzásé 1360W/m2!) Potenciális szél: az a szél, amely mentes a környezet érdességének hatásától, így összehasonlíthatóvá válik két terület.

A szélből származó energia nyerése a következőképp alakul: a turbinákat meghajtja a szél, azáltal a forgó mozgás következtében villamosenergia keletkezik. Az energia mennyisége függ a levegő sűrűségétől, a rotor által súrolt felülettől és a szél sebességétől. A fejlesztések során a lapáthossz és az oszlopmagasság növelése a cél, azonban ennek számos akadálya van (szerkezeti, szilárdsági korlátok, gazdaságossági határok).

A gyakorlatban kb. a teljes szélenergia mintegy 20-35%át vagyunk képesek hasznosítani a turbina hatásfokát és a lapátok, generátorok hatásfokát figyelembe véve.

Már őseink is hasznosították a szél energiáját a szélmalmok segítségével, így tudták megőrölni gabonáikat. Ezzel mechanikai energiát állítottak elő, azonban manapság inkább a villamos energia termelésre törekszünk, mely történhet szélturbina, szélgenerátos, szélerőmű segítségével. Itt is van lehetőség a sziget üzemű és a hálózatra való táplálásra is, azonban mégis az optimális alkalmazási területe a szélturbinának a használati melegvíz előállítás és a fűtésrásegítés (háztartásokban).
Vízkiemelésre és öntözésre is használható a szél energiája, melyet a mezőgazdaságban aknáznak ki a leginkább (Texas típusú szélkerekek).

vissza a kategóriákhoz