Energia eoliană

Cap. 1. Introducere

1.1. Generalitati

Energia eoliană face parte, alături de energia solară, a apelor curgătoare, cea rezultată în urma proceselor biologice si a căldurii geotermale, dintre energiile regenerabile, posibil de captat si utilizat în scopuri casnice si industriale. Caracterul regenerabil provine din faptul că sursele acestor energii sunt regenerabile, spre deosebire de cărbuni, spre exemplu, limitati ca zăcăminte.

Energia eoliană este o sursă de energie regenerabilă generată din puterea vântului.

Energia cinetică din vânt poate fi folosită pentru a roti nişte turbine, care sunt capabile de a genera electricitate.

Vânturile se formează deoarece soarele nu încălzeşte Pământul uniform, fapt care creează mişcări de aer. La scara globala miscarile masive de aer sunt cauzate de diferenta de temperatura intre pamantul de la ecuator si cel apropiat de poli.

Energia eoliană este folosită extensiv în ziua de astăzi, şi turbine noi de vânt se construiesc în toată lumea, energia eoliană fiind sursa de energie cu cea mai rapidă creştere în ultimii ani. Majoritatea turbinelor produc energie peste 25% din timp, acest procent crescând iarna, când vânturile sunt mai puternice.

Se crede că potenţialul tehnic mondial al energiei eoliene poate să asigure de cinci ori mai multă energie decât este consumată acum. Acest nivel de exploatare ar necesita 12,7% din suprafaţă Pământul (excluzând oceanele) să fie acoperite de parcuri de turbine, presupunând că terenul ar fi acoperit cu 6 turbine mari de vânt pe kilometru pătrat. Aceste cifre nu iau în considerare îmbunătăţirea randamentului turbinelor şi a soluţiilor tehnice utilizate.

La sfârşitul anului 2006, capacitatea mondială a generatoarelor eoliene era de 73904 MW, acestea producând ceva mai mult de 1% din necesarul mondial de energie electrică.

Deşi încă o sursă relativ minoră de energie electrică pentru majoritatea ţărilor, producţia energiei eoliene a crescut practic de cinci ori între 1999 şi 2006, ajungându-se ca, în unele ţări, ponderea energiei eoliene în consumul total de energie să fie semnificativ: Danemarca (23%), Spania (8%), Germania (6%). Piata mondială energiei eoliene continuă să crească anual cu o rată de 32%.

Energia eoliană s-a dovedit deja a fi o solutie foarte bună la problema energetică globală. Utilizarea resurselor regenerabile se adresează nu numai producerii de energie, dar, prin modul particular de generare, reformulează si modelul de dezvoltare, prin descentralizarea surselor. Energia eoliană în special este printre formele de energie regenerabilă care se pretează aplicatiilor la scară redusă.

1.2.Vantul si energia vantului

Vânturile se formează datorită încăzirii neuniforme a suprafetei pamantului de către energia radiată de soare. Această încălzire variabilă a straturilor de aer, produce zone de aer de densităti diferite, fapt care creează miscări ale acestuia - vânturile. Energia cinetică a vântului este folosită la antrenarea elicelor turbinelor eoliene, capabile de a genera electricitate.

O explicatie simplificata a modului in care aceasta incalzire diferentiata creeaza sistemele de vant ale pamantului este urmatoarea. Asemenea gazelor, aerul expandeaza (isi mareste volumul) cand este incalzit si se contracta (isi micsoreaza volumul) cand este racit. In atmosfera, aerul cald este usor si mai putin dens decat aerul rece si se va ridica la altitudini mari cand este incalzit puternic de radiatia termica a pamantului. Aerul incalzit la ecuator se va ridica si apoi va curge spre poli, unde aerul la suprafata este mai rece. Astfel, regiunile de la poli au mai mult aer care preseaza asupra lor si aerul mai rece de la suprafata tinde sa alunece parasind aceste regiuni si deplasandu-se spre ecuator.

In plus, se presupune ca variatiile periodice ale distributiei caldurii solare cu anotimpurile dau nastere la variatii ale circulatiei aerului.

Configuratia actuala a circulatiei vanturilor este prezentata in figura urmatoare:

Fig. 1.1. Reprezentarea simplificata a circulatiei vanturilor pe glob

Atat la nord, cat si la sud de ecuator, circulatia vantului se imparte in trei zone distincte, denumite celule. Prima este celula tropicala care se intinde si de o parte si de cealalta a ecuatorului la aproximativ 30◦ latitudine nordica si sudica.