Energia wiatru - Dzieci

Wprowadzenie

Wszyscy lubią kolorowe wiatraczki, które obracają się na wietrze. Im mocniej wieje, tym szybciej kręci się wiatraczek. Wiejący wiatr tak samo działa na duże wiatraki, które produkują prąd. Skrzydła poruszają się, a specjalne urządzenia zamieniają siłę wiatru na elektryczność. Wiatraki te nazywamy turbinami, lub elektrowniami wiatrowymi.

 






Dlaczego wieje wiatr?

Wiatr jest to ruch powietrza. Powodem tego ruchu są różne temperatury powietrza. Ruch wiatru jest poziomy lub prawie poziomy.




Przemieszczanie się zimnego i ciepłego powietrza inaczej wygląda u wybrzeży a inaczej na lądzie w dolinach górskich.

W dzień ląd ogrzewa się szybciej niż woda i ciepłe powietrza znad lądu unosi się górą ku morzu. Na jego miejsce dołem napływa zimne powietrze od morza. Ten chłodny powiew od morza w upalny dzień to bryza morska. Nocą ląd ochładza się szybciej niż masa wody. Wiatr wieje odwrotnie od lądu do morza.

Powstawanie wiatru nad morzem.


W dolinach górskich w dzień powietrze jest chłodniejsze niż na stokach. Na zboczach wystawionych do słońca powietrze szybko się ogrzewa i wędruje w górę. Dlatego odczuwalny jest wiatr wiejący w stronę zbocza, oraz po zboczu w górę. W nocy zbocza gór ochładzają się bardzo szybko. Zimne powietrze wędruje po stokach w dół. Odczuwalny jest zimny wiatr wiejący od zboczy gór.



Powstawanie w górach.


W wysokich górach wiatr zazwyczaj jest bardzo silny, dlatego, że nie napotyka, na żadne przeszkody typu drzewa. Tak samo na dużych otwartych przestrzeniach odczuwanie wiatru jest bardziej dotkliwe. Energię wiatru stopują budynki, drzewa, ukształtowanie terenu. Aby skutecznie wykorzystać energię wiatru buduje się wysokie turbiny wiatrowe.


Historia wykorzystania energii wiatru

Ludzie wykorzystywali wiatr, zanim jeszcze prąd elektryczny został odkryty. Dawno temu przy pomocy wiatraków nawadniano pola uprawne lub mielono ziarno na mąkę. Już w czasach starożytnych budowane były pierwsze proste drewniane wiatraki.

 

Najstarsze wiatraki jakie pojawiły się w Europie to koźlaki- wiatraki kozłowe. Cały budynek wiatraka obracał się na wietrze. Nastawienie w kierunku wiatru następowało za pomocą specjalnego dyszla i kołowrotu. Dużo później wiatraki zostały zmodernizowane, tak aby obracała się tylko górna czapa ze skrzydłami. Wiatraki te nazywane są Holendrami.




Wiatrak kozłowy źródło wikipedia.org


Wiatrak holenderski źródło wikipedia.org

Pomysł aby wykorzystać wiatr do produkcji prądu zrodził się dużo później. Pierwszy wiatrak produkujący prąd powstał w tym samym czasie, co inne wielkie wynalazki np. samochód, telefon, radio. Pierwsza turbina była niższa niż, te które aktualnie są budowane. Dawała też dużo mniej prądu niż współczesne. Jej moc wystarczyłaby żeby zapewnić oświetlenie tylko kilku domom. Skonstruowana była z przeszło stu drewnianych łopat.

Turbina skonstruowana przez Charles Francis Brush


Współczesne wiatraki wyglądają inaczej niż te dawne. Turbiny wiatrowe produkujące prąd to wysokie smukłe wieże, zbudowane ze specjalnego tworzywa, a nie z drewna. Wszystkie części wiatraka mają biały kolor. Dzięki temu ładnie komponują się z kolorami otaczającej przyrody- niebieskiego nieba i zielonych pól. Stare wiatraki miały cztery skrzydła, współczesne turbiny wiatrowe mają najczęściej 3 skrzydła zwane łopatami.

 


Instalowanie turbiny na świecie

Budowa wiatraka jest bardzo skomplikowana, ale najważniejsze elementy to:


- gondola- w jej środku znajdują się mechanizmy i urządzenia, dzięki którym produkowany jest prąd elektryczny,
- śmigła – inaczej łopaty wiatraka, które obracają się na wietrze,
- maszt – wysoka wieża, na szczycie której znajduje się gondola i łopaty wiatraka.

Budowa wiatraka produkującego energię elektryczną.


Maszt wiatraka musi być wysoki, ponieważ na dużej wysokości wiatr wieje dużo silniej. I dzięki temu można wyprodukować więcej prądu. Współczesne turbiny wiatrowe są nawet 3 razy wyższe niż np. dojrzała sosna w lesie. Ale istnieją inne budowle, stworzone przez człowieka, które są jeszcze wyższe niż maszt wiatraka. Pałac Kultury w Warszawie jest prawie dwa razy wyższy od typowego wiatraka.

Porównanie współczesnego wiatraka do innych wielkich budowli.



Wiatraki skupia się w farmy wiatrowe. Taka farma może składać się z kilku, kilkunastu a nawet większej liczby pojedynczych turbin. W Polsce najwięcej farm wiatrowych znajduje się na Pomorzu oraz w Wielkopolsce. Tereny te są płaskie i charakteryzują się silnymi wiatrami. Nie każdy region posiada takie dobre warunki jak północna Polska, dlatego nie wszędzie wiatraki są takie popularne.

Farma wiatrowa



Zasoby energii wiatrowej -Ile jest wiatru?
Najsilniejsze wiatry występują na północy kraju oraz w Wielkopolsce. W terenach tych budowa dużych farm wiatrowych jest słuszna. W Polsce południowej jedynie województwo podkarpackie charakteryzuje się w miarę silnymi wiatrami.


Podział Polski na strefy o różnej energii wiatru.



Potencjał teoretyczny to 100% zasobów wiatru. Wartość ta jest ogromna. Jednak, aby określić realne zasoby wiatru należy uwzględnić możliwości technologii i sprawności urządzeń. Do tego dochodzą jeszcze względy finansowe. Produkowana z wiatru energia nie może być za droga. Zasoby, które rzeczywiście możliwe są do wykorzystania to zasoby ekonomiczne. Zasoby energii wiatrowej mogłyby pokryć całkiem dużą część zapotrzebowania.

Technologie wykorzystania wiatru
W innych państwach wiatraki budowane są także na morzu, np u wybrzeży Dani, Szwecji. Być może za kilka lat również nad naszym morzem Bałtyckim pojawią się pierwsze morskie wiatraki. Prędkość wiatru na morzu jest większa niż na lądzie, ponieważ wiatr nie napotyka na żadne przeszkody, dzięki temu można wyprodukować więcej prądu.

Morska farma wiatrowa


Małe elektrownie wiatrowe

Nie tylko duże wiatraki produkują prąd elektryczny. Istnieją też małe wiatraki, które każdy może postawić w swoim ogrodzie. Małe wiatraki produkują mało prądu, ale jest to wystarczające np. do oświetlenia domku letniskowego lub górskiego schroniska. Duże wiatraki, jakie spotykamy w farmach wiatrowych są bardzo drogie, a taki mały wiatrak może kupić każdy. Można go nawet przymocować do dachu, aby nie zajmował miejsca na podwórku. Małe wiatraki nie potrzebują silnego wiatru i mogą pracować w każdym miejscu.




Mała turbina wiatrowa na dachu


Wiatraki produkujące prąd mają swoje zalety i wady.

Zalety to:

  • wiatr nigdy się nie wyczerpie, w przeciwieństwa np. do węgla w kopalniach,
  • jest to czysta energia. Do atmosfery nie dostają się żadne szkodliwe dymy,
  • wiatr jest za darmo i zawsze będzie za darmo,
  • kręcące się wiatraki nie szpecą krajobrazu tak jak dymiące kominy,
  • małe turbiny wiatrowe można stosować w miejscach odległych od cywilizacji, gdzie nie dociera elektryczność.


Wady energetyki wiatrowej:

  • wiatr jest zmienny. Raz wieje, a raz nie.
  • farmy wiatrowe zajmują dużo miejsca, w pobliżu miast nie ma pustych terenów gdzie można by budować wiatraki,
  • nie w każdym miejscu kraju wieje tak samo, zależy to od warunków geograficznych,
  • duże grupy wiatraków zagrażają ptakom i nietoperzom,
  • farmy wiatrowe są  źródłem hałasu, dlatego buduje się je w pewnej odległości od domów. Odległość 150-200 metrów zupełnie wystarczy, aby szum wiatraków nie był uciążliwy dla ucha.




Hałas powodowany przez różne źródła dźwięku

 

Loga patronów

Projekt biogazownie

biogazownie korzyści czy zagrożenia

Kalkulatory

Gry Edukacyjne

Sponsorzy

Sondy

Co sądzisz o projekcie?
 

Odwiedziło Nas

osób