Download - DIZERTATIE CIOLACU

7/28/2019 DIZERTATIE CIOLACU

http://slidepdf.com/reader/full/dizertatie-ciolacu 1/56

UNIVERSITATEA DIN CRAIOVAFACULTATEA DE ELECTROTEHICA

SISTEME ENERGETICE INFORMATIZATE

PROIECT DE DIZERTATIE CU TEMA:DIMENSIONAREA UNEI CENTRALE EOLIENE

PENTRU UN CONSUMATOR CASNIC

Prof. Coord.: Masterant:Prof .dr.ing. Liviu Ruieneanu Ciolacu Mihai

- 2012 -

1



CUPRINS

1.INTRODUCERE.............................................4

2.NOTIUNI DESPRE EOLIENE.......................8

2.1.ISTORICUL EOLIENELOR.........................................8

2.2.IMPORTANTA EOLIENELOR.................................10

2.3.VANTUL SI ENERGIA VANTULUI........................16

2.4.POTENTIAL ENERGETIC EOLIAN........................20

2.5.FACTORII CARE RECOMANDA UTILIZAREAEOLIENELOR IN ROMANIA.........................................21

3.INSTALATII EOLIENE...............................27

3.1.PRINCIPIU DE FUNCTIONARE ......................27

3.2.COMPONENTELE INSTALATIILOR EOLIENE.................................................................29

2



3.3.CLASIFICAREA TURBINELOR EOLIENE.....35

3.3.1.CLASIFICAREA TURBINELOR EOLIENE IN FUNCTIE

DE ORIENTAREA AXULUI...............................35

3.3.2.CLASIFICAREA IN FUNCTIE DE PUTERE..40

3.3.4.INSLATATIA ELECTRICA A CENTRALELOR EOLIENE......................................................................41

4.DIMENSIONAREA UNEI CENTRALEEOLIENE

5.CARACTERISTICI SI DIFICULTATILEGATE DE VALORIFICAREA ENERGIEI

EOLIANA

6.CONCLUZII

7.BIBLIOGRAFIE

3



INTRODUCERE

Energia este indispensabila vietii pe Pamant. Ea exista pretutindeni sireprezinta cauza producerii unor numeroase fenomene: miscare, lumina,sunet, caldura etc. Exista mai multe forme de energie, dar aproape intreagaenergie de pe Pamant provine direct sau indirect de la Soare.

Spre deosebire de sursele de energie artificiale, obtinute de om printransformarea unei forme de energie in alta forma de energie (exemple:motoare, centrale termice, centrale eoliene etc.), sursele de energie primarasunt sursele de energie existente in natura si care pot fi folosiste in moddirect.

Energia este o marime scalara care reprezinta capacitatea unui sistemde a efectua lucru mecanic la trecerea dintr-o stare data in alta.Societatea actuala este un mare consumator de energie sub diferite forme, inindustrie, transporturi, agricultura, in domeniul casnic etc. Consumul deenergie pe cap de locuitor este considerat un indicator al nivelului de trai.

Descoperirea unor noi surse de energie i-a permis omului sa treaca laetape superioare de dezvoltare, caracterizate prin cresterea productivitatii, a

performantelor tehnice, a gradului de confort, prin scaderea gradului de poluare.

Ramura stiintelor tehnice care se ocupa cu producerea, transformarea,distributia si folosirea in conditii optime a energiei, sub diferitele ei forme, pornind de la surse de energie si ajungand la punctele de consum, senumeste energetica.

Surse de energie de care dispune omenirea sunt:1.Surse primare (naturale) de energie: epuizabile si inepuizabile;2.Surse secundare (transformate) de energie;3.Alternative energetice;

Sursele primare de energie epuizabile se refac intr-un timp geologicindelungat, ce nu poate fi luat in considerare din punct de vedere tehnic si

economic. In aceasta categorie sunt inclusii: carbunii, titeiul, gazele naturalesi combustibilii nucleari. Sursele primare de energie inepuizabile suntconstituite din apa, energia solara, eoliana, geotermala, a mareelor si

biomasa. Sunt considerate inepuizabile, deoarece se gasesc in cantitati foartemari, sau se regenereaza continuu.

Surse secundare de energie. Energia utila care se foloseste in procesele industriale sub diferitele ei forme: termica, mecanica, electrica,

4



chimica rezulta in urma unor transformari energetice succesive, prin lanturide transformari, incepand de la energia primara (denumita sursa de energie)

In procesele tehnologice cea mai utilizata forma de energie esteenergia electrica ce poate fi convertita in functie de necesitate in: energietermica, mecanica, magnetica luminoasa etc.

Energia electrica prezinta o serie de avantaje in comparatie cu alteforme de energie,si anume:- producerea energiei electrice in centrale electrice are loc in conditii

economice si avantajoase;- energia electrica poate fi transmisa la distante mari prin intermediul

campului electromagnetic, fie direct prin mediul inconjurator, fie dirijat prinlinii electrice;- la locul de consum, energia electrica poate fi transformata in conditii

economice in alte forme de energie;

- energia electrica poate fi divizata si utilizata in parti oricat de mici,dupanecesitati;

Dezavantajul pe care il prezinta energia electrica in comparatie cu alteforme de energie consta in aceea ca nu poate fi inmagazinata.Energiaelectrica trebuie produsa in momentul in care este ceruta de consumatori.

Energia constituie un exemplu de problema interdisciplinara.Energianu poate fi inteleasa in afara principiilor termodinamicii, unde timpul este un

parametru esential:- principiul I – energia se conserva;

- principiul II – energia se degradeaza;Totodata orice politica energetica este confruntata cu problemacostului energiei, iar aceasta din urma este in ultima instanta o problema detimp. Ramanand in limitele fixate de al doilea principiu, lucrul mecanic esteales ca norma fizica pentru evaluarea continutului cantitativ al energiei. Estevorba de cantitatea de energie, sub forma de lucru mecanic, care poate ficonvertita, in ipoteza unor conditii ideale.

Progresul omenirii, din cele mai vechi timpuri pana astazi, este legatde folosirea energiei.

Etapele energetice ale societatii umane au fost demarcate de aparitia:

- energiei hidraulice si eoliene, in prima etapa;- energiei combustibililor, intr-o etapa ulterioara;- energiei nucleare, cel mai recent;

Dezvoltarea societatii este direct dependenta de consumul de energie.Prelucrarea statistica a corelatiilor dintre consumul de energie, dezvoltareaindustriala a societatii si venitul national arata o stransa legatura intre acestifactori.

5



Producerea energiei electrice se realizeaza prin transformarea altor forme de energie:- transformarea energiei chimice a combustibililor in turbine cu aer, gaz,

motoare cu ardere interna;- transformarea energiei potentiale sau cinetice a apei;- transformarea anergiei atomice;- transformarea altor forme de enrgie: maree, solara, eoliana;

Energia Regenerabilă se referă la forme de energie produse prin transferul energetic al energiei rezultate din procese naturaleregenerabile. Astfel, energia luminii solare, a vânturilor, a apelor curgătoare,a proceselor biologice i a căldurii geotermale pot fi captate de către oameniș

utilizând diferite procedee.Dintre sursele regenerabile de energie fac parte:

- Energia Eoliană;

- Energia Solară;- Energia Apei;- Energia Hidraulică;- Energia Geotermică;- Energia Derivata Din Biomasa: BioDiesel, BioEtanol, BioGaz;

Toate aceste forme de energie sunt valorificate pentru a servi lagenerarea curentului electric, apei calde, etc

Energia eoliană este o sursă de energie regenerabilă generată din puterea vântului. Vânturile sunt formate din cauză că soarele nu încălzeşte

Pământul uniform, fapt care creează mişcări de aer. Energia cinetică din vânt poate fi folosită pentru a roti nişte turbine, care sunt capabile de a generaelectricitate. Unele turbine pot produce 5 MW, deşi aceasta necesită o vitezăa vântului de aproximativ 5,5 m/s, sau 20 de kilometri pe oră. Puţine zone pe

pământ au aceste viteze ale vântului, dar vânturi mai puternice se pot găsi laaltitudini mai mare şi în zone oceanice.

Energia eoliană este folosită extensiv în ziua de astăzi, şi turbine noide vânt se construiesc în toată lumea, energia eoliană fiind sursa de energiecu cea mai rapidă creştere în ultimii ani. Majoritatea turbinelor producenergie peste 25% din timp, acest procent crescând iarna, când vânturile sunt

mai puternice.Vântul este rezultatul activitaii energetice a Soarelui, si se formeaza

ca rezultat al încalzirii neuniforme a suprafetei Pamântului. Razele solarestrabat atmosfera, ajung la suprafata terestra pe care o încalzesc, iar de aicicaldura se transmite aerului prin diferite procese ca: radiatie, conductibilitatemoleculara, prin turbulente si prin intermediul curentilor aerieni.

6

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Transfer_energetic&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_eolian%C4%83

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_solar%C4%83

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_hidraulic%C4%83


http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_geotermic%C4%83

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_derivata_din_biomasa:_biodiesel,_bioetanol,_biogaz

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_regenerabil%C4%83

http://ro.wikipedia.org/wiki/V%C3%A2nt

http://ro.wikipedia.org/wiki/P%C4%83m%C3%A2nt

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_cinetic%C4%83

http://ro.wikipedia.org/wiki/Electricitate

http://ro.wikipedia.org/w/index.php?title=Transfer_energetic&action=edit&redlink=1

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_eolian%C4%83

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_solar%C4%83



http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_geotermic%C4%83

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_derivata_din_biomasa:_biodiesel,_bioetanol,_biogaz

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_regenerabil%C4%83

http://ro.wikipedia.org/wiki/V%C3%A2nt

http://ro.wikipedia.org/wiki/P%C4%83m%C3%A2nt

http://ro.wikipedia.org/wiki/Energie_cinetic%C4%83

http://ro.wikipedia.org/wiki/Electricitate



Energia vântului constituie o sursa regenerabila care prezintaurmatoarele avantaje:- este o sursa nepoluanta (nu produce emisii în atmosfera, nu formeaza

deseuri radioactive);- sursa energetica primara (vântul) nu costa nimic „combustibilul” este

gratuit;- poate fi utilizata descentralizat - este o alternativa buna pentru localitatile

mici aflate departe de sursele traditionale;- este modulara: adica capacitatea de productie a fermelor eoliene poate fi

usor extinsa deoarece noile turbine pot fi produse si instalate usor, ceea cenu este si cazul instalatiilor nucleare sau pe baza de carbune;

- este o sursa nationala, deci nu este supusa efectelor conjuncturaleale relatiilor internationale, ca în cazul importului de combustibili clasici

7



2.NOTIUNI DESPRE EOLIENE

2.1.ISTORICUL EOLIENELOR

Energia eoliană este una din cele mai vechi surse de energienepoluantă. Drept sursă energetică vântul este cunoscut omenirii de 10 miide ani. încă de la orizontul civilizaţiei energia vântului se utiliza în navigaţiamaritimă. Se presupune că egiptenii străvechi mergeau cu pânze cu 5.000 aniîn urmă. În jurul anului 700 pe teritoriul Afganistanului se utilizau maşinieoliene cu axă verticală de rotaţie se utilizau pentru măcinarea grăunţelor.Cunoscutele instalaţii eoliene (mori cu elicele conectate la turn) asigurau

funcţionarea unor sisteme de irigare pe insula Creta din Marea Mediterană.Morile pentru măcinarea boabelor, care funcţionau pe baza vântului, suntuna din cele mai mari performanţe a secolelor medii. în sec. XIV olandeziiau îmbunătăţit modelul morilor de vânt, răspândite în Orientul Mijlociu, şiau început utilizarea largă a instalaţiilor eoliene la măcinarea boabelor,aşadar moara de vânt este strămoşul generatoarelor eoliene.

Fig.2.1.Moara de vant

Mai târziu, morile se orientau după direcţia vântului şi au fost puse pânze pentru a capta mai bine energia vântului.

8



Fig.2.2.Moara de vant cu panze

Prima moară de vânt cu pale profilate a apărut în secoluldoisprezece. Chiar dacă era foarte simplă, este totuşi vorba de primacercetare aerodinamică a palelor. Acestea au fost utilizate în principal pentru

pomparea apei sau pentru măcinarea grâului.În perioada Renaşterii, inventatori celebrii ca Leonardo da Vinci

s-au interesat foarte intens de morile de vânt, ceea ce a condus la numeroaseinovaţii. De atunci, morile s-au înmulţit în Europa.

Revoluţia industrială a oferit un nou început pentru morile devânt, prin apariţia de noi materiale. în consecinţă, utilizarea metalului a

permis modificare formei turnului şi creşterea considerabilă a maşinilor pecare le numim pe scurt "eoliene" (Fig.2.3).

Fig.2.3.Eoliana moderna

9



2.2.IMPORTANTA EOLIENELOR

Energia de origine eoliană face parte din energiile regenerabile,aceasta este o sursă de energie reînnoibilă generată din puterea vântului.

Energia eoliană este atractivă atât din punct de vedere ecologic - nu produceemisii în atmosferă, nu formează deşeuri radioactive, cât şi din punct devedere economic - ca sursă energetică primară vântul nu costă nimic.

Noile cerinţe în domeniul dezvoltării durabile au determinat statelelumii să îşi pună problema metodelor de producere a energiei şi să creascăcota de energie produsă pe baza energiilor regenerabile. Protocolul de laKyoto angajează statele semnatare să reducă emisiile de gaze cu efect deseră. Acest acord a determinat adoptarea unor politici naţionale dedezvoltare a eolienelor şi a altor surse ce nu degajă bioxid de carbon.

Trei factori au determinat ca soluţia eolienelor să devină maicompetitivă:- noile cunoştinţe şi dezvoltarea electronicii de putere;- ameliorarea performanţelor aerodinamice în conceperea turbinelor eoliene;- finanţarea naţională pentru implantarea de noi eoliene.

Fig.2.4.Resurse primare consumate la nivel mondial

În prezent, pe plan mondial, ponderea energiilor regenerabile înproducerea energiei electrice, este scăzută. Se poate spune că potenţialul

10



diferitelor filiere de energii regenerabile, este sub-exploatat.Totuşi,ameliorările tehnologice au favorizat instalarea de generatoare eoliene,într-un ritm permanent crescător în ultimii ani, cu o evoluţie exponenţială,având o rată de creştere de 25% în 2003.

Fig.2.5.Evolutia puterii instalate pe plan mondial 1995-2006 [MW]

Filiera eoliană este destul de dezvoltată în Europa, deţinând poziţia de lider în topul energiilor regenerabile. Acest tip de energie regenerabilă asigurănecesarul de energie electrică pentru 10 milioane de locuitori. Dealtfel, 90 %din producătorii de eoliene de medie şi mare putere, se află în Europa.

11



Fig.2.6.Topul tarilor in functie de puterea instalata pana in Dec 2006

Capacitate Totală MWProcent din piaţa

mondială

Germania 20,622 27.8%Spaina 11,615 15.6%Statele Unite ale Americii 11,603 15.6%India 6,27 8.4%Danemarca 3,136 4.2%China 2,604 3.5%Itala 2,123 2.9%

Regatul Unit la Marii Britanii 1,963 2.6%Portugalia 1,716 2.3%Franţa 1,567 2.1%Top 10 -Total 63,217 85.2%Restul Lumii 11,004 14.8%Total Mondial 74,221

Repartiţia în Europa a energiei electrice produse pe baza eolienelor,arată diferenţe între state. Germania este liderul pe piaţa europeană, în ciuda unei

12



încetiniri în 2003 a instalărilor. Spania, pe poziţia a doua, continuă să instalezeintensiv parcuri eoliene. Danemarca este pe a treia poziţie, având dezvoltateeoliene offshore şi trecând la modernizarea eolienelor mai vechi de 10 ani.

Costurile şi eficienţa unui proiect eolian trebuie să ţină seama atât de preţul eolienei, cât de cele ale instalării şi întreţinerii acesteia, precum şi de celal vânzării energiei. O eoliană este scumpă. Trebuiesc realizate încă progreseeconomice pentru a se putea asigura resursele dezvoltării eolienelor. Seestimează că instalarea unui kW eolian, costă aproximativ 1000 euro.Progresele tehnologice şi producţia în creştere de eoliene din ultimii ani

permit reducerea constantă a preţului estimat Preţul unui kWh depinde de preţul instalării eolienei, ca şi de cantitatea de energie produsă anual. Acest preţ variază în funcţie de locaţie şi scade pe măsura dezvoltării tehnologie.

În Germania şi Danemarca, investitorii sunt fie mari grupuriindustriale, fie particulari sau agricultori. Această particularitate tinde să

implice populaţia în dezvoltarea eolienelor. Energia eoliană este perceputăca o cale de diversificare a producţiei agricole. în Danemarca, 100 000 defamilii deţin acţiuni în energia eoliană. Filiera eoliană a permis, deasemenea, crearea de locuri de muncă în diverse sectoare, ca cele de

producere a eolienelor şi a componentelor acestora, instalării eolienelor,exploatării şi întreţinerii, precum şi în domeniul cercetării şi dezvoltării. Seînregistrează peste 15 000 de angajaţi în Danemarca şi 30 000 în Germania,direct sau indirect implicaţi în filiera eoliană.

Energia eoliană este considerată ca una din opţiunile cele mai

durabile dintre variantele viitorului, resursele vântului fiind imense. Seestimează că energia eoliană recuperabilă la nivel mondial se situează laaproximativ 53 000 TWh (TerraWattoră), ceea ce reprezintă de 4 ori maimult decât consumul mondial actual de electricitate.

În Europa, potenţialul este suficient pentru asigurarea a cel puţin20% din necesarul de energie electrică până în 2020, mai ales dacă se ia înconsiderare noul potenţial offshore.

13



Energia produsă de parcurile eoliene din ţările membre U.E. până lasfarşitul anului 2006 [MW]

Ţările memebre U.E.Total energie produsăla sfârşitul anului 2005

[MW]

Energie produsă înanul 2006 [MW]

Total energie produsă lasfârşitul anului 2006

[MW]

Austria 819 145,6 965Belgia 167,4 26,3 193Bulgaria 10 22 32Cipru 0 0 0Cehia 28 22 50Danemarca 3128 11,5 3136Estonia 32 0 32Finlanda 82 4 86Franta 757 810 1567Germania 18414,9 2233,1 20622Grecia 573,3 172,5 746Ungaria 17,5 43,4 61Irlanda 495,5 249,9 745Itala 1718 417 2123Letonia 27 0 27Lituania 6,4 49,05 55,5Luxemburg 35,3 0 35Malta 0 0 0Olanda 1219 356 1560Polonia 83 69,3 152,5Portugalia 1,022 694,4 1716Romania* 1,69 1,3 3Slovacia 5 0 5Slovenia 0 0 0Spania 10028 1587,16 11615Suedia 509,5 62,15 572Regatul Unit al MariiBritanii

1332 634,4 1963

Total [MW] 39490,512 7611,06 48062

14



Fig.2.7.Contributia Centralelor Eoliene in U.E in perioada 1995-2020

15



2.3.VANTUL SI ENERGIA VANTULUI.PARAMETRI ENERGTICI AI VANTULUI

Vântul este mişcarea maselor de aer din atmosfera terestră, dar principalele fenomene meteorologice se desfăşoară doar până în troposferă.(înălţimi de 8 – 17 km).

Vântul este generat de gradientul baric, adică de diferenţa de presiuneîntre două zone ale globului.

Diferenţele de presiune se datorează încălzirii neuniforme în urmaradiaţiei solare şi rotaţiei Pământului. Astfel, masele de aer acumulează ocantitate mare de energie cinetică.

Pentru a evalua această energie, local sau global, trebuie cunoscute:

- câmpul de viteze- câmpul de presiuni- câmpul de temperaturăTemperatura şi presiunea definesc densitatea locală a aerului.Parametrii energetici ai vântului sunt: intensitatea vântului, variaţia

vitezei în timp, vitezele extreme, direcţia vântului.

Intensitatea vântului:- Este evaluată în meteorologie prin Scara Beaufort în 12 trepte- Intervalele de vânt se identifică prin efectele asupra mediului înconjurător - Spre exemplu tipurile de vânt sunt:

- calm v = 0 – 0,4 m/s- uşor v = 0,4 – 5,8 m/s- moderat v = 5,8 – 11 m/s- tare v = 11 – 17 m/s- furtună v = 17 – 25 m/s- uragan v > 34 m/s

- Domeniul obişnuit de utilizare a agregatelor de vânt este v = 4 – 25 m/s

Variaţia vitezei în timp:- Viteza vântului este o mărime vectorială, caracterizată prin mărimea

scalară, egală cu mărimea vectorului şi direcţia vectorului.- Mărimea vitezelor este foarte importantă pentru calculele energetice şi, de

asemenea, pentru evaluarea acţiunilor asupra structurilor.

16



- Viteza vântului într-un punct al spaţiului variază în timp. Pentrumăsurători interesează componenta orizontală a vitezei vântului.Înregistrările se fac în staţii meteorologice, la cote standard de 10 şi 50 m.

Bazele de date create se constituie de regulă prin măsurătorile reţelelor de staţii meteorologice.

Datele colectate de la staţiile meteo sunt medieri pe timp scurt de câtevaminute, reţinute la intervale de timp egale, sortate pe “bini”, adică intervalede viteză. De regulă, conform standardelor meteorologice, viteza vântului semăsoară ca mărime medie pentru un interval de timp de 10 minute.

Înregistrările de scurtă durată se utilizează pentru punerea în evidenţă a pulsaţiilor perturbatoare ale vântului ce pot induce fenomene de rezonanţăasupra structurilor expuse în vânt.

Ordonarea datelor se face sub forma:- curbelor de frecvenţă

- curbelor de asigurareCurba de frecvenţă – numărul de ore sau % din numărul total de ore

într-un an sau într-un interval de timp asociate intervalelor de viteze.

Fig.2.8. Curba de frecvenţă a vântului.

17



Curba de asigurare – curba are pe abscisă frecvenţa (sau durataore/an) iar pe ordonată pragul de viteză asigurat. Curba de frecvenţă se poateobţine prin derivarea curbei de asigurare.

Prin integrarea curbei de frecvenţă se obţine viteza medie anuală saumultianuală.

Viteza medie multianuală este o caracteristică principală şi globală aunui amplasament aeroenergetic.

Curgerea laminară este specifică vitezelor foarte mici, caracterizată prin individualizarea straturilor care alcătuiesc curentul de aer.

Turbulenţa constă în variaţia aleatoare neperiodică în timp a vectorilor de viteză cu un spectru de frecvenţă foarte larg şi schimb de energie întrestraturi. Influenţează mai puţin vibraţiile structurilor de valorificare.

Rafalele sunt perturbaţii cauzate de vârtejurile generate de diferiteobstacole. Acestea provoacă forţe de interacţiune de tip şoc.

Vitezele extreme:Vitezele extreme (rare) ale unui amplasament sunt stabilite prin metode

statistice separate.Pentru securitatea agregatelor la furtuni este deosebit de importantă

cunoaşterea acestor viteze extreme.Vitezele extreme sunt proporţionale cu viteza medie:

Direcţia vântului:Ordonarea informaţiilor privind regimul vântului se face sub forma

unor curbe de frecvenţă a vitezei şi a unor curbe de asigurare.La aceste statistici întocmite pentru anul meteorologic mediu se adaugă

date privind temperatura, presiunea barometrică locală şi umiditatea aerului.Anul meteorologic mediu este o medie a unui număr de ani în care

alternează perioade mai vântoase cu perioade mai puţin vântoase.Pentru optimizarea conformaţiei unei reţele de turbine aferente unei

ferme aeroelectrice este necesară cunoaşterea statisticii direcţiilor vântului.Direcţia vântului se determină ca parte a orizontului dinspre care bate

vântul.Informaţiile privind direcţia vântului indică repetitivitatea vântului într-

un anumit interval de timp, de obicei anul mediu meteorologic, dupădirecţiile cardinale, reprezentate grafic sub forma aşa numitei roze a

18

memax vk v ⋅=



vânturilor. În fig.3 este reprezentată pentru exemplificare o astfel dereprezentare grafică pentru direcţia vântului.

Fig.2.9. Roza vânturilor.

19



2.4.POTENTIAL ENERGETIC EOLIAN

In strategia de valorificare a surselor regenerabile de energie, potenţialul eolian declarat este de 14.000 MW (putere instalată), care poatefurniza o cantitate de energie de aproximativ 23.000 GWh/an. Aceste valorireprezintă o estimare a potenţialului teoretic, şi trebuie nuanţate în funcţie de

posibilităţile de exploatare tehnică şi economică.Pornind de la potenţialul eolian teoretic, ceea ce interesează însă

prognozele de dezvoltare energetică este potenţialul de valorificare practicăîn aplicaţii eoliene, potenţial care este mult mai mic decât cel teoretic,depinzând de posibilităţile de folosire a terenului şi de condiţiile pe piaţa

energiei. De aceea potenţialul eolian valorificabil economic poate fi apreciatnumai pe termen mediu,pe baza datelor tehnologice şi economice cunoscuteastăzi şi considerate şi ele valabile pe termen mediu.

S-a ales calea de evaluare a potenţialului valorificabil al ţării noastrecea macroeconomică, de tip top-down, pornind de la următoarele premisemacroeconomice:- condiţiile de potenţial eolian tehnic (viteza vântului) în România care suntapropiatede media condiţiilor eoliene în ansamblul teritoriului Europei;- politica energetică şi piaţa energiei în România vor fi integrate în politica

europeană şi piaţa europeană a energiei.Datele de potential tehnic si economic eolian sunt urmatoarele:

De asemenea în strategie se propune instalarea a 120 MW până înanul 2010 şi a încă 280 MW până în anul 2015. Conform acestei evolutii,energia electrica produsa din surse eoliene ar asigura cca 1,6 % dinconsumul brut de energie electrica in anul 2010. Raportat la cantitatea deenergie prevazuta din surse regenerabile fara hidro de mare putere, energiaeoliana ar asigura 12,3% din aceasta cantitate.

20



Reanalizând datele din strategie, considerăm că exista rezervesuficiente pentru odezvoltare si mai importanta a aplicatiilor eoliene decat cea prevazuta.

Fata de un potential tehnic amenajabil de 3600 MW (8000 GWh/an),cotele tinta pentru aplicatiile eoliene, pot fi pana in 2015 de 200 MW in2010 si de 600 MW in 2015.

2.5.FACTORII CARE RECOMANDA UTILIZAREAEOLIENELOR IN ROMANIA

Energia eoliană este folosită destul de extensiv în ziua de astăzi, iar turbine noi de vânt se construiesc în toată lumea, energia eoliană fiind sursade energie cu cea mai rapidă creştere în ultimii ani. Capacitatea totală

mondială a turbinelor de vânt este 74,221MW. Majoritatea turbinelor producenergie 25% din timp, acest număr crescând iarna, când vânturile sunt mai puternice. Se crede că potenţialul tehnic mondial a energiei eoliene poate săasigure de cinci ori mai multă energie decât este consumată acum.

Potenţialul eolian major este observat pe litoralurile marine, peridicaturi şi în munţi. Dar există multe alte teritorii cu un potenţial eoliannecesar pentru utilizare. Ca sursă energetică vântul poate fi mai greu decalculat spre deosebire de soare, dar în anumite perioade prezenţa vântuluise observă pe parcursul întregii zile. Asupra resurselor eoliene influenţeazărelieful pământului şi prezenţa barierelor (obstacolelor) plasate la înălţimi de

până la 100 metri. De aceea vântul, într-o mai mare măsură, depinde decondiţiile locale (relief) decât de soare. în localităţile montane, spreexemplu, două suprafeţe pot avea potenţial solar egal, însă potenţialulvântului poate fi diferit datorită diferenţei în relief şi direcţiile curenţilor maselor de aer. în legătură cu aceasta planificarea locului pentru plasareainstalaţiei se petrece mai detaliat decât montarea unui sistem solar.

Energia vântului de asemenea este supusă schimbărilor sezoniere atimpului. Lucrul unei asemenea instalaţii este mai efectiv iarna şi mai puţinefectiv în lunile de vară (în cazul sistemelor solare situaţia este inversă). De

exemplu în condiţiile climaterice din Danemarca sistemele fotoelectrice suntefective la 18% în ianuarie şi la 100% în iulie. Eficacitatea lucrului staţieieoliene este de 55% în iulie şi 100% în ianuarie. Astfel, varianta optimă estecombinarea într-un sistem a instalaţiilor eoliene şi solare. Asemenea sistemesimbiotice asigură o productivitate a energiei electrice mai înalt încomparaţie cu instalaţiile eoliene sau fotoelectrice, luate aparte.

21



Articolul "Evaluation of Global Wind Power", de Cristina L. Archer şiMark Z. Jacobson (Stanford University) este rezultatul unui studiu finanţatde NASA şi finalizat de curând. Harta resurselor de vânt a fost realizată prinurmărirea a 8000 de puncte de măsurare din întreaga lume, inclusivRomânia. 13 % din punctele de pe hartă sunt încadrate în clasa 3 (vânt de6.9-7.5 m/s) şi doar-câteva au fost încadrate în clase mai mari. România seaflă în zona de resurse de până la 5.9 m/s, ca majoritatea celorlalte zone, însăcu un potenţial suficient de important pentru a susţine o politică de

promovare a sistemelor eoliene.Capacitatea potenţială însumată global în domeniul energiei eoliene

este de 72 Terrawatts.

Ne aflăm destul de departe de U.E. în domeniul energiei curate. înEuropa există 48,062MW instalaţi în turbine eoliene, care producaproximativ 70 TWh, în timp ce în România sunt în funcţiune 1,3MW. Doar Parcul Industrial de la Ploieşti beneficiază de energie electrică furnizată de

turbina eoliană cu putere de 660 kW amplasată în apropiere. Aceasta a fost pornită, pe 17 aprilie, la opt km de Ploieşti, la Crângul lui Bot. Aceastăinstalaţie va produce energie electrică pentru firmele din cadrul ParculuiIndustrial Ploieşti (PIP). Investiţia a costat aproximativ 700.000 de euro, lacare s-au adăugat cheltuielile legate de montajul centralei. Zona a fostidentificată de meteorologi drept prielnică pentru o asemenea investiţie.Pentru ca centrala să poată funcţiona este nevoie ca ea să fie amplasată într-o

22



zonă unde bate vântul constant. Viteza minimă a vântului care determină punerea în mişcare a centralei este de 3,5m/s. în zona parcului industrialviteza medie a vântului calculată de meteorologi este de 7 m/s. Aceastăviteză medie asigură funcţionarea centralei la 85-90% din capacitate. Dacăviteza vântului depăşeşte 25m/s, centrala se opreşte automat pentru a nu fidereglată de furtuni sau alte fenomene meteorologice. Centrala eoliană are o

putere instalată de 660 kW şi produce un curent electric de 690 V, care intrăîn sistemul naţional la 20 kV. Este de tip V66 Vestas şi a fost proiectată defirma Asja Ambiente din Italia. Componentele sunt producţie marca Vestasdin Danemarca. Instalaţia are o înălţime de 79 metri, din care 55 metri areturnul de susţinere. în vârful turnului se află nacela cu toată instalaţia şi

palele care se rotesc. Greutatea turnului este de 52 tone, nacela cântăreşte 23tone, iar palele doar 7 tone. Montajul instalaţiei s-a efectuat cu trei macaraleşi a început în seara zilei de 22 noiembrie, fiind terminat în seara de 26

noiembrie. La începutul anului 2004, între 5 şi 25 ianuarie, a avut loc pregătirea personalului care se va ocupa de întreţinerea centralei. Este vorbadoar de doi electricieni şi un mecanic, care vor fi instruiţi de specialişti dinItalia. Centrala este automată şi din această cauză necesită un număr mic de

persoane care să se ocupe de întreţinerea şi funcţionarea ei. Ea estecomandată de un calculator situat la o distanţă de 50 metri, care orienteazănacela după direcţia vântului. Timp de şase luni se vor efectua experimente

pentru ca specialiştii români să se familiarizeze cu noua centrală şi să vadăcare sunt performanţele acesteia. Instalaţia va fi legată Ia sistemului

energetic al parcului, care asigură iluminatul public şi necesarul de energieelectrică pentru firmele din parc.Conducerea Parcului are în plan instalarea a încă două centrale eoliene

asemănătoare. Prima, care le precede pe cele două, este de putere medie şi se pretează cel mai bine pentru harta vânturilor din acea zonă. în proiect se maiaflă montarea a 10 centrale pe Valea Doftanei, care vor asigura energiaelectrică pentru populaţie. Costurile cu producerea energiei electrice cuajutorul centralelor eoliene sunt situate la 75% din costurile necesare pentru

producerea de curent electric prin metodele convenţionale. întreţinereainstalaţiilor nu costă prea mult (în jur de 4.500 euro), iar consumabilele

trebuie schimbate o data la doi ani. Până în 2007 se intenţionează ca 8% dinenergia produsă în ţară să fie asigurată prin sistemele neconvenţionale.Procentul este mult mai mare în ţări ca Germania 22% şi Danemarca 31%.

O firmă germană intenţionează să construiască în judeţul Suceava 25-30 de centrale eoliene, cu o putere nominală de 800-900 de KW fiecare. Din

primele analize, vântul bate cum trebuie, aşa că zona s-ar putea transformaîntr-o mică Olanda.

23



Firma germană „West Wind" este una dintre cele mai importantefirme din lume care se ocupă cu proiectarea şi construcţia de centraleeoliene, fiind de asemenea şi cea care vinde produsul finit, adică energiaelectrică. în total, firma are aproximativ 16.000 de asemenea centrale înîntreaga lume, deţinând, de exemplu, 50% din numărul total de astfel decentrale existente în Olanda, ţara cu tradiţie în producerea energiei eoliene.Conform specialiştilor germani, condiţiile existente în Munţii Călimani sunt

propice pentru instalarea de centrale eoliene medii, iar o asemenea unitatecostă 300.000 de euro. Ei au mai precizat că pentru fiecare centrală eolianăîn parte investiţia se amortizează de regulă în aproximativ doi ani, dar acestlucru variază în funcţie de clienţii pe care firma îi găseşte pentru a cumpăraenergia electrică produsă.

În România funcţionează o singură centrală eoliană în judeţulPrahova, lângă Ploieşti. Au fost făcute studii de fezabilitate pentru

construirea de centrale eoliene cu rezultate favorabile la Panciu, în judeţulVrancea, şi în Constanţa, potrivit MEC. Printre proiectele privind energiaregenerabilă, cele mai importante sunt cele care vizează litoralul Mării

Negre.

24



Modalitate de apreciere a vitezei vântului pe baza observaţiei directe

GradeBeaufort

DescriereViteza

vântului(m/s)

Observaţii

0 Staţionar 0 Frunzele nu se mişcă; fumul se înalţă vertical

1 Calm 1-1.5 Frunzele nu se mişcă; fumul deviază puţin de la traseul vertical

2 Vântperceptibil 2-3 Frunzele se mişcă; steagurile flutură încet

3 Vânt usor 3-5.5 Frunzele şi rămurelele copacilor în mişcare continuă, de micăamplitudine

4 Vânt moderat 6-8 Frunzele şi rămurelele copacilor în mişcare continuă, deamplitudine mai mare sau variabilă

5 Vantsemnificativ

8.5-10 Ramurile mici ale copacilor se mişcă; steagurile flutură

6 Vânt puternic 11-14 Ramurile mici se indoaie; steagurile flutură şi se răsucesc

7 Vânt foarteputernic 14.5-17 Crengile se mişcă; steagurile se mişcă cu zgomot (pocnesc)

8 Vânt extrem deputernic

17.5-20 Copacii se mişcă de la rădăcină (foarte evident la plopi, ulmi)

9 Început defurtună

21-24 Ramurile se rup din copaci.

10 Furtună 24.5-28 Crengi întregi se rup din copaci; ţigla sau şindrila zboară de peacoperiş

11 Furtună 29-32 Unii copaci sunt doborâţi; încep să apară daune ale locuinţelor

12 Uragan 33+ Daune extinse (copaci, case).

25



Fig.2.10. Distributia vitezei medii anuale a vantului pentruinaltimea de 50 m

26



3.INSTALATII EOLIENE

3.1.PRINCIPIU DE FUNCTIONARE

Energia de origine eoliană face parte din energiile regenerabile. Aero-generatorul utilizează energia cinetică a vântului pentru a antrena arborelerotorului său: aceasta este transformată în energie mecanică, care la rândul ei estetransformată în energie electrică de către generatorul cuplat mecanic la turbinaeoliană. Acest cuplaj mecanic se poate face fie direct, dacă turbina şi generatorulau viteze de acelaşi ordin de mărime, fie se poate realiza prin intermediul unuimultiplicator de viteză.

În sfârşit, există mai multe posibilităţi de a utiliza energia electrică produsă: fie este stocată în acumulatori, fie este distribuită prin intermediul uneireţele electrice, fie sunt alimentate sarcini izolate. Sitemele eoliene de convesie auşi pierderi. Astfel, se poate menţiona un randament de ordinul a 59 % pentrurotorul eolienei, 96% al multiplcatorului. Trebuie luate în considerare, deasemenea, pierderile generatorului şi ale eventualelor sisteme de conversie.

Energiecinetică

vânt

Energiemecanică

rotor

Energieelectricăgenerator

Stocareacumulatori

Reţea dedistribuţie

Sarcini izolate

(ex: localităţiizolate)

Fig.3.1.Diagrama de conversie eoliana

27



Energia eoliană, sau energia vântului, poate fi considerată o formă deenergie solară,deoarece vântul este produs în principal de încălzireaneuniformă a atmosferei terestre, de către Soare. Alţi factori care contribuiela producerea vântului sunt neregularităţile scoarţei terestre şi mişcarea derotaţie a Pământului în jurul axei proprii.

Conversia energiei eoliene în energie mecanică şi apoi în energieelectrică, poate fi realizată cu ajutorul turbinelor eoliene. Într-o manierăsimplificată, se poate spune că principiul de funcţionare al turbinelor eolieneeste cel al unui ventilator inversat. În loc să producă vânt cu ajutorul energieielectrice, aşa cum se întâmplă în ventilator, turbina eoliană utilizează vântul

pentru a produce energie electrică. Astfel, vântul antrenează în rotaţie paletele, care sunt fixate pe arborele turbinei. Energia mecanică obţinută prinrotaţia arborelui, este convertită în energie electrică de către un generator decurent electric.

Fig.3.2.Diagrama de transmisie a energiei pentru o instalaţie eolienă.

Mecanism detransmisie Generator

electric

Convertor deputere

Consumator/Reţea

28



3.2.COMPONENTELE INSTALATIILOR EOLIENE

Un sistem eolian este compus din:1. Pale - Forma şi conceptia lor este esentiala pentru a asigura forta de

rotaţie necesară. Acest design este propriu fiecărui tip de generator electric.2. Nacela - Conţine generatorul electric asigurând şi o protecţie mecanică3. Pilon - Asigură strucura de susţinere şi rezistenţă a asamblului superior.4. Fundaţie - Asigură rezistenţa mecanică a generatorului eolian.

Fig.3.3.Schema unui sistem eolian

29



Fig.3.2.Componentele unui sistem eolian

Palele sau captorul de energie sunt realizate dintr-un amestec de fibrăde sticlă şi materiale compozite. Ele au rolul de a capta energia vântului şi dea transfera rotorului turbinei, profilul lor este rodul unor studii aerodinamicecomplexe, de el depinzând randamentul turbinei.

Lăţimea palelor determină cuplul de pornire, care va fi cu atât maimare cu cât palele sunt mai late. Profilul depinde de cuplul doritînfuncţionare.

30



Numărul de pale depinde de eoliană. În prezent, sistemul cu trei paleeste cel mai utilizat, deoarece asigură limitarea vibraţiilor, a zgomotului şi aoboselii rotorului, faţă de sistemele mono-pală sau bi-pală. Coeficientul de

putere este cu 10 % mai mare pentru sistemul bi-pală faţă de cel mono-pală,iar creşterea este de 3% între sistemul cu trei pale faţă de două pale. în plus,este un compromis bun între cost şi viteza de rotaţie a captorului eolian şiavantaje din punct de vedere estetic pentru sistemul cu trei pale, faţă de celcu două pale.

Butucul este prevăzut cu un sistem pasiv (aerodinamic), activ(hidraulic) sau mixt (active stall) care permite orientarea palelor pentru

controlul vitezei de rotaţie a turbinei eoliene (priza de vânt).Controlul activ se face prin motoare hidraulice, acestea sunt numite şi"pitch control". Acest sistem asigură modificarea unghiului de incidenţă a

palelor pentru a valorifica la maximum vântul instantaneu şi pentru a limita puterea în cazul în care vântul depăşeşte viteza nominală. în general,sistemul roteşte palele în jurul propriilor axe (mişcare de pivotare), cu câtevagrade, în funcţie de viteza vântului, astfel încât palele să fie poziţionate în

permanenţă sub un unghi optim în raport cu viteza vântului, astfel încât să seobţină în orice moment puterea maximă. Sistemul permite limitarea puteriiîn cazul unui vânt puternic (la limită, în caz de furtună, trecerea palelor în"drapel").

Controlul aerodinamic pasiv este numit şi "stall control", Paleleeolienei sunt fixe în raport cu butucul turbinei. Ele sunt concepute special

pentru a permite deblocarea în cazul unui vânt puternic. Deblocarea este progresivă, până cînd vântul atinge viteza critică. Acest tip de control esteutilizat de cea mai mare parte a eolienelor, deoarece are avantajul că nu

31



necesită piese mobile şi sisteme de comandă în rotorul turbinei.Controlul aerodinamic pasiv este numit şi "stall control", Palele

eolienei sunt fixe în raport cu butucul turbinei. Ele sunt concepute special pentru a permite deblocarea în cazul unui vânt puternic. Deblocarea este progresivă, până cînd vântul atinge viteza critică. Acest tip de control esteutilizat de cea mai mare parte a eolienelor, deoarece are avantajul că nunecesită piese mobile şi sisteme de comandă în rotorul turbinei.

Sistemul de răcire este atât pentru multiplicatorul de viteză cetransmite eforturile mecanice între cei doi abori, cât şi pentru generator. Elesunt constituite din radiatoare de apă sau ulei şi ventilatoare. Răcirea cu uleieste utilizată pentru multiplicatoare.

Multiplicatorul mecanic de viteză permite transformarea puteriimecanice, caracterizată de cuplu mare şi viteză mică specifică turbineieoliene, în putere de viteză mai ridicată, dar cuplu mai mic. Aceastadeoarece viteza turbinei eoliene este prea mică, iar cuplul prea mare, pentrua fi aplicate direct generatorului. Multiplicatorul asigură conexiunea întrearborele primar (al turbîei eoliene) şi arborele secundar (al generatorului).

Există mai multe tipuri de multiplicatoare, cum ar fi:- multiplicatorul cu una sau mai multe trepte de roţi dinţate, care permite

transformarea mişcării mecanice de la 19-30 rot/min la 1500 rot/min. Axele

de rotaţie ale roţilor dinţate sunt fixe în raport cu carcasa.- multiplicatorul cu sistem planetar, care permite obţinerea unor rapoarte detransmisie mari, într-un volum mic. în cazul acestora, axele roţilor numitesateliţi nu sunt fixe fată de carcasă, ci se rotesc fată de celelalte roti.

Există şi posibilitatea antrenării directe a generatorului, fărăutilizarea unui multiplicator.

32



Arborele generatorului sau arborele secundar antrenează generatorul

electric, sincron sau asincron, ce are una sau două perechi de poli. El esteechipat cu o frână mecanică cu disc (dispozitiv de securitate), care limiteazăviteza de rotaţie în cazul unui vânt violent. Pot exista şi alte dispozitive desecuritate.

Dispozitivele de măsurare a vântului sunt de două tipuri: o giruetă pentru evaluarea direcţiei şi un anemometru pentru măsurare vitezei.Informaţiile sunt transmise sistemului numeric de comandă, care realizeazăreglajele în mod automat.

Generatorul electric asigură producerea energiei electrice. Puterea saatinge 4,5 MW pentru cele mai mari eoliene. în prezent se desfăşoarăcercetări pentru realizarea unor eoliene de putere mai mare (5 MW).Generatorul poate fi de curent continuu sau de curent alternativ. Datorită

preţului şi randamentului, se utilizează, aproape în totalitate, generatoare de

33



curent alternativ. Generatoarele de curent alternativ pot fi sincrone sauasincrone, funcţionând la viteză fixă sau variabilă.

Conectarea directă la reţea este realizată prin conectarea directă lareţeaua de curent alternativ trifazat.

Conectarea indirectă se realizează prin trecerea curentului de laturbină printr-o serie de componente electrice care îl ajustează astfel încât săîndeplinească cerinţele reţelei electrice la care este conectat. Cu un generator asincron, această cerinţă este îndeplinită automat.

Generatorul asincron sau maşina asincronă (MAS) este frecventutilizată, deoarece ea poate suporta uşoare variaţii de viteză, ceea ceconstituie un avantaj major pentru aplicaţiile eoliene, în cazul cărora vitezavântului poate evolua rapid, mai ales pe durata rafalelor. Acestea determinăsolicitări mecanice importante, care sunt mai reduse în cazul utilizării unuigenerator asincron, decât în cazul generatorului sincron, care funcţionează în

mod normal, la viteză fixă. Maşina asincronă este însă puţin utilizată pentrueoliene izolate, deoarece necesită baterii de condensatoare care să asigureenergia reactivă necesară magnetizării. Aceasta poate fi:- cu rotor bobinat. înfăşurările rotorice, conectate în stea, sunt legate la un

sistem de inele şi, perii ce asigură accesul la înfăşurări, pentru conectareaunui convertor static în cazul comenzii prin rotor (maşina asincronă dublualimentată - MADA).-in scurt-circuit. Rotorul este construit din bare ce sunt scurtcircuitate la

capete prin intermdiul unor inele. înfăşurările rotorice nu sunt accesibile.

Sistemul electronic de control a funcţionării generale a eolienei şi amecanismului de orientare. El asigură pornirea eolienei, reglarea înclinării palelor, frânarea, ca şi orientarea nacelei în raport cu vântul.

Sistemul de orientare a nacelei este constituit dintr-o coroană dinţată(cremalieră) echipată cu un motor. El asigură orientare eolienei şi "blocarea"acesteia pe axa vântului, cu ajutorul unei frâne.

Pilonul este, în general, un tub de oţel şi un turn metalic. El susţineturbina eoliană şi nacela. Alegerea înălţimi este importantă, deoarece trebuierealizat un bun compromis între preţul de construcţie şi expunerea dorită lavânt. în consecinţă, odată cu creşterea înălţimii, creşte viteza vântului, dar şi

preţul. în general, înălţimea pilonului este puţin mai mare decât diametrul palelor. înălţimea eolienelor este cuprinsă între 40 şi 80 de metri. Prininteriorul pilonului trec cablurile care asigură conectarea la reţeaua electrică.

34



3.3.CLASIFICAREA TURBINELOR EOLIENE

3.2.1.CLASIFICAREA IN FUNCTIE DE ORIENTAREAAXULUI

O eoliană ocupă o suprafaţă mică pe sol. Acesta este un foarte mareavantaj, deoarece perturbă puţin locaţia unde este instalată, permiţândmenţinerea activităţilor industriale sau agricole din apropiere. Se pot întâlnieoliene numite individuale, instalate în locaţii izolate. Eoliana nu este racordatăla reţea, nu este conectată cu alte eoliene. În caz contrar, eolienele sunt grupatesub forma unor ferme eoliene. Instalările se pot face pe sol, sau, din ce în cemai mult, în largul mărilor, sub forma unor ferme eoliene offshore, în cazulcărora prezenţa vântului este mai regulată. Acest tip de instalare reduce

dezavantajul sonor şi ameliorează estetica.Există mai multe tipuri de eoliene. Se disting însă două mari familii înfuncţie de orientarea axului si anume:1.eoliene cu ax vertical ;2.eoliene cu ax orizontal.

Indiferent de orientarea axului, rolul lor este de a genera un cuplumotor pentru a antrena generatorul.

1.Eoliene cu ax verical

Pilonii eolienelor cu ax vertical sunt de talie mică, având înălţimea de0,1 - 0,5 din înălţimea rotorului. Aceasta permite amplasarea întreguluiechipament de conversie a energiei (multiplicator, generator) la picioruleolienei, facilitând astfel operaţiunile de întreţinere. În plus, nu este necesarăutilizae unui dispozitiv de orientare a rotorului, ca în cazul eolienelor cu axorizontal. Totuşi, vântul are intensitate redusă la nivelul solului, ceea cedetermină un randament redus al eolienei, aceasta fiind supusă şiturbulenţelor de vânt. În plus, aceste eoliene trebuiesc antrenate pentru a

porni, pilonul este supus unor solicitări mecanice importante. Din acest

motive, în prezent, constructorii de eoliene s-au orientat cu precădere cătreeolienele cu ax orizontal.Cele mai răspândite două structuri de eoliene cu ax vertical se bazează

pe principiul tracţiunii diferenţiale sau a variaţiei periodice a incidenţei:Rotorul lui Savonius în cazul căruia, funcţionarea se bazează pe

principiul tracţiunii diferenţiale. Eforturile exercitate de vânt asupra fiecăreia

35



din feţele uni corp curbat au intensităţi diferite. Rezultă un cuplu caredetermină rotirea ansamblului.

Fig.3.3.Schema de principiu a rotorului lui Savonius

Rotorul Savonius este format din doi semicilindrii cu axele paralele şidecalate astfel încât să permită intrarea curentului de aer între aceştia. Înacest caz, forţa motoare apare atât datorită diferenţei de rezistenţă cât şidatorită impulsului creat prin schimbarea direcţiei curentului de aer îninteriorul rotorului. Prin urmare acest tip de turbină necesită pentru demarajcele mai scăzute viteze ale vântului (3…5 m/s).

Această soluţie prezintă şi o posibilitate simplă de reglare a puterii

preluate de la curentul de aer prin modificarea distanţei dintre cei doisemicilindrii şi deci a deschiderii rotorului. La depăşirea vitezei admisibile avântului prin apropierea până la suprapunere a axelor semicilindrilor puterea

preluată devine nulă şi turbina nu se mai roteşte.Dezavantajul principal al turbinei Savonius este legat de greutatea ei

mare, datăde suprafeţele mari din tablă necesare.Pentru puteri mari se utilizează şi aici pale cu forma aripii de avion la

care forţa motoare este de tip forţă portantă sau rotoare sub formă de turbină.Rotorul lui Darrieus se bazează pe principiul variaţiei periodice a

incidenţei. Un profil plasat într-un curent de aer, în funcţie de diferitele

unghiuri, este supus unor forţe ale căror intensitate şi direcţie sunt diferite.Rezultanta acestor forţe determină apariţia unui cuplu motor care roteştedispozitivul.

36



Fig.3.4.Schema rotorului Darrieus

Rotorul Darrieus a fost inventat în 1925 şi restudiată după 1970.Aceasta are palele flexibile şi de tip panglică. Acestea în zona activă au un

profil asemănător aripii de avion. Fiecare pală (2-3 pale)este îndoită, avândforma simetrică pe care o ia o funie atunci când se roteşte în jurul unei axeverticale.

Palele sunt supuse la întindere în timpul funcţionării. De asemeneaaceastă turbină nu necesită un mecanism special de protecţie împotrivavânturilor prea tari, deoarece datorită proprietăţilor sale aerodinamice rotorulDarrieus îşi micşorează viteza la vânturi tari.

Un dezavantaj al acestei turbine este că nu porneşte singură. Fie seutilizează, pentru pornire, generatorul electric în regim de motor, fie semontează cu un mic rotor Savonius pe acelaşi ax. Şi turbinele Darrieus s-aurealizat pentru puteri de ordinul MW-lor şi înălţimi până la 200 m. Turbineleeoliene cu ax vertical sunt mai avantajoase decât cele cu ax orizontal, atât

prin faptul că sunt omnidirecţionale, nu au nevoie de dispozitive de orientaredupă direcţia vântului, cât şi datorită faptului că energia mecanică esteaccesibilă la sol, nu e nevoie de nacelă pentru montarea generatorului.

2.Eoliene cu ax orizontal

Funcţionarea eolienelor cu ax orizontal se bazează pe principiulmorilor de vânt. Cel mai adesea, rotorul acestor eoliene are trei pale cu unanumit profil aerodinamic, deoarece astfel se obţine un bun compromis între

37



coeficientul de putere, cost şi viteza de rotaţie a captorului eolian, ca şi oameliorare a aspectului estetic, faţă de rotorul cu două pale.

Eolienele cu ax orizontal sunt cele mai utilizate, deoarece randamentullor aerodinamic este superior celui al eolienelor cu ax vertical, sunt mai

puţin supuse unor solicitări mecanice importante şi au un cost mai scăzut.Există două categorii de eoliene cu ax orizontal:

Amonte - vântul suflă pe faţa palelor, faţă de direcţia nacelei. Palelesunt rigide, iar rotorul este orientat, cu ajutorul unui dispozitiv, după direcţiavântului.

Fig.3.5.Schema unei eoliene cu ax orizontal amonte

Aval: vântul suflă pe spatele palelor, faţă de nacelă. Rotorul esteflexibil şi se auto-orientează.

38



Fig.3.6.Schema unei eoliene cu ax orizontal aval

Dispunerea amonte a turbinei este cea mai utilizată, deoarece este maisimplă şi dă cele mai bune rezultate la puteri mari: nu are suprafeţe dedirecţionare, eforturile de manevrare sunt mai reduse şi are o stabilitate mai

bună.Palele eolienelor cu ax orizontal trebuiesc totdeauna, orientate înfuncţie de direcţia şi forţa văntului. Pentru aceasta, există dipozitive deorientare a nacelei pe direcţia vântului şi de orientare a palelor, în funcţie deintensitatea acestuia.În prezent, eolienele cu ax orizontal cu rotorul de tipelice, prezintă cel mai ridicat interes pentru producerea de energie electricăla scară industrială.

39



3.2.2.CLASIFICAREA IN FUNCTIE DE PUTERE

Eolienele pot fi clasificate în funcţie de puterea lor :

Clasificarea eolienelor înfuncţie de putere

Diametrul palelor Puterea nominală

Mică putere <12 m < 40 kW

Medie putere 12 la 45 m 40kW la 1 MW

Mare putere > 46 m > 1 MW

Principalele două caracteristici ale turbinelor eoliene ar trebui să fiesimplitatea şi robusteţea.

Simplitatea ar trebui să fie cât mai mare, deoarece ea ar permite, înafară de costuri minime , o fiabilitate ridicată. Este deci necesar ca înconstrucţia maşinilor să eliminăm la maximum elementele mobile, săeliminăm influenţa variaţiilor de direcţie ale vântului.

Robusteţea unei maşini eoliene este legată în primul rând de condiţiileîn care lucrează, respectiv în exterior, fiind expuse la intemperii de tot felul :

ploaie, zăpadă, chiciură, gheată, praf etc. Trebuie de asemenea să suporte

toate variaţiile de viteză şi direcţiile vântului. De fapt robusteţea este legatăde simplitate.Ar mai fi de adăugat o calitate anexă, dar deloc de neglijat în ziua de

azi ; aceea a esteticii produsului, a integrării acestuia în mediul natural anepoluării estetice.

40



3.4.INSTALATIA ELECTRICA ACENTRALELOR ELECTRICE EOLIENE

Principalele domenii de utilizare a energiei mecanice obţinute la axulturbinei eoliene sunt: pomparea apei, comprimarea aerului, producerea decăldură dar cel mai important domeniu este producerea de energie electrică.

Energia electrică produsă pe cale eoliană are câteva caracteristicispecifice care afectează utilizarea ei şi integrarea generatoarelor electriceeoliene în sistemele electroenergetice.

Energia eoliană este:- accesibilă în multe ţări dar concentrată în arii specifice;- intermitentă, adică are caracter aleatoriu;- fluctuantă, adică chiar când avem vânt producerea de energie electrică se

poate schimba în câteva secunde;- difuză, adică în zonele favorabile, turbinele se amplasează pe suprafeţeîntinse (km2);- imprevizibilă, nu se poate prevedea decât pe termene foarte scurte.

Producerea de energie electrica de curent continuu

Se utilizează îndeosebi în instalaţiile de putere mică şi utilizează fiegeneratoare de c.c. sau alternatoare asociate cu un redresor. Ultima soluţieeste mai avantajoasă, alternatorul având un gabarit mult mai mic (greutate dedouă ori mai mică decât un dinam la aceeaşi putere).

Energia obţinută poate fi stocată în acumulatoare şi apoi distribuită latensiune constantă. În figura 3.7. se prezintă schema bloc a unei astfel deinstalaţii eoliene (la puterea ei mică este impropriu să-i spunem centrală).

41



Fig.3.7. Schema bloc a unei instalaţii eoliene de putere mică

Producerea de curent alternativ cu generatoare sincrone

În acest caz, generatorul sincron poate funcţiona fie la turaţievariabilă, fie la turaţie constantă.

Varianta cu turaţie variabilă, se utilizează în reţele izolate faţă desistemul energetic. Această energie nu îndeplineşte indicatorii esenţiali decalitate şi nu poate fi utilizată decât la anumite aplicaţii: încălzire electrică şiiluminat.

Varianta cu turaţie constantă, implică existenţa unor mijloace dereglare foarte sofisticate a turaţiei prin reglarea înclinării palelor turbinei şi

nu se justifică decât la puteri mari. Aceste generatoare eoliene pot fi legate lasistemul electroenergetic.

Un sistem foarte des utilizat este prezentat în Fig. 3.8.

Fig.3.8.Posibilitatea de funcţionare a unui generator eolian cu turaţie

42



variabilă şi conectat la sistemul electroenergetic.

Acesta permite utilizarea generatorului sincron la turaţie variabilă (ladiferite viteze ale vântului), sau chiar utilizarea unui generator sincron inelar cu un foarte mare număr de perechi de poli, frecvenţă mărită, deoarecetensiunea generată este oricum redresată. Acest sistem se poate racorda lasistemul electroenergetic, după cum se vede din figură.

Folosirea de invertoare introduce armonici în sistemulelectroenergetic. Din acest motiv se utilizează, de regulă, invertoare echipatecu GTO şi comandate în sistem PWM. De asemenea se prevăd filtre deabsorbţie a armonicilor la racordul cu reţeaua electrică. Există şi generatoaresincrone funcţionând la turaţie variabilă şi racordate la reţeaua de frecvenţăindustrială fără convertizor de frecvenţă, dar prevăzute cu un sistem complexde reglare cu orientare după câmp.

Producerea de curent alternativ cu generatoare asincrone sau deinducţie

Motoarele asincrone antrenate, cu o turaţie superioară celei desincronism devin generatoare de energie electrică. Frecvenţa este impusă dereţeaua la care se racordează, de la care se absoarbe şi energia reactivănecesară creării câmpului magnetic învârtitor. Puterea dezvoltată degenerator depinde de turaţie.

În centralele electrice eoliene, generatorul asincron sau de inducţieeste cel mai utilizat datorită următoarelor avantaje:- sunt mai ieftine şi necesită întreţinere mult mai puţină în raport cu celelalte

tipuri de generatoare;- pornirea şi punerea în paralel cu sistemul electroenergetic nu necesită

dispozitive speciale;- funcţionare mai sigură la defecte în reţea (dispariţia tensiunii), repornirea

este însoţită doar de un curent mai mare de câteva ori decât cel nominal.Dezavantajele lui ar fi curentul mai mare la pornire şi consumul de

energie reactivă din reţea. Ele se prevăd cu baterii de condensatoare pentru

producerea energiei reactive, pentru a putea fi folosite şi izolat, nelegate lasistemul electroenergetic.

43



Racordarea la sistemul energetic a generatoarelor eoliene

Racordarea la sistemul energetic a generatoarelor eoliene areurmătoarele avantaje:- nu se pune problema distanţei dintre locul de producere a energiei eoliene

(loc cu potenţial eolian ridicat) şi locul de consum al acestei energii;- sistemul electroenergetic preia fluctuaţiile de energie produsă şi caracterul

intermitent al acestei producţii, cu condiţia ca ponderea energiei eoliene sănu fie prea mare într-o anumită zonă;- permit funcţionarea generatoarelor asincrone, furnizându-le energia

reactivă necesară.Având în vedere puterile curente ale generatoarelor eoliene, integrarea

lor în sistemul energetic are loc astfel:- la puteri de 1 – 10 MW, racordarea se face în reţelele de înaltă tensiune;

- la puteri de 100 kW – 1 MW, racordarea se face la reţelele de medietensiune ale sistemului electroenergetic;- la puteri de 1 – 100 kW, racordarea se face la reţeaua de joasă tensiune a

SEE;- generatoarele eoliene cu puterea sub 1 kW se utilizează de regulă pentru

alimentări de consumatori izolaţi, deci nu se racordează la SEE.În practică se utilizează şi soluţii hibride de producere a energiei

electrice. Astfel o combinaţie între o instalaţie fotovoltaică şi una eolianăasigură o producţie de energie electrică mai puţin intermitentă, deoarece

vântul şi soarele de regulă nu se suprapun (vântul suflă şi noaptea când nu esoare). Mai se utilizează şi grupuri Diesel de rezervă, la reţelele izolate pentru a face faţă situaţiei când nu avem nici vânt, nici soare şi puterileinstalate sunt aşa de mari că depăşesc posibilităţile de acumulare eficientă aenergiei.

Distribuţia pe arii largi a generatoarelor eoliene facilitează preluareade către SEE a fluctuaţiilor de putere produsă pe cale eoliană şi permitealimentarea locală a unor consumatori, reducând costul transportuluienergiei electrice.

De asemenea producerea de energie eoliană are ca efect principal

reducerea consumului de combustibili fosili pentru producţia de energieelectrică şi deci a emisiilor lor poluante.

44



4.DIMENSIONAREA UNEICENTRALE EOLIENE

45



5.CARACTERISTICI SI DIFICULTATILEGATE DE VALORIFICAREA

ENERGIEI EOLIANA

5.1.CONSIDERATII GENERALE DESPREENERGIA EOLIANA

În Germania, energia eoliană este în plină ascensiune şi pe câmpuriledin polderul de la Wybelsum, "măturat" de vânturile Mării Nordului, într-ozona industrială departe de orice localitate, funcţionează cea mai marecentrală eoliană din lume, "E-112". Având o înălţime de aproape 180 metri,

cea a unui imobil cu 40 de etaje, pentru întreţinerea centralei "E-112" atrebuit instalat un ascensor interior. Din beton şi oţel, sute de tone, cu oînălţime demnă de un zgârie nori, construirea celei mai mari centrale eolienedin lume a reprezentat o muncă de precizie. în prezent, alături se află înconstrucţie o soră geamănă. Şantierul este încă la fundaţie, etapa-cheie, într-o groapă imensă fiind instalată o cocă metalică, acolo unde se va ridicaturnul, iar în jur, în cerc, o serie de piloni de oţel înfipţi până la 22 de metrisub pământ. Totul este măsurat în sute de tone şi la înălţimea la care selucrează, dacă o piesă se mişcă cu câţiva centimetri, are grave repercusiuni.

Cele trei pale, a căror lungime o depăşeşte pe cea a unei piscine olimpice, aufiecare o greutate de 20 tone.

46



În Olanda proiectul unei astfel de centrale a fost foarte bine primit de public deoarece a fost amplasată pe apă. Scopul acestui proiect a fost bineales şi s-a dovedit un mare succes. Centrala eoliană are 4 turbine cu 2 pale şi

produce o cantitate anuală de 3.5 MWh.

In anul 1989 guvernul olandez a stabilit acest proiect. Pe ţărmconstruirea unei centrale eoliene nu era posibilă datorită neîncrederii

populaţiei. în larg viteza vânturilor este mai mare şi mai constantă pe tottimpul anului. Compania ENW a pus în aplicare acest proiect construind ocentrală de 2 MW în doi ani de zile( 1992-1994) în Ijsselmer la 2,6 km nordde oraşul Medemblik. Turbine au fost construite de firma NedWind şi sunt

în număr de 4 având o înălţime de 40 de metri dispuse la o distanţă de 200de metri unul de celălalt.Centrala eoliană a fost pusă în funcţiune în anul 1994 şi proiectată să

producă 3.5 Mwh pe an. în anul 1996 au fost obţinuţi 3.95 MWh ceea cereprezintă echivalentul a 900 000 de metri cubi de gaze naturale având oeficienţă de 40%.

Din punct de vedere economic investiţia a costat 10 milioane deguldeni din care turbinele au costat 800 000, iar preţul unui kilowat este de0.15 guldeni. Durata de funcţionare a centralei este prevăzută a fi de 19 ani.

Centrala eoliană de la Vikna este construită pe o colină a unei insule

la 65 grade latitudinea nordică. Turnul centralei are înălţimea de 100 demetri faţă de nivelul Mării Norvegiei într-o zonă în care bate permanent.

Centrala are 5 turbine cu pas reglabil produse de firma daneză Vestasfiecare turbină având o putere de 2.2 MW. Viteza medie anuală a vântuluieste de 7.2 m/s la o înălţime de 30 de metri.

47



In anul 1989 firma Norwegian Water Resources and EnergyAdministration a demarat la cererea guvernului norvegian un proiect decercetare a zonelor în care ar putea fi amplasată o centrală eoliană. A fostaleasă această zonă deoarece îndeplinea toate condiţiile (creasta dealuluieste paralelă cu direcţia vitezei vântului, zona este liberă). în septembrie1991 firma Nord Trondelag Elvek a început construcţia centralei montând 3turbine de 400 kW fiecare, dar în august 1993 au mai fost montate încă 2 de500kW.

“Performantele" sistemului sunt: puterea instalată este de 2.2 MW, producţia anuală de energie este de 5,5 GWh, factorul de capacitate 0.30,costul investiţiei 25 de milioane de-NOK(coroane norvegiene)(1993), costulunui kilowat este de 0,47 NOK/Wh.

Guvernul norvegian a investit 50% din această sumă. La început se preconiza obţinerea de 5.8GW cu o disponibilitate de 97 %. în primi 2 ani defuncţionare s-au obţinut 6.56 GWh în special datorită condiţiilor favorabile(viteze mari ale vânturilor) în 1995 cu o disponibilitate de 93.5%.

Au fost şi probleme însă. în această zonă au loc frecvente descărcărielectrice care influenţau negativ reţeaua de comunicaţii dintre turbină şi

sistemul de comandă. Palele turbinelor au fost realizate din aluminiu iar nacela avea o „împământare" din cupru ceea cea dus la eliminarea acestuineajuns.

Din punct de vedere economic investiţia s-a dovedit a fi rentabilă.Iniţial s-au investit 13 milioane de coroane pentru cumpărarea celor 3turbine de 400 KW. Aceste turbine au o viaţă de funcţionare de20 de ani şi

pot produce 3.1 GWh pe an. Costurile de întreţinere şi reparaţie sunt de 0.07

48



coroane, preţul unui KW fiind de 0.47coroane.în a doua etapă s-au maiinvestit 12 milioane pentru cele 2 turbine de 500MW dar preţul KW a rămasacelaşi.

Centrala eoliană de la Vikna este conectată la sistemul energetic şilucrează la capacitatea maximă. Deşi a fost primul proiect de acest fel din

Norvegia a fost bine primit atât de guvern cât şi de public.Centrala eoliană de la Haverigg a fost construită în nord-vestul

Angliei în anul 1992 şi are 5 turbine de 225 kW şi o putere totală de 1.125kW. în 5 ani de zile a produs 16 MWh. Ea a fost concepută ca un sistemenergetic independent pentru alimentarea cu electricitate a 500 de case şi aconsumatorilor industriali din această zonă. Proiectul a fost bine primit şi a

beneficiat de sprijinul autorităţilor locale.În Marea Britanie în 1997-capacitatea de producţie era de 6.5MW şi

erau instalate 700 de turbine eoliene.

Proiectul aeestei centrale eoliene a fost conceput de companiileWindcluster Ltd. şi PowerGen care au studiat zona şi au găsit soluţia cea maioptimă datorită potenţialului energetic al vântului.

Centrala eoliană a fostamplasată pe ţărm şi are 5 turbine la odistanţă de 200 de metri unul decelălalt. Turnurile au înălţimea de 30de metri şi sunt situate la 10 metri denivelul mării. Turbinele sunt fabricate

de firma Vestas din Danemarca şi auaxul orizontal cu 3 pale cu pasreglabil având un diametru de 27 demetri. Centrala dispune de untransformator care ridică tensiunea la11KV pentru a fi distribuită în reţeaualocală de electricitate.

Turbinele încep să lucreze cândviteza vântului este mai mare de 3.5m/s şi se opresc când aceasta ajunge

la 25 m/s.Fiecare turbină estecontrolată de un computer caresupraveghează viteza şi direcţiavântului şi orientează rotorul în mod corespunzător şi ajustează automatunghiul pasului elicei.

Din punct de vedere economic investiţia a costat 1 milion de liresterline iar preţul unui kilowat este de 0.11 lire sterline.

49



5.2.DIFICULTATI LEGATE DEVALORIFICAREA ENERGIEI ELECTRICE

Problemele actuale pe care un investitor în energetica surselor regenerabile de energie le întâmpină se împart în două mari categorii,

potrivit perioadei de timp care caracterizează activitatea în proiect, aşa cumse poate vedea în fig.5.1

Fig.5.1.Structura problemelor aparute in calea investitorilor in proiectele eoliene

Deşi există un cadru legislativ generos (Legea Energiei, Legeaeficienţei energiei, HG 443/2003), efortul de investigare şi promovare a unor investiţii întâlneşte în practică numeroase bariere.

Probleme tehnice intalnite

Lipsa sau limitarea dotărilor necesare operaţiilor de construcţii-montajspecifice instalaţiilor eoliene de puteri mari, în speţă macarale, trolii, etc.

Lipsa unor servicii calificate de întreţinere şi reparaţii în exploatare,care poate determina diminuarea disponibilităţii şi compromiterea succesuluiinvestiţiilor. Partea electronică a erogeneratoarelor este deosebit decomplexă, iar asigurarea pieselor de schimb pentru un număr redus de unităţi

50



se poate face doar de la uzina mamă, rezervarea fiecărei piese in-situ fiind prohibitivă.

Probleme administrative şi de practică comună:- lipsa de informare a potenţialilor parteneri locali asupra posibilităţilor şi

oportunităţilor de valorificare a resurselor regenerabile de energie.- preţuri neadecvate şi nerealiste cerate pentru lucrările de construcţii-

montaj.- lipsa de cooperare şi uneori dezinteresul unor autorităţi locale cu atribuţii

de autorizare în realizarea proiectului.- greutăţi în procurarea informaţiilor utile (de exemplu hărţile de detaliu

ale teritoriului şi a celor de cadastru imobiliar). Informaţiile şi autorizaţiiletrebuie obţinute din mai multe surse, dispersate şi necorelate.

- lipsa unei singure autorităţi pentru primirea şi prelucrarea avizelor (biroul unic).

- coordonarea între responsabilii care dau avize, de exemplu: organulcoordonator de avize (primăria/prefectura, consiliul judeţean/local) ar trebuisă ceară avizele de la celelalte organe (pompieri, mediu, sanitar, etc.)

- nespecificarea unei liste concrete a avizelor necesare, unică pe ţară(număr de avize, de la ce autorităţi trebuie să provină, pe baza căror documente se face eliberarea, etc).

- nu se cunosc costurile necesare pentru eliberarea acestor avize.- termen nespecificat în care avizele trebuie date (nefuncţionarea legii

aprobării tacite).

- nu există o registru centralizat al zonelor în care nu este permisăconstrucţia obiectivelor energetice (rezervaţii naturale, zone de atracţieturistică, zone de protecţie sanitară, etc.)

- impedimentul de a construi pe teren extravilan (pe care nu este permisăconstruirea).

- taxele de schimbare a destinaţiei terenului din teren agricol sunt diferitede la zonă la zonă şi, în unele cazuri, sunt necunoscute.

- lipsa normelor care să precizeze distanţa faţă de alte clădiri la care se potconstrui instalaţiile eoliene.

Racordarea la reţea

- problema construirii conexiunii de legătură cu sistemul energeticnaţional.

- problema punctului de racordare (proprietatea asupra acestuia, obligaţiaexploatării şi întreţinerii acestuia).

51



Cadrul de reglementare

- lipsa unor norme care să prevadă obligaţia autorităţilor competente şi aantreprenorilor implicaţi de a încheia contracte pe o perioadă lungă de timp,de peste 20 ani.

- inexistenţa obligativităţii operatorului de reţea de a achiziţiona întreagacantitate provenită din surse regenerabile, nu numai a cantităţii reglementate.

- clarificarea / armonizarea ordinului ANRE 37/2002, cu privire laaprobarea Metodologiei pentru stabilirea preţurilor / tarifelor de achiziţie aenergiei electrice de la producători independenţi şi autoproducători.

- intrarea în vigoare a unor norme şi armonizarea normelor existente în privinţa accesului şi a racordării la reţea a producătorului independent.

La realizarea proiectelor de investiţii în construcţia de centraleenergetice eoliene pot apărea următoarele riscuri, care ar diminua efectul

economic prognozat. în mod general, instituţiile financiare examinează patrutipuri de riscuri: politice, valutare, de creditare şi riscurile realizării

proiectului.- riscul politic corespunde grupului de riscuri controlat de conducerea

ţării. Un astfel de risc poate apărea, de exemplu, la modificarea legislaţiei învigoare a ţării, a tipului de proprietate etc.

- riscul valutar ar putea deriva din cel politic şi din factori economici, înurma devalorizării monedei naţionale etc.

Riscul de credit survine ca urmare a incapacităţii cumpărătorului de a plăti pentru marfa procurată, sau a diminuării cererii, în cazul dat, la energieelectrică.

- riscul realizării proiectului survine în urma unor evenimente sau cauzecare ar împiedica executarea proiectului, inclusiv a cazurilor de forţă majoră.Primele trei tipuri de risc vor fi minime în cazul unei stabilităţi politice înţară, având în vedere interesul deosebit manifestat de factorii de conducere,reflectat în legislaţia în vigoare, referitor la implementarea surselor deenergie regenerabilă. Riscul realizării proiectului trebuie examinat în detaliu,făcând comparaţie cu proiectele analoge desfăşurate în energetica

tradiţională (de exemplu, construcţia unei centrale termoelectrice).Pe lângă riscurile de bază, ar putea surveni şi alte riscuri, precum ar fi:

- riscul ecologic, care presupune creşterea cheltuielilor legate de protecţiamediului. Acest risc este exclus, dat fiind faptul că centrala eoliană este osursă de energie "curată" în regim reglementat, precum şi în caz de avarie.

- riscul social. în acest caz, centrala electrică eoliană este examinată casursă potenţială de accidente în producţie. La centrala electrică eoliană există

52



foarte puţine locuri de contact al personalului cu elementele rotitoare,electrice, cu temperatură înaltă sau altele care ar putea fi cauza traumatisme.Urmând regulile prescrise de protecţie, riscul accidentării la centralaelectrică eoliană se reduce la minim, fiind de zeci de ori mai mic încomparaţie cu cel existent la centralele termoelectrice.

- riscul tehnologic şi riscul de transport este examinat ca risc al reducerii producţiei de energie din cauza lipsei de combustibil, apă şi a altor consumabile. Acest risc este minim în comparaţie cu cel de la CTE-uri,fiindcă la centralele electrice eoliene nu există consum de combustibili sauapă tehnologică. Nu apare nici riscul transportului în lipsa căruia centrala nuar putea fi asigurată cu combustibil.

- riscul de producţie este legat de reducerea volumului de produs finit(energie electrica) din cauza ieşirii din funcţiune a agregatelor sau ainfrastructurii electrice. Agregatele eoliene fabricate actualmente au depăşit

de regulă toate situaţiile de rodaj specifice prototipurilor. Firmele producătoare de agregate eoliene dau garanţii pentru producţia lor, identicecu cele ale utilajului pentru termocentrale.

- riscul energetic eolian, în cazul centralei electrice eoliene are cea malmare pondere. O reducere substanţială a producerii de energie este posibilă laaprecierea incorectă a vitezei medii a vântului sau a repartizării acestuia pegradaţii. Reducerile pot fi cauzate şi de schimbările considerabile alecondiţiilor de vânt care au loc în unele perioade de timp. Acest risc poate firedus punând la baza calculelor energetice date sigure multianuale despre

viteza şi roza vânturilor, inclusiv date obţinute prin măsurători de lungădurată pe locul de amplasare a centralei.- riscul de forţă majoră poate apărea în cazul unor circumstanţe

neobişnuite de tipul îngheţurilor cu lapoviţă, dar care pot cauzadeteriorarea reţelelor electrice.

Concluzia finală este că, în România există interes şi disponibilităţifoarte mari pentru investiţii în proiecte energetice din resurse regenerabile,dar, totodată, dacă se doresc aceste investiţii, trebuie ca autorităţile sădefinească, simplifice şi pregătească cadrul şi procedurile administrative şide reglementare.

53



6.CONCLUZII

În contextul actual, caracterizat de creşterea alarmantă a poluării

cauzate de producerea energiei din arderea combustibililor fosili, devine dince în ce mai importantă reducerea dependenţei de aceşti combustibili.Energia eoliană s-a dovedit deja a fi o soluţie foarte bună la problema

energetică globală. Utilizarea resurselor regenerabile se adreseaza nu numai producerii de energie, dar prin modul particular de generare reformuleaza şimodelul de dezvoltare, prin descentralizarea surselor. Energia eoliana înspecial este printre formele de energie regenerabila care se preteazaaplicatiilor la scara redusa.

Principalele avantaje ale energie eeoliene sunt:- principalul avantaj al energiei eoliene este emisia zero de substanţe

poluante şi gaze cu efect de seră, datorită faptului că nu se ard combustibili.- nu se produc deşeuri. Producerea de energie eoliană nu implică

producerea nici a unui fel de deşeuri.- costuri reduse pe unitate de energie produsă. Costul energiei electrice

produse în centralele eoliene moderne a scăzut substanţial în ultimii ani,ajungând în S.U.A. să fie chiar mai mici decât în cazul energiei generate dincombustibili, chiar dacă nu se iau în considerare externalităţile negativeinerente utilizării combustibililor clasici. - costuri reduse de scoatere din funcţiune. Spre deosebire de centralele

nucleare, de exemplu, unde costurile de scoatere din funcţiune pot fi decâteva ori mai mare decât costurile centralei, în cazul generatoarelor eoliene,costurile de scoatere din funcţiune, la capătul perioadei normale defuncţionare, sunt minime, acestea putând fi integral reciclate.

La început, un important dezavantaj al producţiei de energie eoliană afost preţul destul de mare de producere a energiei şi fiabilitatea relativredusă a turbinelor. În ultimii ani, însă, preţul de producţie pe unitate deenergie electrică a scăzut drastic, ajungând până la cifre de ordinul 3-4eurocenţi pe kilowatt oră, prin îmbunătăţirea parametrilor tehnici aiturbinelor

Un alt dezavantaj este şi "poluarea vizuală" - adică, au o apariţieneplăcută - şi de asemenea produc "poluare sonoră" (sunt prea gălăgioase).Alţii susţin că turbinele afectează mediul şi ecosistemele din împrejurimi,omorând păsări şi necesitând terenuri mari virane pentru instalarea lor.

Argumente împotriva acestora sunt că turbinele moderne de vânt au oapariţie atractivă stilizată, că maşinile omoară mai multe păsări pe an decâtturbinele şi că alte surse de energie, precum generarea de electricitate

54



folosind cărbunele, sunt cu mult mai dăunătoare pentru mediu, deoarececreează poluare şi duc la efectul de seră.

Un dezavantaj practic este variaţia în viteza vântului. Multe locuri pePământ nu pot produce destulă electricitate folosind puterea eoliană, şi dinaceastă cauză energia eoliană nu este viabilă în orice locaţie.

In concluzie producerea energiei electrice prin transformarea energieieoliene este o solutie fiabila pentru viitor devenid o modalitate foarteraspandita in lume si beneficiind de investitii din ce in ce mai mari pe planeuropean si mondial.

55



7.BIBLIOGRAFIE

► Energia vântului, Vlad Ilie,1982

► Energia-problema globala. - Wolf, H. Ed Tehnica, Bucuresti,1997► S. Danaila, Curs de aerodinamica

► Zestrea energetica a lumii, Nestor Lupei, Ed.Albatros, 1986

► V.N. Constantinescu, S. Galetuse, Mecanica fluidelor si elemente de

aerodinamica, Ed. Didactica si Pedagogica, 1987

► European Commision” Wind Energy - the facts. Vol 4 :The

Environment”,1999.► Reductoare Armonice - Liviu Palaghian, Iulian-Gabriel Birsan, 1996

► Dimensiuni contemporane ale dezvoltarii durabile şi competitive

Prof.univ.dr. Dumitrache CARACOTA, Ec.drd.Constantin Razvan

CARACOTA

► www.lpelectric.ro

► www.ewea .org/ - European Wind Energy Association

► www.wwind ea.org/ - World Wind Energy Association

► ro.wikipedia.org/

► www.regielive.ro

► www.referate.ro

► www.tocilar.ro

► www.energy.iastate.edu

http://www.lpelectric.ro/

http://www.ewea.org/

http://www.wwindea.org/

http://www.lpelectric.ro/

http://www.ewea.org/

http://www.wwindea.org/