Universitatea POLITEHNICA din BucureştiFACULTATEA DE ENERGETICĂ

060042 Bucureşti, Splaiul Independenţei, nr. 313, sector 6

UNIVERSITATEA POLITEHNICĂ BUCUREŞTI

FACULTATEA DE ENERGETICĂ

Managementul dezvoltării durabile

Energia eoliana si impactul asupra mediul

inconjurător

-referat-

Dreghiciu Lavinia Cristina

GRUPA: 2413 SERIA: C

Cuprins:

1. Introducere

2. Prima centrala eoliana din Romania

3. Partile componente ale unei turbine eoliene

4. Modul de functionare al unei centrale eoliene

5. Avantaje

6. Dezavantaje

7. Potentialul eolian in Romania

8. Efecte asupra mediului inconjurator

9. Concluzii

10.Bibliografie

1. Introducere

Energia eoliana este o sursa de energie regenerabila generata din puterea vântului.

Turbinele eoliene capteaza energia vantului si o transforma in electricitate. Vantul

reprezinta o sursa inepuizabila si nepoluanta de energie. Acesta este miscarea aerului

datorata maselor de aer cu temperaturi diferite. Aceste temperaturi sunt cauzate de

masele de apa si pamant care absorb diferit caldura soarelui.

2010 este anul în care Romania a intrat pe harta europeana a producatorilor de

energie "din vant", cu aproape 600 MW. Dupa ani intregi de tatonari si de discutii,

anul 2010 marcheaza un salt spectaculos in domeniul energiei eoliene pe plan local.

Peste 560 MW s-au ridicat deja in Dobrogea anul acesta, un record impresionant,

daca ne gandim ca la finele lui 2009 figuram pe harta producatorilor de energie din

vant cu doar 14 MW instalati. In total, aceste proiecte au atras circa un miliard de

euro, adica mai bine de o treime din investitiile straine directe din Romania

preconizate pentru anul acesta.

Energia eoliana este folosita extensiv in ziua de astazi, si turbine noi de vant se construiesc in toata lumea, energia eoliana fiind sursa de energie cu cea mai rapida crestere in ultimii ani. Majoritatea turbinelor produc energie peste 25% din timp, acest procent crescand iarna, cand vanturile sunt mai puternice. “Romania are in prezent cel mai mare parc eolian de uscat din Europa. Energia eoliana este in plina expansiune in aceasta tara slab dezvoltata economic, dar investitorii raman ingrijorati de lipsa unor reglementari clare. Cu toate acestea, cu

ajutorul vanturile puternice si al sprijinului acordat de stat, Romania este pe cale sa devina un paradis al energiei eoliene”, scrie Deutsche Welle.

Mai mult de jumatate din capacitatea instalata de energie eoliana se afla la Tomis Team, in Dobrogea, in apropiere de litoralul Marii Negre. Parcul eolian este cel mai mare din Europa si a fost construit de intreprinderea ceha CEZ.

Exista deja mai mult de 10 parcuri eoliene noi in Dobrogea, regiunea de coasta cu vant puternic din sud-estul Romaniei. Cei mai importanti investitori sunt Energias de Portugal (Portugalia) si Enel Green Power (Italia), insa multe alte companii occidentale spera sa faca investitii profitabile in sectorul romanesc al energiei eoliene.

Pentru viitor :

Energia eoliana va reprezenta un factor cheie pentru atingerea scopului stabilit de catre Uniunea Europeana pentru anul 2020, si anume acela de a consuma cu 20% mai putina energie. Asociatia Europeana a Energiei Eoliene estimeaza ca energia eoliana va ajunge sa reprezinte in 2020 intre 13% si 16% din energia electrica consumata in Uniunea Europeana. In medie pe an se vor consuma aproximativ 100 de terrawati pe ora adica 3,3% din consumul total de energie la nivel european. Germania si Spania sunt cei mai mari furnizori de energie eoliana. Se crede ca potentialul tehnic mondial al energiei eoliene poate sa asigure de cinci ori mai multa energie decat este consumata acum. Acest nivel de exploatare ar necesita 12,7% din suprafata Pamantul (excluzand oceanele).

Topul celor 10 tari in care energia eoliana este folosita intr-un mod eficient

Este imbucurator faptul ca numarul tarilor care se folosesc de energia eoliana este in continua crestere, iar cele care o foloseau deja de mai mult timp si-au crescut numarul de turbine. Iata o lista cu 10 tari care folosesc intr-un mod eficient energia

eoliana: Germania, Franta, India, Spania, Marea Britanie, China, Danemarca, Statele Unite, Italia, Portugalia.

2. Prima centrala eoliana din Romania

Prima instalatie eoliana din Romania a fost pornita, pe 17 aprilie, la opt kilometri de Ploiesti, la Crangul lui Bot. Aceasta instalatie va produce energie electrica pentru firmele din cadrul Parcului Industrial Ploiesti (PIP). Investitia a costat aproximativ 700.000 de euro, la care s-au adaugat cheltuielile legate de montajul centralei.

Locatia aleasa pentru montarea primei centrale eoliene din Romania a fost Parcul Industrial Ploiesti, zona identificata de meteorologi drept prielnica pentru o asemenea investitie. Pentru ca centrala sa poata functiona este nevoie ca ea sa fie amplasata intr-o zona unde bate vantul constant. Viteza minima a vantului care determina punerea in miscare a centralei este de 3,5 metri/secunda. In zona parcului industrial viteza medie a vantului calculata de meteorologi este de sapte metri/secunda. Aceasta viteza medie asigura functionarea centralei la 85-90% din capacitate. Daca viteza vantului depaseste 25 metri/secunda, centrala se opreste automat pentru a nu fi dereglata de furtuni sau alte fenomene meteorologice. Centrala eoliana are o putere instalata de 660 kW si produce un curent electric de 690 V, care intra in sistemul national la 20 kV.

Montajul instalatiei s-a efectuat cu trei macarale. Personalului care se va ocupa de intretinerea centralei este compus doar din 3 persoane si anume, doi electricieni si un mecanic. Centrala este automata si din aceasta cauza necesita un numar mic de persoane care sa se ocupe de intretinerea si functionarea ei.

3. Partile componente ale unei turbine eoliene

Cea mai simpla turbina eoliana consta in trei parti importante: Palele rotorului - Palele capteaza energia vantului si o transmit rotorului.

Forma si conceptia lor este esentiala pentru a asigura forta de rotatie necesara. Acest design este propriu fiecarui tip de generator electric.

Axa rotorului - Axa face legatura dintre rotor si generator, astfel transmitand energia mecanica rotativa de la rotor la generatorul electric.

Generator - Un generator este un dispozitiv simplu care foloseste proprietatile inductiei electromagnetice pentru a produce curent electric.

Majoritatea turbinelor eoliene sunt insa mai complexe.

Pe langa cele trei parti importante, o turbina mai are urmatoarele componente: Nacela - Carcasa care tine: - cutie de viteze - creste viteza de rotatie dintre rotor si generator

- generator - genereaza energia electrica

- mecanism de ajustare a pozitiei - turbinele cu axa orizontala au nevoie de a fi aliniate cu directia vantului, din acest motiv au nevoie de un mecanism automat de ajustare a pozitiei. Acest mecanism este in general alcatuit din motoare electrice care rotesc intregul rotor spre stanga sau spre dreapta.

- senzori si controalare electronice - sisteme de control ale mecanismului de ajustare a pozitie, senzori de viteza, sisteme de siguranta si de monotorizare

- frana mecanica - in momentele cand vantul are viteza foarte mare, se poate defecta generatorul sau energia produsa poate supraincarca echipamentele, din acest motiv se foloseste un sistem de franare, pentru mentinerea rotorului la viteza sigura. Frana mai este folosita si in cazul defectarii unui echipament. Turn - Cu ajutorul unui turn, componentele turbinei sunt pozitionate la o

inaltime optima pentru viteza vantului. Spatiul ocupat este mic in acest caz, majoritatea componentelor find asezate deasupra turnului.

La multe turbine cu axa orizontala moderne, palele rotorului pot fi rotite in functie de viteza vantului pentru a se mentine viteza rotorului optima.

Turbine cu axa orizontala

Rotorul si generatorul de curent sunt pozitionate in varful turnului si trebuie aliniate pe directia vantului. Pentru acesta majoritatea folosesc senzori si servomotoare pentru a se alinia pe directia vantului. Cele mai multe turbinelor cu axa orizontala au si o cutie de viteze care transforma miscarea de rotatie lenta a palelor intr-una mai rapida, necesara pentru a creste eficienta generatorului de curent.

Rotorul turbinei poate fi plasat in fata sau spatele turnului. La turbinele cu rotorul in fata palele sunt departate de turn si usor inclinate. Deasemele palele sunt si rezistente pentru a nu fi indoite si impinse in turn. Turbinele cu rotorul in spatele turnului au avantajul ca palele elicei se pot indoi, reducand suprafata ce se opune vantului la viteze mari, iar datorita contructiei, orientarea pe directia vantului se face automat.

Datorita turbulente aerodinamice din spatele turnului la majoritatea turbinelor cu axa orizontala rotorul turbinei este pozitionat in fata.

Turbine cu axa verticala

La acest tip de turbine axa este verticala, generatorul si toate componentele mai sofisticate find plasate la baza, usurand astfel instalarea si mentenanta. In loc de turn acest tip de turbine folosesc fire de sustinere, rotorul find pozitionat aproape de pamant.

Aceste turbine sunt tot timpul aliniate cu directia vantului astfel nu este necesara nici o adjustare in cazul in care vantul isi schimba directia; dar pozitionarea lor aproape de sol unde viteza vantului este mai redusa, le scade eficenta. Deasemenea un dezavantaj este si faptul ca acest tip de turbine nu pornesc singure, majoritatea folosind generatorul pe post de motor pentru a porni.

In prezent sunt in dezvoltare cateva tipuri de turbine verticale care sunt mult mai eficente.

Turatia rotoarelor turbinelor mari este foarte lenta - in jur de 10 rotatii/minut, deci nu provoaca si nici nu induce nici un fel de senzatie negativa.

Vizual turbinele au design elaborat, atragator si sunt vopsite in culori pastelate sau alb (cel mai frecvent).

4. Modul de functionare al unei centrale eoliene

Puterea vantului a fost folosita pentru prima data in jurul anului 5000 i.e.n, pentru propulsarea barcilor cu panza. Prima moara de vant practica a aparut in sec. al VII-lea in Afganistan. Aceste mori de vant erau folosite pentru macinarea porumbului si a graului si pentru a trage apa. In Europa, morile de vant au aparut ceva mai tarziu in sec. al XI-lea. Turbinele eoliene curente functioneaza pe acelasi principiu ca si morile de vant din antichitate. Sistemul de functionare al unei turbine eoliene se bazeaza pe un principiu simplu si anume, vantul pune in miscare palele care la randul lor actioneaza generatorul electric. Vanturile sunt formate datorita soarelui care nu incalzeste Pamantul uniform, fapt care creeaza miscari de aer. Energia cinetica din vant este folosita pentru a roti niste turbine, care sunt capabile de a genera electricitate. Unele turbine pot produce 5 MW, desi aceasta necesita o viteza a vantului de aproximativ 5,5 m/s, sau 20 de kilometri pe ora. Putine zone pe pamant au aceste viteze ale vântului, dar vânturi mai puternice se pot gasi la altitudini mai mare si în zone oceanice. Sistemul mecanic are in componenta si un multiplicator de viteza care actioneza direct axul central al generatorului electric. Curentul electric obtinut este, fie transmis spre imagazinare in baterii si folosit apoi cu ajutorul unui invertor DC-AC in cazul turbinelor de mica capacitate, fie livrat direct retelei de curent alternativ ( AC) spre distribuitori.

Valorificarea energie eoliene a crescut in anii ’70, odata cu prima criza mondiala a petrolului si apoi in anii ’90 din cauza ingrijorarilor generate de impactul asupra mediului a poluarii generate de combustibilii fosili.

5. Avantaje

- Principalul avantaj al energiei eoliene este emisia zero de substante poluante si gase cu efect de sera, datorita faptului ca nu ard combustibili. Folosirea energiei eoliene ajuta la prevenirea incalzirii globale: Dioxidul de carbon este cel mai important dintre poluantii incalzirii globale, care schimba clima noastra. Potrivit expertilor, pentru a evita niveluri periculoase de incalzire, trebuie sa ne reducem emisiile de CO2 de 80-90 la suta pana in 2050. Asta inseamna trecerea la formele de productie de energie care nu produc CO2;

- Nu se produc deseuri. Producerea de energie eoliana nu implica producerea nici a unui fel de deseuri ;

- Costuri reduse pe unitate de energie produsa;- Costuri reduse de scoatere din functiune - in cazul generatoarelor eoliene,

costurile de scoatere din functiune, la capatul perioadei normale de functionare, sunt minime, acestea putand fi integral reciclate;

- La trecerea vantului prin rotoarele turbinelor, viteza scazand este de asteptat ca local umiditatea relativa a aerului sa creasca, fapt care poate conduce la o dezvoltare mai buna a vegetatiei cu efecte benefice asupra intregului lanttrofic din areal;

- Peisagistic, parcurile eoliene nu numai ca nu deranjeaja, dar pot constitui o atractie turistica semnificativa, iar vizitarea parcului poate deveni un punct important din programul turistic local.

6. Dezavantaje

- Principalele dezavantaje sunt resursa energetica relativ limitata, inconstanta datorita variatiei vitezei vantului si numarului redus de amplasamente posibile. Putine locuri pe Pamant ofera posibilitatea de a produce suficienta electricitate folosind energia vantului. - Principalul impact pus in discutie pentru protejarea mediului este cel legat de impactul pasarilor zburatoare cu rotoarele turbinelor eoliene in miscare, precum si perturbarea habitatului (la sol), daca in areal se afla colonii semnificative de pasari. Astazi in tarile vest-europene ecologistii si promotorii centralelor eoliene au ajuns la un consens: impactul dintre turbinele eoliene si pasari este mai mic decat se afirmase la inceput si in orice caz mai redus decat impactul altor activitati umane ca vanatoarea, transportul rutier si aerian, sau chiar existenta structurilor statice ca stalpii si liniile electrice ori a cladirilor inalte, de care pasarile se ciocnesc deoarece le vad greu. Un studiu olandez estimeaza ca anual sunt omorate 1500 pasari prin vanatoare, 1000 de liniile electrice, 2000 de traficul rutier si numai 20 pasari/1000 MW de turbinele eoliene. Rezulta ca numarul pasarilor omorate de masini este de 300 ori mai mare decat numarul pasarilor omorate de turbinele de vant, iar cel al vanatorii de 70 ori mai mare. - Un alt dezavantaj este riscul mare de distrugere in cazul furtunilor, daca viteza vantului depaseste limitele admise la proiectare. Oricat de mare ar fi limita admisa, intotdeauna exista posibilitatea ca ea sa fie depasita.

7. POTENTIALUL EOLIAN IN ROMANIA

Conform unui studiu PHARE, potentialul eolian al Romaniei este de circa 14.000 MW putere instalata, respectiv 23.000 GWh, productie de energie electrica pe an.Acesta este potentialul total. Considerind doar potentialul tehnic si economic amenajabil, de circa 2.500 MW, productia de energie electrica corespunzatoare ar fi de aproximativ 6.000 GWh pe an, ceea ce ar insemna 11% din productia totala de energie electrica a tarii noastre. Pentru a intelege semnificatia cifrelor de mai sus trebuie subliniate citeva lucruri:- 6.000 GWh se pot obtine prin aderarea a 6.500.000 tone de carbune, 1,5 miliarde metri cubi de gaz sau 1.200.000 tone pacura;- 6.000 GWh = 1.200.000 tone pacura = 300.000.000 $ anual. Altfel spus o reducere a importurilor de pacura cu peste 1,2 milioane tone si o economie anuala de peste 300 milioane de dolari.- 6.000 GWh energie electrica produsa in termocentrale pe carbune, duc la eliminarea in atmosfera a peste 7 milioane tone bioxid de carbon. Prin producerea aceleiasi cantitati de energie in centrale eoliene emisiile de bioxid carbon ar fi zero.- 6.000 GWh energie electrica produsa in centrale eoliene ar duce la crearea unui numar de peste 7.500 locuri de munca permanente si cel putin inca pe atit locuri de munca temporare. In Germania, facind comparatie intre numarul de locuri de munca din domeniul energiei eoliene si cel al energiei nucleare raportul este de 10 la 1 in favoarea energiei eoliene. Aceeasi unitate energetica creeaza de 10 ori mai multe locuri de munca.

Paradoxal, in timp ce Romania se situeaza pe un loc fruntas in ce priveste potentialul de producere al energiei eoliene, tot tara noastra este ultimul stat comunitar din punct de vedere al productiei acestui tip de energie. Cele 5 -6 unitati eoliene instalate nu au absolut niciun aport la productia de energie. In tara nostra, energia eoliana nu este decat in stadiul de testare. Putem spune ca, pracic acest tip de energie nu exista in Romania. Motivul pentru care morile producatoare de energie verde nu lipsesc aproape cu desavarsire este lipsa facilitatilor pe care statul ar trebui sa le acorde investitorilor. Costul unei centrale eoliene este dublat de accesul la sistemul national energetic. Astfel, investitia pentru ridicarea unei mori eoliene se ridica la circa 3 milioane de euro, si inca pe atat ar costa racordarea la sistemul energetic national, lucrare suportata de autoritati in celelalte state europene.

Dupa toate aparentele, autoritatile realizeaza ca, in acest ritm, Romania nu o va poate scoate la capat cu acordul conform caruia tara noastra va trebui sa detina in 2010 o cota de 33% surse de energie regenerabila. In ce priveste tinta din 2010 sunt mari semne de intrebare. In ciuda faptului ca potentialul eolian al Romaniei este de pana la 14.000 MW, aceasta forma de energie in Europa depaseste de cinci ori intreaga putere energetica a tarii nostre. In timp ce Polonia are planificate cinci centrale eoliene a caror putere instalata va depasi 175 MW, iar Bulgaria dezvolta o centrala de 200 MW si alte trei de puteri de pana in 50 MW.

In nordul Dobrogei vor fi construite 29 de parcuri eoliene. La Baia sunt deja in functiune trei turbine eoliene, cate una functionand si in parcurile Valea Nucarilor, Macin si Topolog. Cel mai mare parc eolian este proiectat, insa, langa localitatea Stejaru, unde au fost concesionate 250 ha de islaz unei firme din Austria care va realiza un parc eolian in valoare de 75 milioane de euro, ce va insuma 22 de turbine cu o putere instalata de aproximativ 200 MW. Vestile proaste pentru astfel de investitori vin insa de la administratorii retelelor energetice de transport si de distributie. Nu exista o strategie de dezvoltare a acestui sector energetic. Infrastructura de transport a electricitatii din nordul Dobrogei nu permite preluarea acestei energii. Pentru introducerea in sistemul energetic national a curentului electric sunt necesare investitii de multe milioane de euro, pe care nimeni nu s-a angajat inca sa le finanteze.

În România s-au identificat cinci zone eoliene, în funcţie de condiţiile de mediu şi topogeografice, luând în considerare nivelul potenţialului energetic al resurselor de acest tip la înălţimea medie de 50 de metri. Potenţialul energetic eolian este cel mai favorabil pe litoralul Mării Negre, în zonele montane şi podişurile din Moldova sau Dobrogea, inclusiv în zona off-shore, cu posibilităţi de obţinere a unei cantităţi de energie de ordinul miilor de GWh/an.

Turbinele eoliene energetice moderne au puteri între 660 KW şi 3,6 MW. Marile avantaje ale utilizării energiei eoliene sunt protejarea mediului, costul de producere competitiv, comparativ cu al centralelor clasice, şi timpul redus de montaj. Vântul este abundent, gratuit şi inepuizabil, iar costul de producere nu este influenţat de fluctuaţiile preţului celorlalţi combustibili.

Dezavantajul este caracterul intermitent al producerii de energie, precum şi de fluctuaţiile de putere, plus faptul că o astfel de instalaţie trebuie aşezată la o distanţă de cel puţin 1 km de orice aşezare omenească.

8. EFECTE ASUPRA MEDIULUI INCONJURATOR

Se sustine producerea de energie alternativa, dar deasemeni se doreste ca aceasta sa se faca cu impact minim asupra mediului inconjurator, inclusiv a pasarilor si habitatelor lor. Producerea de energie eoliana, ca si celelalte forme de energie, necesita o planificare atenta.

Zona Dobrogea are intr-adevar un potential eolian extraordinar, dar deasemeni aceeasi zona este traversata deculoare de migratie, este unica prin biodiversitatea ei (dovedita chiar princele 32 de arii protejate constituite ) si prin valoarea peisagistica. Instalarea turbinelor eoliene fara a lua in calcul toate aceste aspecte poate produce pagube asupra vietii salbatice si nu numai. Pentru evitarea unor astfel de situatii este necesar studiul de evaluare a impactului. O planificare atenta poate preveni toate acestea si poate avea grija ca aceasta forma de energie sa se dezvolte fara a amenita mediul.

9. Concluzii

Energia regenerabila este o sursa alternativa de energie la care se apeleaza tot mai des. Energia solara, hidro-electricitatea si energia eoliana sunt principalele surse de energie alternativa implementate in tot mai multe proiecte de noi locuinte si ansamble de birouri. Aceste trei surse sunt cele mai importante si cu siguranta vor fi folosite in viitor de tot mai multi cetateni ce isi doresc sa pastreze mediul inconjurator curat si fara un aer poluat.

In zilele noastre, se pune accent din ce in ce mai mult pe cautarea si intrebuintarea unor surse alternative de energie care sa nu afecteze mediul in care traim si implicit calitatea vietii oamenilor. Energia regenerabila este considerata o sursa de energie care nu poate fi epuizata niciodata.

In momentul in care sunt folosite sursele de energie regenerabila, cererea de combustibili fosili scade, iar in urmatorii 30 de ani, intrebuintarea combustibililor de natura regenerabila se estimeaza ca va creste. Astfel utilizarea energiei regenerabile va fi incurajata deoarece nu este daunatoare nici pentru oameni si nici pentru natura.

Din trecerea in revista a experientei occidentale putem afirma ca parcurile eoliene mari, cu un numar semnificativ de turbine, daca sunt amplasate rational, in majoritatea amplasamentelor nu vor produce impacte majore asupra aerului, apelor de suprafata si subterane, vegetatiei si faunei terestre, solului si subsolului si nici asupra asezarilor umane sau altor obiective din zona.

10. Bibliografie

http://www.gradinamea.ro/Surse_alternative_de_energie_7288_647_1.html

http://www.stiri.com.ro/stire-218/eolienele-au-prins-avant-un-miliard-de-euro-se-invarte-in-dobrogea.html

http://www.scritube.com/stiinta/fizica/Energia-eoliana132236148.php

http://lefo.wikispaces.com/vyo

http://www.infoo.ro/Deutsche-Welle-|-Romania-este-pe-cale-sa-devina-un-paradis-al-energiei-eoliene-MF748237BR.html

Ilie V., Almási L., Nedelcu Şt.- Utilizarea energiei vântului, Editura Tehnică , Bucureşti , 1984.

Niţu V., -Energetică generală si conversia energiei , Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti , 1980.

Slootweg J.G., Kling W.- Is the answer blowing in the wind ? IEEE Power and Energy, Vol. 1 ,Number 6 ,November- December , 2003