font_preload
PL / EN
Energetyka OZE 5 października, 2018 godz. 7:31   

Perzyński: Człowiek, wiatr, energia. Historia pewnej znajomości

charles brush Turbina Charlesa Brusha, rok 1888.

Z definicji wiatr jest poziomym ruchem powietrza wywołanym przez różnice ciśnień, ale od zarania dziejów ludzkość przypisywała mu głębsze znaczenie. Świadczyć może o tym fakt, że w poszczególnych regionach świata wyróżnia się około dwóch tysięcy rodzajów wiatru – w zależności od siły, wilgotności, kierunku, charakteru, pory roku, czy pogody, którą zwiastują. Motyw wiatru od starożytności pojawia się w literaturze, później także w muzyce i filmie. Symbolizuje on zmiany i jednocześnie ulotność życia, naturalną i odwieczną. Ludzie jednak już od tysięcy lat traktują go też jako źródło energii, i o historii takiego wykorzystania wiatru opowiadać będzie ten artykuł – pisze Michał Perzyński, redaktor BiznesAlert.pl.

Transport zeroemisyjny

Początkowo wiatru używano jako napędu dla statków – dzisiaj powiedzielibyśmy, nie bez racji, zeroemisyjnego. Pierwsze znane wizerunki łodzi z żaglami pochodzą ze starożytnego Egiptu i datuje się je na około 5000 r. p.n.e., kiedy pozwoliły zaoszczędzić wiele sił zmęczonym wioślarzom. Wiatr nadawał pęd statkom aż do XIX wieku, kiedy wynaleziono silnik parowy, ale paradoksalnie największe żaglowce budowano długo po tym, gdy przestały być najważniejszym środkiem morskiego transportu. Bodaj największym zbudowanym żaglowcem był statek Preußen, 147-metrowa, 5-masztowa fregata, wysoka na 68 metrów, zbudowana na życzenie samego cesarza Wilhelma II w Bremerhaven w 1902 roku, zwana przez marynarzy „Królową Królowych Mórz”. Niestety, zatonęła ona w 1910 roku w okolicach Newhaven w Wielkiej Brytanii po kolizji z parowcem Brighton, załadowana po brzegi pianinami, które miały trafić do Chile. Szczęśliwie obyło się bez ofiar śmiertelnych. Od tamtej symbolicznej detronizacji żaglowców przez parowce w marynarce handlowej, tych pierwszych używa się już głównie hobbystycznie.

Pionierskie turbiny

Pierwsze wiatraki, oczywiście jeszcze nie do produkcji energii elektrycznej, pojawiły się w Europie pod koniec XII wieku i używały siły wiatru do mielenia – zboża, drewna na papier, kawy, tytoniu, gorczycy na musztardę i wielu, wielu innych surowców. Zmienił to dopiero Charles Francis Brush, amerykański inżynier, wynalazca, przedsiębiorca i filantrop. Przez całe życie zainteresowany badaniami nad energią elektryczną, dorobił się majątku na stworzeniu pierwszego oświetlenia miejskiego dla Filadelfii. W 1879 roku założył on firmę Anglo-American Brush Electric Light Corporation, która zajmowała się również hydroenergetyką. Jednak jego najsłynniejszym wynalazkiem była pierwsza turbina wiatrowa do wytwarzania prądu. Miało to miejsce w 1888 roku na jego dworku w Cleveland, który tym samym stał się pierwszą zelektryfikowaną posiadłością w całym stanie Ohio. Turbina była wykonana z drewna cedrowego, miała 17 metrów średnicy i składała się ze 144 łopat. Mimo pokaźnych rozmiarów, mogła ona wygenerować jedynie 12 kW mocy. Niewiele, ale przynajmniej służyła ona państwu Brush nieprzerwanie przez 20 lat.

Nie ilość, lecz jakość

Dopiero kilka lat później duński naukowiec Poul la Cour odkrył, że sekret zwiększenia mocy z turbin nie tkwi w ilości łopat, lecz w ich efektywnym wykorzystaniu, a jego student Johannes Juul w 1957 roku stworzył już pierwszą „współczesną” elektrownię wiatrową. Jego turbiny miały tylko trzy łopaty i tyle wystarczyło, by stworzyć siłownię o mocy 200 kW. Były one (naturalnie jak na lata 50.) na tyle nowoczesne, że można było regulować ich siłę przez zmianę kąta natarcia łopat. Od tamtego czasu rozwój turbin wiatrowych przypomina raczej rewolucję niż ewolucję; wiatraki stawały się coraz większe, silniejsze, i co tu dużo mówić – doskonalsze. W latach 80. średnice wirników sięgały 30 metrów, w następnej dekadzie rozrosły się do 50 metrów, wtedy też nastąpiła masowa produkcja siłowni do mocy do 600 kW, a na progu naszego wieku mogły one już osiągać moc 850 kW, 1, a nawet 2 MW.

Co oszczędzi akwilon, a co przeminie z wiatrem

Rewolucja nadal trwa, a jej ostatnim dzieckiem jest potężna morska farma wiatrowa Walney Extension na Morzu Irlandzkim u wybrzeży Anglii, która dzięki temu projektowi stała się światowym liderem energetyki odnawialnej. Na powierzchni 145 kilometrów kwadratowych rozmieszczono 87 wiatraków o rekordowej mocy 660 MW. To wystarczy, by zasilić 600 tysięcy brytyjskich gospodarstw domowych. Warto wspomnieć, że w Europie znajdują się 2/3 wszystkich farm wiatrowych na świecie; potentatem w tej dziedzinie są również Niemcy. Dopiero trzecim graczem są Chiny, które wcześniej wielokrotnie zapowiadały wzmożenie inwestycji w odnawialne źródła energii.

Rewolucja na pewno nie powiedziała jeszcze ostatniego słowa. Prędkość i kierunek nadają jej wyzwania naszych czasów, i kto wie jak monumentalny będzie jej następny krok. Odpowiedzi przywieje wiatr, jak 56 lat temu, u progu rewolucji wiatrowej śpiewał pewien laureat Nagrody Nobla, którego od liceum nie umiem przestać słuchać.