Főmenü megnyitása
Egy modern szélkerék

A szélenergia a levegő mozgási energiáját jelenti. Ezen energiát az emberiség már régóta hasznosítja különböző energiaátviteli-módszerek segítségével. A vitorláshajók mellett a legöregebb ebbe a kategóriába tartozó technológia a szélmalom, amelyben a szélenergia csak mechanikus szerkezetet működtetett és fizikai munkát végzett, mint a gabonaőrlés, vagy a víz szivattyúzása. Ettől modernebb felhasználási formája a szélturbina lapátjainak forgási energiáját alakítja át elektromos árammá. A szélturbinákat ma már ipari méretekben, nagy csoportokban is felhasználják szélfarmjaikon a nagy áramtermelők, de nem ritkák a kis, egyedi turbinákat működtető telepek sem, amelyeknek különösen olyan környezetben veszik nagy hasznát, amelyek távol vannak a nagyfeszültségű elektromos hálózattól, ezért költséges lenne a felhasználás helyéig kiépíteni a vezetékeket.

A szélenergia felhasználásának előnye, hogy működése nem jár semmiféle melléktermék kibocsájtásával, így környezetkímélően működik és a szél kifogyhatatlansága miatt a megújuló energiaforrások közé sorolható, hátránya a magas telepítési költség, valamint az aktuális időjárástól rendkívül váltakozó teljesítmény és az egyenetlenül előállított energia nehéz tárolhatósága.

TörténeteSzerkesztés

 
Egy régi szélmalom

A szél mozgási energiáját évezredek óta használják például a vitorla segítségével, de az építészetben is hasonlóan régóta alkalmazzák különböző szellőzőrendszerek működtetésére. Az első, szél által hajtott gép, Herón szélkereke az 1. századból.[1][2]

A szél energiáját használták a középkorból ismert szélmalmok is, melyek a 9. században jelentek meg a mai Irán területén, bár egyes elméletek szerint már a 7. században is használatban voltak.[3] A Közel-Keleten és Közép-Ázsiában ettől kezdve egyre inkább elterjedtek eme szerkezetek, India és Kína is átvette használatukat, míg 1180 körül már Északnyugat-Európában is számos helyen alkalmazták, elsősorban gabona őrlésére,[4] de a földek lecsapolására is, hogy azok mezőgazdasági művelésre vagy építkezésre alkalmassá válljanak. Az amerikai kontinensre az európai telepesek vitték el a technológiát.[5]

A szél energiáját elektromosság termelésére a 19. század végén kezdték használni, és az 1920-as években az Egyesült Államok vidéki területein egyre több helyen alkalmaztak hasonló technológiákat, ám ezek az áramhálózat terjedésével elavulttá váltak, így a szélenergia csak a 20. század végén jutott nagyobb szerephez. A 21. század elején a technológiai fejlődésnek köszönhetően a szélenergia ára rohamosan csökken és jelenleg ez az egyik leggyorsabban bővülő energiaforrás, évi 20% körüli kapacitásbővüléssel.[6][7] Massoud Hassani Afganisztánban 2012-ben egy játék alapján kifejlesztett egy szél hajtotta eszközt, amely aktivizálja a taposóaknákat.[8]

GazdaságosságSzerkesztés

Az utóbbi években jelentősen csökkent a szélenergia előállításának ára, de még nem olcsóbb, mint a más módokon előállított áram ára (25 Ft/kWh, az átlag 14.16 Ft/kWh-val szemben).[9] 2005-ben a szélenergia előállítása egyötödébe került az 1990-es évek vége költségeinek, és ez a trend a gazdaságos nagy turbinák tömegtermelésével várhatóan folytatódik. A szélenergia termelése gyorsan nő, 2012-ig becslések szerint az előző szint két és félszeresét érheti el.[10] Mindenesetre a szélenergia néhány helyen már ma is fontos szerepet játszik az áramtermelésben, az Egyesült Államok-béli Iowa állam áramának 14, a német tartomány Schleswig-Holstein áramának 40, Dánia áramának 20%-a származik éves átlagot tekintve csak szélenergiából.[11]

A szél energiájaSzerkesztés

A Nap Földet elérő energiájának 1-4%-a alakul szélenergiává. Ez 50-100-szor nagyobb mennyiség, mint amennyit a Föld teljes növényvilága konvertál a fotoszintézisen keresztül. E szélenergia jórésze nagy magasságokban található, ahol a szél folyamatos sebessége meghaladhatja a 160 kilométer per órát. A súrlódáson keresztül a szélenergia szétoszlik a Föld atmoszférájában és felszínén.

A szél abból keletkezik, hogy a Földet forgása következtében egyenetlenül éri a Nap hője. A pólusok kevesebb energiát kapnak, mint az egyenlítői régiók, a szárazföld gyorsabban melegszik fel és hűl le, mint a tengerek. A hőmérsékleti különbségek a földfelszíntől a sztratoszféráig terjedő rétegekben globális légáramlási rendszert tartanak mozgásban.

A szelek mozgását egy sor egyéb tényező is komplikálja, mint az évszakok vagy a nappal és éjszaka váltakozása, a Coriolis-erő, a föld és a víz fényvisszaverő képességének, a nedvességtartalomnak és a szélsúrlódásnak az egyenetlenségei.

Európa és MagyarországSzerkesztés

Európa beépített szélenergia teljesítményét 2008-ban Németország vezette: 23 903 megawatt volt az elméleti maximum teljesítmény (ha minden szélerőmű működne teljes kapacitáson jele MWp vagy kWp) , Dániában 21,3%-át, az EU-27 átlagában pedig az összes áramfelhasználás 3,8 százalékát a szél fedezte.[12] Európában a második Spanyolország 16 740 megawatt beépített teljesítménnyel. A kontinensen mindenki más jelentősen le van maradva ezen a téren a két listavezető mögött. Olaszország 3736 MW; Franciaország 3404 MW; Nagy-Britannia 3241 MW; Dánia 3180 MW; Portugália 2862 MW; Svédország 1021 MW; Ausztria 995 MW. Ausztriában 2018-ban 1313 szélerőmű állt 3.045 Megawatt teljesítménnyel, ebből a legtöbb Alsó-Ausztriában 729 db 1661,4 MW teljesítménnyel, majd Burgenlandban 446 db 1050 MW teljesítménnyel.[13][14]

Általában elmondható, hogy a volt keleti blokk tagjai ezen a téren jelentős elmaradásban vannak, de dinamikus növekedés várható. Szlovéniában a 2008-as év végéig egyáltalán nem tartanak számon országos hálózatra termelő szélerőművet. Romániában 10 megawatt, Szlovákiában 3 MW, Svájcban 12 MW, Horvátországban 18 MW, Litvániában pedig 55,5 megawatt, Magyarországon 127 megawatt kapacitást tartottak számon. A régió országai közül azonban Lengyelország 472 MW, Törökország 422 MW, Bulgária 158 MW, Csehország 150 MW beépített teljesítményével mind megelőzi Magyarországot.[15]

Európa legtöbb országában és az Európai Unióban a megújuló energiafajták, köztük főképp a szélenergia hasznosítását kiemelt feladatnak tekintik.

Magyarországon a következő másfél évre a nagy áramszolgáltató vállalatok 1687 megawatt új kapacitás létesítését szeretnék, a legtöbbet az ÉDÁSZ, a folyamatot azonban szabályozási viták nehezítik.[16][17] Általában az ország adottságait nem tekintik nagyon jónak ehhez az iparághoz, mivel az átlagos szélsebességek viszonylag alacsonyak.

Az országban szélerőmű működik például Kulcson,[18] Újrónafőn,[19] Vépen és Szápáron.[20]

Szélenergetika a világonSzerkesztés

 
Szélfarm Észak-Amerikában

A szélturbinák sorozatgyártása 1979-ben, Dániában kezdődött. Az első gyárak, a Kuriant, a Vestas, a Nordtank és a Bonus megalapozták a modern szélenergia-ipart. Ezek a korai turbinák sokkal kisebb teljesítményűek voltak (20-30 kW), mint a mostaniak. Dánia energiaszükséglete közel egyharmadát szélerőművekkel fedezi, ami a legmagasabb arány világszerte. Élen jár a szélturbinák gyártásban és használatban egyaránt, és arra törekednek, hogy ezt az arányt 50%-ra növeljék.

Manapság már több országban gyártanak szélturbinákat, és több ezer turbina üzemel világszerte. Jelenleg az összteljesítményük 318 GW, ami 35 GW-tal magasabb az előző évinél.[21] 2013-ban a legnagyobb szélenergia-kapacitással Kína, az Amerikai Egyesült Államok, Németország, Spanyolország és India rendelkezett (lásd a táblázatot).[21]

A bővülés mértékét jelzi, hogy az Egyesült Államokban 2005 óta telepített új áramtermelő kapacitás 35%-a származik szélenergiából, ami meghaladja a szén és földgáz alapú új erőművek teljesítményét. 2000 és 2006 között megnégyszereződött az így termelt villamosenergia mennyisége. A szélerőművek 81%-a az Amerikai Egyesült Államokban és Európában van, de az új telepítések megoszlása az első öt ország között 2004-ben 71%, 2006-ban 62% volt. Az azóta eltelt időszak során Kína is jelentős beruházásokat eszközölt, mára már az ázsiai ország rendelkezik a legnagyobb névleges kapacitással.[22]

Az USA szélenergia termelése 2006 február és 2007 február között 31,8%-kal növekedett. A szélerőművekben előállított 1 MW villamos energia, 250 átlagos amerikai háztartás ellátásához elegendő. Az Amerikai Szélenergia Egyesület (American Wind Energy Association) szerint 2008-ban az USA teljes energiaszükségletének 1%-át (kb. 4,5 millió háztartás) szélenergiából fedezi, ami 1999-ben még alig 0,1% volt. Az Amerikai Energia Hivatal (U.S. Department of Energy) tanulmánya szerint három állam, vagy a tengerre telepített (offshore) szélfarmok elegendő szélenergiát termelhetnének az egész ország számára. Texas állam Kaliforniát megelőzve, a legnagyobb termelővé lépett elő. 2007-ben 2 GW-tal akarták emelni jelenlegi kb. 4,5 GW-os teljesítményüket.

India negyedik a legnagyobb szélenergia-kapacitással rendelkező országok között 6270 MW-os termelésével, 2006-ban. A világ össz energiatermelésének 3%-át India állítja elő. 2006 novemberében Delhiben tartották a Nemzetközi Szélenergia Konferenciát (The World Wind Energy Conference), ami új lökést adott az indiai szélenergia-ipar fejlődésének. A Muppandal melletti szélfarm egy nagyon szegény falut lát el energiával. Az indiai Suzlon Energy a világ legnagyobb szélturbina gyártója.

2017. december 1-jén Dél-Ausztráliában megkezdte működését a világ eddigi legnagyobb, 100 megawattos lítium-ionos akkumulátora. Egy óriási szélerőmű-parkra csatlakoztatva szolgáltat megújuló energiát. A Tesla amerikai vállalat által készített óriás-akkumulátor üzembeállítása világpremiernek számít és folyamatos energiaellátást biztosít sok háztartás számára.[23]

OrszágonkéntSzerkesztés

Az országok szélerőműveinek kapacitása (beépített teljesítménye) rendezhető táblázatban, 2006-tól 2018-igː

A szélerőművek kapacitása (MW) [24][25][26][27][28][29][30][31]
rangsor
2018-ban
Ország 2006 2007 2008[32] 2009[33] 2010[34] 2011[35] 2012[36] 2013[37] 2014[38] 2015[39] 2016[40] 2017[41] 2018[42]
1   Kína 2599 5912 12210 25104 44733 62733 75564 91412 114763 145104 168690 188232 211392
2   Egyesült Államok 11603 16819 25170 35159 40200 46919 60007 61110 65879 74472 82183 89077 96665
3   Németország 20622 22247 23903 25777 27214 29060 31332 34250 39165 44947 50019 56132 59311
4   India 6270 7850 9587 10925 13064 16084 18421 20150 22465 27151 28665 32848 35129
5   Spanyolország 11630 15145 16740 19149 20676 21674 22796 22959 22987 23025 23075 23170 23494
6   Egyesült Királyság 1963 2389 3288 4070 5203 6540 8445 10711 12440 13603 15030 18872 20970
7   Franciaország 1589 2477 3426 4410 5660 6800 7196 8243 9285 10358 12065 13759 15309
8   Brazília 237 247 339 606 932 1509 2508 3466 5939 8715 10740 12763 14707
9   Kanada [43] 1460 1846 2369 3319 4008 5265 6200 7823 9694 11205 11898 12239 12816
10   Olaszország 2123 2726 3537 4850 5797 6747 8144 8558 8663 8958 9257 9479 9958
11   Svédország 571 831 1067 1560 2163 2970 3745 4382 5425 6025 6519 6691 7407
12   Törökország [44] 65 207 433 801 1329 1799 2312 2958 3763 4718 6101 6516 7369
13   Lengyelország 153 276 472 725 1107 1616 2497 3390 3834 5100 5782 6397 5864
14   Dánia 3140 3129 3164 3465 3752 3871 4162 4807 4845 5063 5227 5476 5758
15   Portugália 1716 2130 2862 3535 3702 4083 4525 4730 4914 5079 5316 5316 5380
16   Ausztrália [45] 651 824 1306 1712 1991 2176 2584 3239 3806 4187 4327 4557 5362
17   Mexikó 84 85 85 520 733 873 1370 1859 2551 3073 3527 4005 4935
18   Hollandia 1571 1759 2237 2223 2237 2328 2391 2671 2805 3431 4328 4341 4471
19   Japán 1309 1528 1880 2056 2304 2501 2614 2669 2789 3038 3234 3400 3661
20   Írország 746 805 1245 1260 1379 1614 1738 2049 2272 2486 2830 3127 3564
21   Belgium 194 287 384 563 911 1078 1375 1651 1959 2229 2386 2843 3360
22   Ausztria 965 982 995 995 1011 1084 1378 1684 2095 2412 2632 2828 3045
23   Románia 2 7 10 14.1 462 982 1905 2599 2953 2976 3028 3029 3029
24   Görögország 758 873 990 1087 1208 1629 1749 1866 1980 2152 2374 2651 2844
25   Dél-afrikai Köztársaság 10 570 1053 1471 2094 2085
26   Finnország 86 110 143 147 197 199 288 447 627 1005 1539 2113 2041
27   Chile 20 168 172 205 331 836 933 1424 1540 1621
28   Uruguay 43 56 59 701 845 1210 1505 n.a.
29   Norvégia [46][47][48] 325 333 428 431 441 512 704 811 819 838 838 1162 1675
30   Dél-Korea 176 192 278 348 379 407 483 561 609 852 1089 1136 1302
31   Marokkó 64 125 125 253 286 291 291 487 787 787 787 787 1207
32   Egyiptom 230 310 390 430 550 550 550 550 610 610 810 810 1190
33   Pakisztán [49] 255 591 792 1189
34   Thaiföld 7 112 223 223 223 430 648 778
35   Argentína 113 167 204 204 204 204 228 722
36   Tajvan 188 280 358 436 519 564 564 614 633 647 682 692 n.a.
37   Bulgária 36 70 120 177 500 612 674 681 691 691 691 691 691
38   Új-Zéland 171 322 325 497 530 623 623 623 623 623 623 623 n.a.
39   Horvátország n/a n/a 69.4 104 152 187.4 207.1 302 347 387 422 613 583
40   Ukrajna 86 89 90 94 87 151 302 371 498 514 526 593 533
41   Litvánia 56 50 54 91 163 203 263 279 279 315 493 493 439
42   Fülöp-szigetek 66 216 216 427 427 427
43   Costa Rica 74 123 119 132 147 148 198 268 319 378 n.a.
44   Peru 146 148 148 243 243 375
45   Magyarország [50][51] 61 65 127 201 295 329 329 329 329 329 329 329 329
46   Etiópia 23 81 171 171 324 324 324 n.a.
47   Csehország 57 116 150 192 215 217 260 269 281 281 281 308 317

JegyzetekSzerkesztés

  1. Dietrich Lohrmann, "Von der östlichen zur westlichen Windmühle", Archiv für Kulturgeschichte, Vol. 77, Issue 1 (1995), pp.1–30 (10f.)
  2. A.G. Drachmann, "Heron's Windmill", Centaurus, 7 (1961), pp. 145–151
  3. Ahmad Y Hassan, Donald Routledge Hill (1986). Islamic Technology: An illustrated history, p. 54. Cambridge University Press. ISBN 0-521-42239-6.
  4. Donald Routledge Hill, "Mechanical Engineering in the Medieval Near East", Scientific American, May 1991, p. 64-69. (cf. Donald Routledge Hill, Mechanical Engineering)
  5. "Brief History of Windmills in the New World"
  6. Alex Morales: Wind Power Market Rose to 41 Gigawatts in 2011, Led by China. Bloomberg, 2012. február 7.
  7. Lars Kroldrup. Gains in Global Wind Capacity Reported Green Inc., February 15, 2010.
  8. Mine Kafon angol nyelvű forrás
  9. Magyar Energia Hivatal (Villamos energia társaságok 2007. évi adatai). [2012. augusztus 13-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2008. július 4.)
  10. Magyar Szélenergia Tudományos Egyesület
  11. REN21 (2010). Renewables 2010 Global Status Report p. 53.
  12. Európai Szélenergia Társaság Jacopo Moccia előadása, angol[halott link]
  13. Windkraft: Noch großes Potenzial im Bgld.
  14. [0=1234 Windenergie in Österreich]
  15. Európai Szélenergia Társaság, Európai statisztikák oldala alapján
  16. Menedzsment Fórum, mfor.hu - Vihart kavartak a hazai szélkerekek[halott link]
  17. Ellentmondások a megújuló energia körül: Szeles sáv. [2007. szeptember 28-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2006. május 18.)
  18. W I N F O . hu Szélenergia Hasznosítása Magyarországon
  19. Lég-Áram Alapítvány. [2006. június 13-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2006. május 18.)
  20. Nrg Systems |
  21. a b Global Wind Report 2013
  22. GWEC Global Wind Statistics 2011 (pdf). Global Wind Energy Commission. [2012. június 11-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. március 15.)
  23. Beindult az ausztrál giga-akkumulátor (Hu.Euronews.com, 2017-12-01)
  24. Wind in numbers. [2015. február 13-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2015. február 13.)
  25. [tt_news=300&tx_ttnews[backPid]=97&cHash=f7a32def24 Brazil Wind Energy Report 2011]. Report. Global Wind Energy Council, 2011. szeptember 1. (Hozzáférés: 2011. november 20.)
  26. World Wind Energy Report 2010 (PDF). Report. World Wind Energy Association, 2011. február 1. [2011. szeptember 4-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2011. március 13.)
  27. World Wind Energy Report 2009 (PDF). Report. World Winiation, 2010. február 1. [2013. május 2-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2010. március 13.)
  28. Sablon:Hu icon 25 MW teljesítményű szélerőműparkot helyzetek üzembe Bőnyben Archiválva 2014. február 22-i dátummal a Wayback Machine-ben, 10 January 2010
  29. Sablon:Cite pressrelease
  30. Irish Wind Energy Association – Wind Energy in Ireland. Iwea.com. [2011. május 24-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2011. május 14.)
  31. http://panchabuta.com/2011/08/07/14-55-gw-of-wind-installed-in-india-627-monitoring-stations-established-to-harness-potential/
  32. World Wind Energy Report 2008 (PDF). Report. World Wind Energy Association, 2009. február 1. [2009. február 19-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2009. március 19.)
  33. EWEA.org (PDF). (Hozzáférés: 2010. augusztus 29.)
  34. EWEA.org (PDF). (Hozzáférés: 2011. március 28.)
  35. Wind Energy Report 2011. Report. Global Wind Energy Council, 2012. február 1. (Hozzáférés: 2012. február 7.)
  36. Wind Energy Report 2012. Report. Global Wind Energy Council, 2013. február 1. (Hozzáférés: 2013. február 14.)
  37. Wind Energy Report 2013. Report. Global Wind Energy Council, 2014. február 1. (Hozzáférés: 2014. február 13.)
  38. GWEC Global Wind Statistics 2014 (PDF). report. GWEC, 2015. február 10.
  39. Global Wind Report 2015 (PDF). report. GWEC, 2016. április 22. (Hozzáférés: 2016. május 23.)
  40. AWEA 2016 Fourth Quarter Market Report. AWEA . American Wind Energy Association. [2017. február 11-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2017. február 9.)
  41. Global Wind Statistics 2017
  42. Global Wind Report 2018
  43. Installed Capacity - Canadian Wind Energy Association”, Canadian Wind Energy Association (en-US nyelvű) 
  44. TÜRKİYE ELEKTRİK SİSTEMİ KURULUŞ ve KAYNAKLARA GÖRE KURULU GÜÇ. (Hozzáférés: 2018. február 5.)
  45. Clean Energy Report 2011. Clean Energy Council Australia. (Hozzáférés: 2012. február 1.)
  46. Vindkraftproduksjon 2013. Norwegian Water Resources and Energy Directorate. [2014. március 8-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2014. március 8.)
  47. Vindkraft – produksjon i 2012. Norwegian Water Resources and Energy Directorate. (Hozzáférés: 2014. március 8.)
  48. Vindkraft–Produksjonsstatistikk-2011. Norwegian Water Resources and Energy Directorate. [2013. december 27-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2014. március 8.)
  49. Current Status. Alternate Energy Development Board Pakistan
  50. Magyar szélerőművek telepítése és teljesítménye 2010-ig
  51. Magyar Szélenergia Ipari Társaságː Szélerőművek Magyarországon

További információkSzerkesztés

A Wikimédia Commons tartalmaz Szélenergia témájú médiaállományokat.