Share to Facebook 
Share to Twitter 
Share to Linkedin 
PGT SocialWeb - Copyright © 2010 by pagit.eu

Energija vjetra

Povijest E-mail
Autor Edo Jerkić   

Povijest korištenja energije vjetra seže u doba kada su ljudi prvi puta postavili jedra na brodove i time si omogućili daleka putovanja i isto tako odlučili svoje živote povjeriti u ruke tog nepredvidljivog izvora enerije. Može se reći da je na neki način vjetar bio taj koji je pokrenuo eru istraživanja i omogućio prijenos robe i dobara u neslućenim količinama na velike udaljenosti. Dugo vremena nakon prvih jedara uslijedilo je korištenje energije vjetra za obavljanje mehaničkog rada u mlinovima i za pokretanje vodenih pumpi (posebice u Nizozemskoj, na srednjem zapadu SAD-a i u zabačenim dijelovima Australije). U modernim vremenima s dolaskom i izumom električne energije počinju se upotrebaljvati u svrhu proizvodnje iste, no tek u zadnja dva desetljeća zbog sve većeg zagađenja okoliša počinju svoj značajan uzlet da bi danas to bio jedan od glavnih izvora energije za blisku budućnost.

Davna povijest

Jedrenjaci kao prvi oblik korištenja energije vjetra postoje već najmanje 5500 godina i od tih davnih vremena do danas rade na istim principa koristeći čisti i svudgje dostupan izvor energije. Isto tako jedrenjaci su najvažniji oblik vodnog transporta u povijesti čovječanstva s izuzetkom modernih vremena.

Heronov vjetreni rotor
"Vjetreni rotor" Herona Aleksandrijskog

Najraniji poznati slučaj korištenja energije vjetra za pokretanje stroja putem rotora je "vjetreni rotor" iz 1. stoljeća Grčkog inženjera Herona Aleksandrijskog.

Prve vjetrenjače za praktičnu primjenu bile su u upotrebi u pokrajini između Afganistana i Irana najranije u 9. stoljeću, a moguće već i u 7. stoljeću. To su bile vjetrenjače s vertikalnom osi vrtnje i pravokutnim lopaticama s jedrima, a upotrebljavale su se za mljevenje i pumpanje vode. Njihova uporaba je bila raširena u srednjoj Aziji i na Bliskom istoku. Vjetrenjače s horizontalnom osi vrtnje su ušle u širu primjenu u sjeverozapadnoj Europi početkom 1180-tih godina i bile su korištene za mljevenje. Mnoge stare Nizozemske vjetrenjače i danas postoje. U to doba vjetrenjače su se također koristile i za pumpanje morske vode za dobivanje soli u Kini i na Siciliji.

Najstariji sigurni spomen jedne vjetrenjače s horizontalnom osi datira iz 1185. godine u Weedley-u, Yorkshire, Velika Britanija. Europske vjetrenjače s horizontalnom osi su konstrukcijski bile značajno različite od Afganistanskih i Iranskih vjetrenjača s vertikalnom osi vrtnje, te se općenito smatra da su to dva potpuno odvojena i neovisna otkrića. U srednjovjekovnoj Velikoj Britaniji su lokacije vodotoka i samim time iskorištavanje energije vode obično bile rezervirane za plemstvo, pa je time energija vjetra bila važan izvor energije za niže staleže. Do 14. stoljeća Nizozemske vjetrenjače su se koristile za isušivanje (pumpanje vode) delte Rajne.


19. stoljeće

Do 1900. godine u Danskoj je bilo instalirano oko 2500 vjetrenjača za obavljanje mehaničkog rada (vodne pumpe i mlinovi) koje su po nekim procjenama imale ukupnu snagu od 30 MW.

Na srednjem zapadu SAD-a je između 1850. i 1900. na farmama instaliran ogroman broj malih vjetrenjača (oko 6 milijuna) koje su se koristile za pokretanje pumpi za navodnjavanje.

Prvu vjetrenjaču za proizvodnju električne energije (tj. prvi vjetroagregat) je izradio prof. James Blyth u Škotskoj u srpnju 1887. godine sa Anderson's College-a, Glasgow. Njegov vjetroagregat visine 10 m s platnenim jedrima je postavljen u vrtu njegove vikendice i punio je akumulatore koji su davali energiju za osvjetljenje njegove kolibe. Time je to postala prva kuća na svijetu koja se napajala električnom energijom proizvedenom iz energije vjetra.

Vjetroagregat Charlesa Brusha
Vjetroagregat Charlesa Brusha

1887. godine u Clevelandu, SAD je Chrarles F. Brush dizajnirao i konstruirao veći i bolji vjetroagregat koji je izradila njegova inženjerska tvrtka, te ga postavila kod njegove kuće i koji je radio sve do 1900. godine. Njegov vjetroagregat imao je rotor promjera 17 m i bio je postavljen na 18 m visoki stup, no unatoč veličini razvijao je maksimalnu snagu od samo 12 kW, a okretao se relativno sporo i imao je 144 lopatice! Priključeni generator je punio akumulatorske baterije, te pokretao do 100 žarulja ili neki od strojeva u Brushovom laboratoriju. Vjetroagregat je napušten 1908. godine, nakon što je 1900. godine proradila centralna elektrana za proizvodnju električne energije u Clevelandu.

1890tih godina Danski znanstvenik Poul la Cour je konstruirao vjetroagregat za proizvodnju električne energije koji se onda koristio za proizvodnju vodika za izvođenje pokusa u srednjoj školi Askov. Njegov vjetroagregat iz 1896. je poslije postao lokalna elektrana sela Askov.


20. stoljeće

Od početka 20. stoljeća do 1970-tih razvoj vjetroagregata i industrije vjetra je bio ograničen i usporen uslijed dostupnosti i niske cijene drugih izvora energije, posebice nafte i ugljena.

U Danskoj je energija vjetra bila bitan dio decentralizirane elektrifikacije u prvoj četvrtini 20. stoljeća, dobrim dijelom i zbog vjetroagregata u Askovu. Do 1908. godine bilo je postavljeno 72 vjetroagregata snage 5 do 25 kW. Najveći od njih su imali stup visine 24 m i promjer lopatica 23 m.

1957. godine Johannes Juul je postavio vjetroagregat s promjerom rotora 24 m u Gedseru koji je bio u pogonu 10 godina. Bio je to vjetroagregat sa tri lopatice, horizontalnom osi vrtnje, okrenut u smjeru vjetra i s pasivnom regulacijom snage; sličan onima koje i danas koristimo u komercijalnim vjetroelektranama. Takvi vjetroagregati su usavršeni, te im je povećavana efikasnost uslijed serijske proizvodnje, a kao praktična posljedica toga danas svi komercijalni vjetroagregati sliče tom „Danskom tipu“ vjetroagregata.

1927. godine u SAD-u je osnovana tvrtka Jacobs Wind koja je proizvodila vjetroagregate za korištenje na farmama. Oni su pretežno bili korišteni na farmama koje su bile udaljene od najbliže elektroenergetske mreže za punjenje akumulatora i osvjetljenje. U 30 godina proizvedeno ih je oko 30 000 i bili su korišteni i u zabačenim dijelovima Afrike, pa čak i na Antarktici. Ovakav način korištenja vjetra prepoznali su i mnogi drugi proizvođači opreme, a snage tih malih vjetroagregata su se kretale od nekoliko stotina vata do nekoliko kilovata.

1931. izumljen je Dariusov vjetroagregat sa vertikalnom osi vrtnje koji je imao potpuno drugačija dizajnerska rješenja od klasičnih vjetroagregata s horizontalnom osi vrtnje. Vertikalna orjentacija omogućava korištenje vjetra iz svih smjerova bez potrebe za sustavom zakretanja, dok se teška oprema generatora i mjenjačke kutije može postaviti na nivo zemlje umjesto na vrh tornja vjetroagregata.

Smith-Putnam vjetroagregat
Smith-Putnam 1,25MW vjetroagregat - 1941.

Prethodnik modernih velikih vjetroagregata s horizontalnom osi koji se priključuju na elektroenergetsku mrežu bio je vjetroagregat WIME-3D koji je radio od 1931. do 1942. godine u Balaklavi, SSSR. To je bio vjetroagregat snage 100 kW, sa visinom stupa od 30 m koji je bio priključen na 6,3 kV distributivnu mrežu. Promjer rotora sa tri lopatice bio je također 30 m, a stup je bio čelični rešetkasti. Prema izvještajima godišnji faktor opterećenja mu je bio 32%, što se uklapa i u brojke sa današnjih vjetroagregata.

1941. godine na mrežu je spojen prvi svjetski vjetroagregat snage preko 1 MW koji je bio postavljen na planini poznatoj kao Grandpa's Knob u mjestu Castleton u SAD-u. Bio je to Smith-Putnam vjetroagregat snage 1,25 MW koji je radio 1100 sati prije puknuća lopatice koja nije bila dovoljno ojačana na poznatoj slaboj točci zbog nedostatka materijala. Prvi sljedeći vjetroagregati slične snage i dimenzija postavljeni su tek nakon 40 godina, tako da je to bio pravi pionirski pothvat.


Moderna industrija vjetra

Moderno iskorištavanje energije vjetra kakvo poznajemo i danas je počelo u 1970-tim godinama kao odgovor na svjetsku naftnu krizu 1973.

Od 1973. do 1986. godine tržište vjetroagregata se razvilo od malih pojedinačnih vjetroagregata za upotrebu na farmama snaga 1 do 25 kW sve do polja međusobno povezanih vjetroagregata (vjetroelektrane) koji su bili srednjih snaga od 50 pa sve do 600 kW. Vjetroelektrane izgrađene u Kaliforniji su predstavljale veliku većinu instalirane snage svjetskih vjetroagregata sve do ranih 1990-tih. Na vrhuncu razvoja industrije vjetra u Kaliforniji je u 1980-tima bilo instalirano 17 000 vjetroagregata ukupne snage 1 700 MW koji su proizvodili preko 3 TWh električne energije godišnje, što je bilo dovoljno za napajanje grada od 3 000 000 stanovnika. Taj nagli razvoj industrije vjetra u Kaliforniji bio je neočekivani fenomen koji se desio uslijed povoljne ekonomske i zakonske klime.

Razvoj vjetroagregata u zadnjih 25 godina
Razvoj vjetroagregata u zadnjih 25 godina (izvor: Bundesverband Wind Energie e.v.)

No taj fenomen je ujedno pokrenuo industriju vjetra. Američki proizvođači su već u to vrijeme nastupili sa vjetroagregatima velikih dimenzija i snaga, sa različitim dizajnerskim rješenjima, no brzopletost i nedovoljno ulaganje u razvoj tih rješenja rezultiralo je cijelim nizom katastrofalnih, nesigurnih i neprimjenjivih vjetroagregata. S druge strane Danske tvrtke sa klasičnim Danskim tipom vjetroagregata koji je i danas najrašireniji diljem svijeta su imale gotov, provjeren i certificirani proizvod od strane Risoe instituta (koji je i danas najpriznatiji svjetski institut za energiju vjetra). Naknadno se ustanovilo da su Danski vjetroagregati bili loše rješenje za visoke brzine vjetra u Kaliforniji. No kotačić je pokrenut i razvoj energije vjetra je uzeo maha te se do kraja 20. stoljeća samo ubrzavao, s tim da se težište proizvodnje i instalacije nove snage preselio u sjevernu Europu koju se i danas smatra kolijevkom modernih vjetroagregata i industrije vjetra.

U 21. stoljeću, tj. u zadnjih 10 godina razvoj energije vjetra poprima neslućene razmjere, snaga pojedinačnih vjetroagregata se u manje od 20 godina povećala za 10 puta, a dimenzije su narasle više od dva puta. Danas se slobodno može reći da vjetar kao izvor energije krupnim koracima postaje jedan od uobičajenih izvora energije, te će u skorijoj budućnosti po svim kriterijima moći stati uz bok i čak i nadmašiti klasične centralizirane izvorie energije koje smo većinom koristili do sada.

Moderni vjetroagregat
Moderni vjetroagregat

Isto tako instalirana snaga u vjetroelektranama u svijetu svake godine bilježe ogroman rast u prvih 10 godina 21. stoljeća, a broj zaposlenih u toj industriji u EU se bliži brojci od 200 000 ljudi.

U Hrvatskoj je Končar još 1988. godine postavio prvi vjetroagregat u Uljaniku koji se i danas tamo nalazi, no onda je razvoj istoga obustavljen. Danas Končar ima postavljen prvi prototip svog modernog vjetroagregata na lokaciji Pometeno brdo u blizini Splita i pokušava uhvatiti korak s ostalim renomiranim proizvođačima vjetroagregata. Dodatno u Hrvatskoj je do ljeta 2010. godine instalirano tek nešto manje od 30 MW vjetroelektrana koje su spojene na elektroenergetsku mrežu (Ravne1 na Pagu – 5,75 MW, Trtar-Krtolin kod Šibenika 11,2MW, Orlice kod Šibenika 9,6 MW, Pometeno brdo kod Splita 1 MW) i jedna veća od 42 MW koja će uskoro biti spojena na mrežu (Vrataruša kod Senja, 42 MW).

Tags:     energija vjetra      povijest      vjetroelektrane
Vezane vijesti
Index članka
Povijest
strana 2
strana 3
strana 4
Sve stranice
 

Vjetroelektrane za početnike

VE u regiji

Nove tehnologije

Zadnje vijesti

Podržavate li izgradnju vjetroelektrana u vašoj regiji?