Vízszintes vagy függőleges tengelyű legyen az erőmű?

            A gyakorlatban eddig a leginkább sikerrel alkalmazott és kielégítő hatásfokkal működő berendezések vízszintes tengelyűek. A szélkerekek lapátjainak száma leggyakrabban három, de akár ennél több, sőt, kevesebb is lehet. A lapátszám kiválasztása a felhasználás módjának függvénye. Nyilvánvaló, hogy egy ilyen berendezés a nagy sebességgel mozgó rotorokkal működik igazán hatékonyan. Léteznek mechanikus elven működő erőművek is, melyek esetében már nem a sebesség, hanem az áttételrendszer kialakítása a lényeges. Minél több lapátból áll a berendezésrendszer, annál jobban megéri a működtetése.

           Egyes fejlesztők a függőleges tengelyű szerkezet mellett teszik le voksukat, a két főkategória hívei pedig folyamatos vitában állnak egymással. Előbbi hívei azzal érvelnek, hogy a függőleges tengely esetében nincs szükség szélbeálló mechanizmusra, míg az ellentábor ennek gyenge hatásfokát említi meg.

           Az automatikus szélbeállással működő rendszerek egyik típusában a szél hátulról fújja a lapátokat. Egy szélkerék akkor jár a legjobb hatásfokkal, ha az azt mozgató légáramlat sebességét csökkenti. Ha ez nem így történik, a szél túlságosan gyorsan elszökik a berendezésből, ezáltal túlságosan sok felhasználatlan energiát is magával visz.

             Egy magyar feltaláló, Dr. Györgyi Viktor világszabadalma függőleges turbinával rendelkezik. A rendszer egy álló és egy mozgó részből áll. A tudós a turbina külső, álló részén alakította ki a szélterelő, görbületi elemeket, ezek vezetik a szerkezet belsejébe a szelet. A belső forgórészben működnek a turbinalapátok, melyeket a levegő energiája hoz mozgásba. A szerkezet lényege ennek értelmében nem egyéb, mint hogy a beáramló szelet felgyorsítják. A szél csapdába kerül, ezért a fizikai törvényszerűségből adódóan munkát kell végeznie. Ha ezt megtette, átáramlik a túloldalra és távozik a berendezésből. A megfelelő gépészeti konstrukciónak hála a szerkezet stabil. A teljesen zajtalanul működő, hengerszerű szerkezet az általa termelt energiát pedig tárolni is képes. A magyar szabadalom világszerte jól működhet, bár a professzor úr itthon akarja tartani a szabadalmat, és itt indítja be a termelést.

A szél kihasználása nem teljesen új kezdeményezés. Már a középkorban is léteztek szélmalmok.

A szélerőművek lapátkerekei elsősorban az állatvédőknek okoznak fejtörést. Aggodalmuk abban áll, hogy meggyőződésük szerint veszélyeztetik az arra repülő madarak testi épségét.

Hogyan választják ki a megfelelô technológiát?

         Kontinensenként és országonként is eltér a klíma. Nem mindegy, hogy egy terület síkságon, hegyen vagy völgyben fekszik. Magyarország időjárását a táncoló szelek jellemzik, ami azt jelenti, hogy gyakorlatilag nincs állandó szélirány. Ha azt szeretnénk, hogy az energiatermelés folyamatos legyen, az erőműnek követnie kell a levegő áramlási irányát. Természetesen nem elhanyagolható az adott térség talajállapota. Homokos közegben csak igen komoly pluszköltségekkel lehetséges az acéloszlopok felállítása. Ugyancsak figyelembe kell venni, hogy az erőművel mennyi energiát kívánnak termelni, azaz milyen célra szeretnék felhasználni.

A szélerőművek kiküszöbölendő problémái

            A háromlapátos, vízszintes tengelyű rendszerek hibája, hogy a hatalmas széllökések és a torony nagy súlya miatt kihajolhatnak. Ez egyrészt súlyosan balesetveszélyes, másrészt egy bekövetkezett baleset utáni helyreállítás temérdek pénzt emészt fel. A szabályozószerkezet a torony tetején található, aminek következtében majdhogynem állandóan üzemel. Emiatt nehézkessé válik a karbantartás, vagyis maga a berendezés is hamarjában elromolhat. Egy 60–80 méter magas torony igencsak erős alapozást igényel.

             A szélerőművek közelében lakók gyakran panaszkodnak a lapátkerekek hangosságára, de a technológia finomodásával ez a gond kiküszöbölhető.

            A szélenergia eredményes hasznosítása szempontjából a szél időszakos jelenléte okoz fejtörést az illetékeseknek. Ha pedig a megfelelő mennyiségű energia folyamatos termelése nem megoldható, mindenféleképpen szükség van az energiatározók megépítésére.

             A szélerőművek hálózati csatlakozása még igen drága, ami felveti a hálózat fejlesztésének szükségességét is. A viharvédelmi rendszerek kidolgozása a tudományág egyik legfontosabb részterülete. A hirtelen megnövekedett szélsebesség ellen – hogy a lapátok tollai ne törjenek ki – a gyártók eddig a rugós megoldáshoz folyamodtak. Az áramtermelő szélgenerátorok működtetéséhez is elengedhetetlen a megfelelő felkészültség. Léteznek mechanikus és elektronikus védekezési módszerek, fékezési eljárások is. Az egyik szerint egy bizonyos sebesség felett a lapátkerék egyszerűen kifordul a szél irányából – oldalirányba vagy felfelé is. Ez azzal a nyilvánvaló következménnyel jár azonban, hogy időlegesen a termelés is abbamarad.

           Az elektromos megoldás abban áll, hogy a meghatározott szélsebesség elérésénél a rendszer rövidzárásba kerül, aminek következtében a rotor sebessége lecsökken, végül a szélkerék kifordul az irányból.

Alternatív energiatermelés világszerte és Magyarországon

              A megújuló energiaforrások tekintetében nincs okunk a dicsekvésre. Az Európai Unió irányelve szerint a tagországoknak arra kell törekedniük, hogy záros határidőn belül legalább szükségletük 10 százalékát a megújuló forrásokból elégítsék ki. Bár hazánk ezzel kapcsolatban elért némi eredményt, de a probléma megoldását ezzel csupán halogatni tudjuk. Ráadásul a következő évtizedekben azon vesszük majd észre magunkat, hogy már megint lemaradtunk saját környezetünkben. A magyar kötelezettség jelenleg 1600 GW évente. Ez 180 MW 100 százalékos teljesítménynek felel meg. Energiarendszerünk a szélenergiát kevésbé képes befogadni, hiszen eddig nem épült meg egy olyan csúcserőmű, amely akár szélcsendes időben is bevethető lenne. A szélerőművek és szélerőmű parkok telepítése a nyugat-európai országokban 2,5 éves előkészítést igényel. Mi még nem vagyunk képesek erre a munkatempóra, nálunk ugyanez 6 évet is igénybe vesz. Ráadásul arról sem feledkezhetünk el, hogy a technológia rohamosan fejlődik, vagyis egy rendszer a saját avatóünnepségére akár el is avulhat.

               A procedúrát hosszabbítja, hogy egy rendszer telepítéséhez jó néhány szakhatóság engedélye szükséges. A hivatalos eljárássorozatot viszont meg kell előznie a megvalósíthatósági tanulmánynak. Még a legkisebb építmény esetén is szükséges az engedélyeztetés és a megfelelő szakemberekkel való terveztetés. A hatóságok szigorúan előírják és ellenőrzik az elhelyezéshez szükséges intézkedéseket. A Magyar Energia Hivatal 2009-ben pályázatot írt ki a szélerőművek telepítésére. Ezt nem sokkal később vissza is vonta. Bár világszerte jelenleg mintegy 50 országban üzemelnek szélerőművek, a technológia csiszolásában komolyabban alig néhány (Dánia, Németország, Spanyolország) vesz részt.

Mi az az Energiaforradalom?

                 A Német Űrhivatal Műszaki Termodinamikai Intézetének szakértői más tudósokkal és mérnökökkel együttműködve elkészítették a megújuló energiaforrások kizárólagos használatára való áttérés forgatókönyvét. A tanulmány bemutatja, hogyan maximálhatjuk az energia- és a szállítási szektor szén-emisszióját 2050-re 80 százalékkal.