Slide 1

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 2

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 3

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 4

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 5

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 6

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 7

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 8

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 9

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 10

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 11

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 12

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 13

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 14

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 15

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 16

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 17

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 18

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 19

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 20

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 21

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 22

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 23

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 24

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 25

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 26

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 27

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 28

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja


Slide 29

www.biomasa.org/edukacja

Jak produkować energię
z wiatru?
prezentacja dla uczniów
szkół gimnazjalnych
Prezentacja przygotowana w ramach projektu
Fundacji Partnerstwo dla Środowiska
współfinansowanego przez NFOŚiGW.

Co to jest pogoda?
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych, zachodzących
w danej chwili w dolnych warstwach atmosfery
nad danym obszarem.

Parametry służące do opisu pogody:
 temperatura powietrza,
 wilgotność powietrza,
 ciśnienie atmosferyczne,
 opady atmosferyczne,
 zachmurzenie,
 siła i kierunek wiatru.
www.biomasa.org/edukacja

Wiatr to...
...jeden ze składników pogody
...ruch powietrza, wywołany jego nierównomiernym
nagrzewaniem się
Powstaje w wyniku naturalnej tendencji do
wyrównywania ciśnień, których różnice
spowodowane są różnicami temperatur.

© Marek Cios

Temperatury różnią się zaś, ponieważ do różnych
obszarów Ziemi dociera różna ilość promieniowania
słonecznego.
www.biomasa.org/edukacja

Co to jest wiatr?
Odpowiedź na tak postawione pytanie wydaje nam się
oczywista. Wiemy przecież doskonale, kiedy wiatr wieje, a
kiedy pogoda jest bezwietrzna, wiemy też, że wiatr może
być bardzo słaby, ledwie zauważalny, bądź przeciwnie - tak
silny, że aż niebezpieczny.
Czy jednak naprawdę wiemy, czym jest wiatr?
Jakie zjawiska wskazują na to, że wiatr wieje?
W jaki sposób wiatr powstaje i jakie rodzaje wiatrów wyróżniamy?
Zastanówcie się przez chwilę i spróbujcie
odpowiedzieć na pytania!
www.biomasa.org/edukacja

Jak powstaje wiatr?
do różnych obszarów Ziemi dociera różna ilość
promieniowania słonecznego,
 jak wiemy, okolice równika nagrzewają się o wiele
bardziej niż strefy okołobiegunowe,
 gdy lekkie, gorące powietrze z rejonu równika ucieka
w górę, na jego miejsce napływają fale chłodnego
powietrza znad biegunów,
 tak powstaje wiatr - ruch powietrza, spowodowany
różnicami temperatur i ciśnień, a także działaniem
związanej z obrotowym ruchem Ziemi siły Coriolisa


www.biomasa.org/edukacja

Działanie siły Coriolisa
Gdyby nie zakrzywiająca tor wiatru siła Coriolisa, zwana
też geostroficzną, powietrze przemieszczałoby się w linii
prostej, wędrując od obszarów wysokiego ciśnienia ku
terenom o ciśnieniu niskim.
Najniższe ciśnienie panuje nad równikiem. Powietrze,
które odpływa znad tego „równikowego pasa ciszy” opada
następnie na ziemię w okolicach zwrotników (szerokość
geograficzna mniejsza niż 30 stopni),
a stamtąd rozprzestrzenia się na północ i na południe
w postaci stałych wiatrów zachodnich i wschodnich.
www.biomasa.org/edukacja

Rodzaje wiatrów
Wyróżniamy:
 wiatry globalne, do których zaliczane są stałe wiatry
zachodnie i zwane też pasatami stałe wiatry wschodnie;
 wiatry lokalne, które mają największy wpływ na
kształtowanie pogody na danym obszarze.

Dobrze znanym nam wszystkim przykładem
wiatru lokalnego jest występujący
w Sudetach i w Karpatach wiatr halny.
Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Pomiary wiatru






pomiarów wiatrów dokonywano
już w czasach starożytnych,
współcześnie do mierzenia
prędkości i kierunku wiatru
wykorzystuje się różnego rodzaju
wiatromierze,
do ustalania prędkości wiatru
stosuje się też skalę Beauforta,
do ustalania kierunku wiatrów
korzysta się z róży wiatrów

Róża wiatrów to rysunek,
przedstawiający
8 lub 16 kierunków
świata z zaznaczonymi
skrótowo nazwami.

N – północ
E – wschód
S – południe
W – zachód
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
dawniej
człowiek może wykorzystywać siłę wiatru do
rozmaitych celów,
 najstarszy znany sposób jej wykorzystania to
oczywiście żeglarstwo, jednak już od bardzo dawnych
czasów energia wiatru służyła także do innych celów,
 np. starożytni Babilończycy używali jej do napędzania
pompujących wodę wiatraków, które nawadniały pola i
osuszały mokradła,
 z kolei Persowie już w VI w. mełli ziarno w
wiatrowych młynach


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru dziś
energia wiatru znalazła nowe zastosowanie wraz z
odkryciem elektryczności,
 pod koniec XIX w. podjęto pierwsze próby
wykorzystania energii wiatru do produkcji prądu,
 w 1960 r. na świecie działało już ponad milion
siłowni wiatrowych,
 światowym liderem w dziedzinie wytwarzania
energii elektrycznej z energii wiatru jest Europa,
 w 2004 r. na nasz kontynent przypadało 73,6%
światowej produkcji energii elektrycznej
pozyskiwanej z energii wiatru


Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe na świecie
Moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w MW
34630

35000
30000

28835

25000
20000
15000
6678 7196

10000

2705

5000

3774
166 227

880

1501

170 246

0
Europa

Ameryka
Północna

Azja
początek 2004

Ameryka
Łacińska

Rejon Pacifiku

Bliski Wschód i
Afryka

początek 2005

www.biomasa.org/edukacja

Zastosowania energii wiatru



elektrownie wiatrowe wykorzystywane są przede
wszystkim do produkcji energii elektrycznej,
siłownie wiatrowe mogą być podłączone do
krajowej sieci energetycznej lub też pracować na
sieć wydzieloną i zaspokajać potrzeby
energetyczne zakładu produkcyjnego,
gospodarstwa rolnego lub domowego

Courtesy of DOE/NREL

Niektóre siłownie wiatrowe wykorzystują energię wiatru
bezpośrednio do pompowania wody, napowietrzania
zbiorników wodnych i innych celów.
www.biomasa.org/edukacja

Wykorzystanie energii wiatru
w Polsce
Polska posiada 58 MW mocy zainstalowanej
elektrowni wiatrowych.
To najwięcej wśród nowych członków Unii Europejskiej.
W roku 2003 w naszym kraju:
 pracowało około 40 profesjonalnych siłowni
wiatrowych, sprzedających energię elektryczną do sieci,
 a największą polską farmą wiatrową był posiadający
dziewięć elektrowni wiatrowych park w Cisowie koło
Darłowa.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Lokalizacja elektrowni wiatrowej
Projektując farmę wiatrową trzeba wziąć pod uwagę
wiele rozmaitych czynników. Po pierwsze, na wybranym
terenie muszą panować odpowiednie warunki wiatrowe.
W Polsce za obszary pozwalające wykorzystywać energię
wiatru uznaje się miejsca, w których średnia roczna
prędkość wiatru na wysokości 70 m n. p. g.
(nad poziomem gleby) wynosi co najmniej 6 m/s.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Klasy szorstkości terenu
Prędkość wiatru zależy od:
 wysokości - średnia prędkość wiatru rośnie wraz z
wysokością względem powierzchni ziemi),
 od szorstkości terenu - o której decydują rzeźba
powierzchni i takie przeszkody terenowe, jak drzewa czy
zabudowania.
Im niższa klasa szorstkości terenu – to znaczy im mniej
przeszkód terenowych na danym obszarze, tym większe są tam
zasoby energii wiatru i tym lepsze warunki
do budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Najlepsze warunki wiatrowe
najlepsze pod względem warunków wiatrowych obszary
to morskie wybrzeża, otwarte równiny, wierzchołki
wzniesień i górskie przełęcze, a więc miejsca, w których
regularnie występują wiatry o dużej sile,
 elektrowni wiatrowych nie należy lokalizować w
górskich dolinach i kotlinach


By farma wiatrowa najlepiej wykorzystywała warunki
wiatrowe, turbiny powinny być zwrócone w stronę głównych
kierunków wiatru, a odległość między nimi powinna wynosić
od 5 do 8 średnic wirnika turbiny
www.biomasa.org/edukacja

Morskie farmy wiatrowe
Powierzchnia wody to obszar o najniższej klasie szorstkości
Dlatego idealną farmą wiatrową byłby zakład
umiejscowiony na dużym obszarze morskim, złożony z
rzędu turbin, oddalonych od siebie o około 600 m i
zwróconych w stronę głównych kierunków wiatru.
Choć większość farm wiatrowych zlokalizowana jest na
lądzie, zakłady z wybrzeży Bałtyku i Morza Północnego
coraz częściej przenoszą się na przybrzeżne wody morskie.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Cechy morskich farm wiatrowych
Morskie farmy wiatrowe mają wiele zalet, wśród których
znajduje się większa...
 ...stabilność wiatrów, umożliwiająca ich efektywniejsze
wykorzystanie,
 ...siła wiatru na mniejszej wysokości, pozwalająca na
budowę niższych wież,
 ...siła wiatru w miarę oddalania się od brzegu,
 ...przestrzeń dla lokalizacji elektrowni wiatrowych.

Wadą morskich elektrowni wiatrowych jest konieczność
budowy podwodnej sieci kablowej i fundamentów oraz
przetransportowania na morze personelu i sprzętu.
www.biomasa.org/edukacja

Warunki wiatrowe w Polsce
w Polsce najlepsze warunki wiatrowe panują na
Pomorzu i w północno-wschodnich rejonach kraju,
 dużym potencjałem energii wiatru dysponują też
górzyste i pagórkowate tereny Sudetów, Beskidu
Śląskiego i Żywieckiego, Bieszczad, Pogórza
Dynowskiego, Garbu Lubawskiego i Kielcczyzny


Courtesy of DOE/NREL

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Rozmieszczenie elektrowni
wiatrowych na terenie Polski

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Zalety elektrowni wiatrowych
Wiatr jest odnawialnym źródłem energii.
Jego wykorzystanie do produkcji elektryczności:
 nie powoduje zanieczyszczeń,
 nie przyczynia się do emisji gazów cieplarnianych,
 nie wiąże się też z eksploatacją zasobów, które prędzej
czy później zostaną wyczerpane.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Elektrownie wiatrowe a środowisko
Energia wiatru jest odnawialnym źródłem energii.
Nie znaczy to jednak, że jej wykorzystanie jest dla
neutralne środowiska.
Elektrownie wiatrowe:
 „zanieczyszczają wizualnie środowisko”,
czyli po prostu szpecą krajobraz,
 emitują uciążliwy monotonny hałas, a także
 stanowią zagrożenie dla ptaków i nietoperzy.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Wpływ na krajobraz
Elektrownie wiatrowe nie zanieczyszczają powietrza,
gleby czy wody, często się jednak mówi
o powodowanym przez nie
„wizualnym zanieczyszczeniu” środowiska.

Problem ten jest tym poważniejszy, że odpowiednie
do budowy farm wiatrowych obszary to nieraz
turystyczne tereny nadmorskie bądź górskie,
których walory krajobrazowe mogą trwale ucierpieć
skutkiem budowy elektrowni.
www.biomasa.org/edukacja

Emisja hałasu
Poza wizualnym zanieczyszczeniem środowiska,
elektrownie wiatrowe są także odpowiedzialne za
zanieczyszczenie „akustyczne”, emitują bowiem hałas.
Głównym „sprawcą” hałasu emitowanego przez
elektrownie wiatrowe są łopaty wirnika, które
obracając się natrafiają na opór powietrza.
Courtesy of DOE/NREL

Im większa moc elektrowni, im starsza technologia,
im mniej aerodynamiczna konstrukcja łopat, tym
większy hałas, powodowany przez turbinę.
www.biomasa.org/edukacja

Hałas powodowany przez
turbinę wiatrową
odległość od
turbiny w metrach

natężenie hałasu w decybelach (db)
dla turbiny o
mocy 600 kW

dla turbiny o
mocy 1650 kW

200

46,5

47,0

250

44,4

44,9

300

42,7

43,2

500

37,4

37,9
www.biomasa.org/edukacja

Redukcja poziomu hałasu
natężenie hałasu emitowanego przez elektrownie
wiatrowe nie jest duże,
 problemem jest raczej jego monotonia i
długotrwałe oddziaływanie na psychikę człowieka,
 by zredukować poziom hałasu wykorzystuje się
nowoczesne technologie (współczesne turbiny
wiatrowe pracują ciszej od swych poprzedniczek),
 by zaś zneutralizować wpływ hałasu na ludzi
elektrownie wiatrowe lokalizuje się w odległości
minimum 500 m od zabudowy mieszkaniowej


www.biomasa.org/edukacja

Zagrożenie dla ptaków
Kolejnym problemem, związanym z budową
elektrowni wiatrowych jest zagrożenie, jakie ich praca
stwarza dla ptaków i nietoperzy, które lecąc mogą
wejść w kolizję z turbiną.
Kolizja taka jest tym prawdopodobniejsza, że
elektrownie wiatrowe lokalizuje się często w miejscach
występowania prądów powietrznych,
wykorzystywanych także przez migrujące ptaki.

Courtesy of DOE/NREL

www.biomasa.org/edukacja

Neutralizowanie zagrożenia
dla ptaków
by zmniejszyć śmiertelność ptaków, spowodowaną
kolizjami z turbinami wiatrowymi, stosuje się specjalne
oznakowanie, zwiększające widoczność elektrowni,
 nowe elektrownie lokalizuje się z dala od tras
migracyjnych ptaków,
 na etapie badań jest wykorzystanie sygnałów
radiowych, których emisja mogłaby odstraszać ptaki
z terenu elektrowni


Należy pamiętać, że o wiele większe zagrożenie dla ptaków
stanowi energetyka konwencjonalna!
www.biomasa.org/edukacja

Podsumowanie
Zainteresowanie energią wiatru, tak jak i innymi
odnawialnymi źródłami energii wzrosło w następstwie
kryzysu energetycznego z 1973 roku. Od tego czasu na
całym świecie zainstalowano ponad 50 000 turbin
wiatrowych, a energetyka wiatrowa jest jedną
z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu.
Wyczerpywanie się paliw kopalnych i zmiany klimatyczne,
spowodowane ich spalaniem zmuszają do poszukiwania
alternatywnych źródeł energii, zaś coraz doskonalsze
technologie pozwalają minimalizować negatywny wpływ
elektrowni wiatrowych na środowisko.
www.biomasa.org/edukacja