Wirtualny spacer. Spacer rozpoczyna się na polu, na którym znajduje się kilkadziesiąt siłowni wiatrowych. W tle są pola, lasy, łąki i niebo. Informacja umieszczona na zdjęciu: Nie mamy w zapasie drugiej planety, dlatego tak istotne jest, by ją chronić. Można to robić na przykład przez pozyskiwanie energii ze źródeł odnawialnych. Jednym z nich są farmy wiatrowe, takie jak ta w Bardach w województwie zachodniopomorskim. Punkty znajdujące się na zdjęciu: 1. Budowa wiatraka. W dużym uproszczeniu elektrownia wiatrowa składa się z wirnika i gondoli umieszczonych na wieży. Wirnik, w którym dokonuje się zamiana energii wiatru na energię mechaniczną, to najważniejsza część tej konstrukcji. Najczęściej buduje się wirniki trójpłatowe z włókna szklanego wzmocnionego poliestrem. Element ten osadzony jest na wale napędzającym generator. W wirniku znajduje się też mechanizm pozwalający na ustawienie kąta nachylenia łopat. Gondola musi obracać się o 360 stopni, aby zawsze można było ustawić ją pod wiatr. Z tego powodu na szczycie wieży zainstalowany jest silnik. Pracą mechanizmu ustawienia łopat i kierunkowania elektrowni zarządza układ mikroprocesorowy. W gondoli znajdują się także: transformator, łożyska, układy smarowania oraz hamulec zapewniający zatrzymanie wirnika w sytuacjach awaryjnych. 2. Zasada działania. Elektrownia wiatrowa przetwarza energię kinetyczną, która powstaje, kiedy wiatr wprawia w ruch łopaty wirnika. Ta zamieniana jest na pracę mechaniczną w postaci ruchu obrotowego wirnika, a następnie przez generator – w energię elektryczną. Wał śmigła zwykle połączony jest z przekładnią, która zwielokrotnia ilość obrotów. Za przekładnią mieści się generator. Typowy generator wytwarza energię elektryczną przy prędkości ponad 1500 obr/min, a wirnik przeważnie obraca się z prędkością 15–20 obr/min, dlatego konieczne jest zastosowanie skrzyni przekładniowej zwiększającej prędkość obrotową. 3. Wpływ na zwierzęta. Na oddziaływanie elektrowni wiatrowych mogą być narażone ptaki i nietoperze. Szczególnie w takich miejscach jak obszary gniazdowania i żerowania, trasy migracyjne. Może też dochodzić do kolizji ptaków i nietoperzy z turbinami wiatrowymi. Z tego powodu bardzo istotny jest odpowiedni wybór lokalizacji farmy wiatrowej. Prowadzi się wówczas badania ornitologiczne i dotyczące nietoperzy. Zebrane dane poddawane są wnikliwej analizie, a na ich podstawie opracowuje się zalecenia dotyczące lokalizacji i liczby turbin. Są one podstawą do wydania (lub nie) decyzji środowiskowej umożliwiającej budowę farmy. W celu ochrony ptaków i nietoperzy na turbinach wiatrowych montowane są systemy kamer, które wykrywają zbliżające się zwierzęta i odstraszają je sygnałami świetlnymi. Z przeprowadzonych do tej pory badań wynika, że infradźwięki generowane przez elektrownie wiatrowe nie mają wpływu na zdrowie ptaków oraz innych zwierząt. 4. Wpływ na ludzi. Oddziaływania akustyczne elektrowni wiatrowych są traktowane jako jedne z najistotniejszych czynników branych pod uwagę przy badaniu wpływu na środowisko instalacji. Dlatego w praktyce to one decydują o lokalizacji elektrowni. W 2020 r. przeprowadzono w Finlandii eksperyment w pobliżu dwóch farm wiatrowych. Wyniki tych badań opublikowała kancelaria premiera fińskiego rządu. Wynika z nich, że infradźwięki z elektrowni wiatrowych nie mają wpływu na zdrowie i samopoczucie ludzi mieszkających w ich pobliżu. Cytat: Badania przeprowadzono wśród mieszkańców miejscowości sąsiadujących z dwoma farmami wiatrowymi Santavuori (17 x 3,3 MW) i Kopsa (3 x 3 MW + 10 x 3,3 MW). Zgłaszali oni symptomy mogące potencjalnie świadczyć o negatywnym oddziaływaniu turbin na zdrowie. W eksperymencie wykazano, że infradźwięki zmierzone i nagrane w otoczeniu tych farm są nie tylko niesłyszalne dla ucha ludzkiego, ale także nie wywołują żadnych skutków fizjologicznych. (…) Badania potwierdziły natomiast, że percepcja oddziaływania farm wiatrowych zależy w dużej mierze od nastawienia, postawy, postrzegania ryzyka, aspektów wizualnych, interesu ekonomicznego czy zaufania do lokalnych władz. (…) Podczas eksperymentu obserwowano reakcje fizjologiczne, m.in. badano, czy infradźwięki z turbin nie aktywizują układu nerwowego, np. nie wpływają na funkcje serca i elektryczną reaktywność skóry, które są dobrymi wskaźnikami reakcji kojarzonych ze stresem. Wykazano, że infradźwięki emitowane przez turbiny nie były słyszane ani wyczuwane nawet przez grupy oceniające się jako szczególnie wrażliwe. Źródło cytatu: Infradźwięki z elektrowni wiatrowych nie oddziałują na zdrowie, psew.pl [dostęp 17.12.2021]. 5. Odległość od budynków. Na podstawie Ustawy z dnia 20 maja 2016 r. o inwestycjach w zakresie elektrowni wiatrowych lokalizacja elektrowni wiatrowej następuje wyłącznie na podstawie miejscowego planu zagospodarowania przestrzennego. Odległość farm wiatrowych od budynków mieszkalnych musi być równa lub większa od dziesięciokrotności wysokości elektrowni wiatrowej mierzonej od poziomu gruntu do jej najwyższego punktu, czyli końca łopaty wirnika ustawionej w pionie nad elektrownią. Biorąc pod uwagę, że większość obecnie budowanych w Polsce elektrowni wiatrowych ma wysokość całkowitą 180–200 m, to ich odległość od zabudowy wynosi 1800–2000 m. 6. Siła wiatru. Elektrownie wiatrowe wykorzystują moc wiatru w zakresie jego prędkości od 4 do 25 m/s. Przy prędkości wiatru mniejszej od 4 m/s moc wiatru jest niewielka, a przy prędkościach powyżej 25 m/s, ze względów bezpieczeństwa, elektrownia jest zatrzymywana. 7. Wiatr kontra węgiel. Duża, konwencjonalna elektrownia węglowa może osiągnąć moc nawet 1 gigawata, natomiast jeden wiatrak ma moc ok. 1 megawata. Oznacza to, że teoretycznie potrzeba 1000 wiatraków, by uzyskać taką samą produkcję. W praktyce wydajność elektrowni wiatrowych zależy od pogody, dlatego zakłada się, że dopiero ok. trzy razy więcej wiatraków zapewni porównywalną produkcję energii. Niemniej dzięki elektrowniom wiatrowym zyskujemy znacznie więcej niż tylko prąd. Energia z wiatraków jest uważana za ekologicznie czystą, bo oprócz nakładów energetycznych potrzebnych do wybudowania instalacji wytwarzanie energii nie jest związane ze spalaniem jakiegokolwiek paliwa. 8. Moc elektrowni wiatrowych. W Polsce działa już kilkadziesiąt farm wiatrowych. Największa z nich, oddana do użytku w grudniu 2020 r., farma wiatrowa Potęgowo składa się z 81 turbin wiatrowych, których łączna moc to 219 MW. W nocy 20 listopada 2021 r. odnotowano nowy rekord mocy dostarczanej przez farmy wiatrowe w Polsce. Wiatraki pracowały wtedy z mocą blisko 6,4 MW, co odpowiadało aż 34% całkowitego zapotrzebowania na prąd w kraju. Według informacji Polskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej elektrownia wiatrowa o mocy 2 MW pokrywa roczne zużycie energetyczne średnio ok. 2 222 gospodarstw domowych. 9. Utylizacja. Materiały użyte do budowy wiatraka (m.in. stal, beton, miedź, krzemionka) są łatwe do odzyskania i ponownego wykorzystania. W związku z tym prawie 90% instalacji może być poddana recyklingowi. A dlaczego nie 100%? Problemem są materiały, z których wykonano łopaty, czyli polimery zbrojone włóknami szklanymi, węglowymi, aramidowymi i bazaltowymi. Do tej pory zużyte łopaty były najczęściej cięte, układane w stosy i zakopywane. W Danii i Niderlandach wykorzystywano je do budowy np. przystanków autobusowych i placów zabaw, ale wdrożenie tego pomysłu na masową skalę utrudnia niebezpieczny dla zdrowia pył emitowany przy cięciu polimerów. W Danii od 2021 r. trwają prace nad wydzieleniem z łopat włókna oraz żywicy epoksydowej, a następnie dalszym rozkładaniem żywicy na materiały, które można wykorzystać ponownie przy produkcji nowych łopat. Zakłada się, że nowy sposób recyklingu kompozytów z łopat wiatrowych będzie gotowy do przemysłowego zastosowania w ciągu trzech lat. 10. CO2 musi zniknąć. Do 2050 r. Unia Europejska zamierza osiągnąć cel neutralności klimatycznej, co oznacza, że emitowana ilość CO2 powinna do tego czasu być zrównoważona pochłanianiem takiej samej ilości tego szkodliwego gazu, np. przez specjalnie w tym celu sadzone drzewa. W 2017 r. 28 państw członkowskich UE wyemitowało 5,7 gigaton CO2 w trakcie spalania paliw kopalnych. Według rankingu państw pod względem emisji CO2 w Unii Europejskiej, opartego na danych z Global Carbon Atlas, Polska znalazła się na niechlubnym piątym miejscu. Wśród europejskich elektrowni spalających paliwa kopalne i będących największymi emiterami dwutlenku węgla na pierwszym miejscu znalazła się elektrownia w Bełchatowie, a na ósmym – elektrownia w Kozienicach. Cytat: Każda megawatogodzina wyprodukowana z wiatru oznacza o 900 kg mniej CO2 wyemitowanego do atmosfery. Do 2035 r. możemy dzięki takim inwestycjom uniknąć nawet 25 mln ton emisji – wskazywał w 2018 r. Janusz Gajowiecki, prezes Polskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej, w rozmowie z „Rzeczpospolitą”. Źródło cytatu: Bez wiatraków redukcja emisji CO2 będzie trudna, 15.01.2018, energia.rp.pl [dostęp 17.12.2021]. 11. Odnawialne źródła energii (OZE). Pozyskiwanie energii z odnawialnych źródeł, czego przykładem jest funkcjonowanie farm wiatrowych, takich jak ta w Bardach, to dowód na dbanie zarówno o bezpieczeństwo energetyczne, jak i ekologiczne naszego państwa. W zakresie energetyki istotna jest dywersyfikacja źródeł energii w taki sposób, by nie zabrakło jej w przyszłości, gdy tradycyjne metody jej pozyskiwania nie będą już możliwe ze względu na wyczerpywanie się złóż paliw kopalnych. Z punktu widzenia ekologii odnawialne źródła energii uznawane są za mniej szkodliwe dla środowiska naturalnego ze względu na mniejszą ilość zanieczyszczeń, jakie generują.