|
Wybór i lokalizacja farmy ze względu na jej
efektywność
Budowa każdej farmy wiatrowej jest
ogromnym przedsięwzięciem, zarówno pod względem finansowym, jak
i ilości poświęconej mu pracy. Chcąc przeprowadzić udaną i opłacalną
inwestycję należy zacząć od znalezienia odpowiedniego miejsca
pod farmę.
Wstępny wybór działki pod park wiatrowy odbywa
się poprzez wizję lokalną, pomocne również mogą okazać się mapy
i zdjęcia lotnicze.
 
Nie każde miejsce umożliwia uzyskanie zadowalających
efektów z wybudowanego na nim parku wiatrowego, dlatego też ostateczna
decyzja o wyborze działki powinna być zawsze poprzedzona wstępną
analizą produktywności planowanej farmy. Jest to bardzo ważne
ponieważ dwa parki wiatrowe o tej samej mocy, posadowione na odmiennych
terenach produkują różną ilość energii.
Podstawowymi elementami środowiskowymi, które
powinniśmy brać pod uwagę, mającymi wpływ na produktywność elektrowni
są wiatr i rodzaj terenu. Element trzeci składający się na to
jak skutecznie będzie wykorzystany potencjał turbin to rozmieszczenie
ich względem siebie.
Wiatr
Wiatr jako siła napędowa elektrowni wiatrowej
ma bezpośredni i najważniejszy wpływ na jej wydajność. Zasada
jest prosta i oczywista: im większa prędkość wiatru, tym większa
produktywność.
Aby zweryfikować teren pod względem wietrzności
przeprowadza się co najmniej roczne pomiary za pomocą specjalnie
do tego przystosowanych masztów firmy NRG Systems. Dokonywany
jest pomiar prędkości i kierunku wiatru na trzech wysokościach
50, 40, 30m w przypadku masztów 50-metrowych lub 40, 30, 20m na
masztach 40-metrowych. Uzyskana średnia prędkość wiatru pozwala
wstępnie ocenić, czy dane miejsce jest warte przeprowadzenia inwestycji.
Teren
 Teren
przeznaczony pod farmę wiatrową powinien być przede wszystkim
nie zalesiony i wolny od zabudowań. Istotna jest również jego
szorstkość, orografia oraz gęstość zabudowy w otaczającej okolicy.
W dziedzinie energetyki wiatrowej każdy rodzaj
terenu określa się odpowiednią klasą szorstkości.
Im bardziej "gładki" teren, tym klasa szorstkości jest
niższa, a co za tym idzie jest on lepszy z punktu widzenia produktywności
farmy.
Wiatr wiejący nad obszarem wodnym, który
ma najniższą klasę szorstkości, nie napotyka na żaden opór w związku
z tym praktycznie cała jego siła wykorzystywana jest przez turbinę.
Na terenie o wyższej szorstkości dochodzi do redukcji energii
wiatru, a więc obniżenia wydajności elektrowni.
Na obszarze o klasie 4 produktywność
może spaść o ponad 50% !
Promień obszaru otaczającego farmę, którego
szorstkość ma wpływ na jej produktywność wynosi 20 km. Znaczenie
oddziaływania miejsca o danej szorstkości na farmę jest tym mniejsze,
im bardziej jest od niej odległe.
Kolejny istotny element brany pod uwagę
podczas dokonywania wyboru lokalizacji farmy, stanowi orografia
czyli rodzaj i rozmiar pofalowania terenu. Występuje wyraˇna różnica
warunków wietrznych, pomiędzy obszarem o charakterze górskim,
a rozległą równiną. Zróżnicowana rzeˇba powierzchni powoduje zaburzenia
w swobodnym przepływie wiatru, obniżając poziom wykorzystania
energii wiatru dla celów produkcji energii elektrycznej. Mimo
wszystko nie rezygnuje się z tego typu obszarów, ponieważ zastosowanie
odpowiedniej metody lokalizacji turbin umożliwia niemalże w pełni
wykorzystać ich możliwości.
Ostatnim czynnikiem terenowym jest zabudowa.
Są dwa powody dla których w bezpośrednim sąsiedztwie turbin nie
powinno być obiektów budowlanych:
1. Jakikolwiek obiekt znajdujący się w odległości
do 1 km od turbiny, którego wysokość stanowi co najmniej 25% wysokości
wieży tej turbiny, jest przeszkodą i ma negatywny wpływ na produktywność.
2. Zabudowa mieszkaniowa nie powinna znajdować
się bliżej niż 500m od turbiny (2MW), ponieważ może to powodować
naruszenie zapisów normy, która mówi, że poziom hałasu emitowanego
np. przez turbiny nie może przekraczać 40dB.
Rozplanowanie farmy
 Po
dokonaniu wyboru odpowiedniej działki pod farmę wiatrową pozostaje
nam tylko jej rozplanowanie. Ten etap projektu odbywa się za pomocą
programu WindPRO duńskiej firmy EMD. Na podstawie wprowadzonej
do WindPRO konfiguracji turbin, danych dotyczących orografii,
szorstkości i zabudowy terenu, a także danych wiatrowych program
kalkuluje średnią prędkość wiatru na poziomie wirnika turbin,
liczy ich produktywność i wskazuje efektywność planowanej farmy.
Jest wiele czynników, które poprzez niewłaściwe
rozplanowanie mogą spowodować obniżenie efektywności turbin od
kilku, nawet do kilkunastu procent, co w skali roku może przynieść
ogromne straty w produkowanej energii. Od inwencji i wiedzy projektującego
farmę zależy więc, jak w miarę możliwości wykorzystać jej pełną
moc.
Pierwszą zasadą właściwego planowania jest
zachowanie odpowiedniej odległości turbin względem siebie. Według
zaleceń producenta odległość ta powinna wynosić od 5 do 8 średnic
wirnika turbiny, tak więc w przypadku elektrowni 2MW,V80 powinno
to być 400-640m. Dystans mniejszy niż 400m przyczyniłby się do
wzajemnego pozbawiania się energii przez turbiny.
Jeśli chodzi o ekspozycję farmy największą
uwagę należy zwrócić na dominujące kierunki wiatru w danym miejscu.
Turbiny powinny być wystawione na najczęściej i najsilniej wiejące
wiatry. Poza tym muszą stać w taki sposób, aby możliwie najmniej
nawzajem się zasłaniały. Elektrownie stojące w pierwszej linii
względem dominujących kierunków wiatru mają zawsze największą
efektywność.
Te z pozoru proste zasady nierzadko całkowicie
zmieniają kształt wstępnie wyobrażanego konceptu, dlatego też,
planowanie farmy powinno odbywać się za pomocą takich narzędzi
jak np. WindPRO, które biorąc pod uwagę wszystkie wymagane aspekty,
umożliwiają stworzenie realnego i bezpiecznego projektu.
Podsumowując można jednoznacznie stwierdzić,
że idealna farma o maksymalnie wykorzystanej efektywności to rząd
turbin, posadowionych na dużym obszarze wodnym, oddalonych od
siebie o ok. 600m, wyeksponowanych w stronę głównych kierunków
wiatru.
Przeważająca ilość parków wiatrowych posadowiona
jest jednak na obszarze lądowym, otoczonym w większym lub mniejszym
stopniu terenami o klasie szorstkości odpowiadającej zabudowie
i lasom. Nie ma dwóch identycznych miejsc w związku z tym, każdy
projekt jest indywidualny i niepowtarzalny. Zarówno wietrzność,
rozmieszczenie elektrowni, jak i rodzaj terenu na którym powstaną
powinny stanowić pewną logiczną całość. Musi istnieć swoista równowaga
pomiędzy nimi ponieważ nie zawsze więcej turbin w danych warunkach
oznacza podwyższone korzyści.
Warto więc czasem wybudować mniejszą farmę,
która odpowiednio dopasowana do miejsca i optymalnie rozplanowana
będzie pracowała pełną mocą, przynosząc szybki zwrot inwestycji
i wysoki dochód.
Agnieszka
Tarasiewicz 
|
