felszínborítottsági adottságoktól is függően akár
20 km távolságból is észlelhetők, domináns tájalkotó elemekké válnak.
Vizuális hatásuk megfelelő elhelyezéssel csökkenthető, elviselhetővé
tehető. Táj- és természetvédelmi szempontból az egyszerű, funkcionális
szerkezet, a tájba illesztett, (felfelé haladva a zöldtől az
égszínkékbe váltó) festés felel meg a legjobban. A szerkezet
kialakítása is csökkenti az érzékelt hatást. Magyarországon a
szélerőműveket hosszú, csonka kúp alakú acéltornyokra szerelik,
melyeket esztétikusabbaknak találnak.
Felvillanás, árnyék-vibrálás hatás •
Szélerőmű-telepnél figyelhető meg az ún. diszkó-effektus. A napfény
periodikus visszaverődése szükségessé teszi a hely gondos
kiválasztását és a lapátfelületek kialakításának optimális
megválasztását. Szórt fény, felhős égbolt esetén a hatás
jelentéktelenné válik. A teljes mértékben előre kiszámítható hatás
kiküszöbölése a szélfarm tervezésének egyik feladata (Tóth, 2009;
Bíróné et al., 2009).
Zajhatás • A korai szélerőművek zajosak
voltak, a jelenleg működők csendesek. Az észlelt zajterhelés lehet
mechanikai és aerodinamikai eredetű. A mechanikai zaj (ilyen például a
fogaskerék-áttétel és a generátor működése során keletkező hang) a
modern erőművekben minimális. Az ilyen zaj csökkenthető áttétel
nélküli hajtóművel, speciális áttétekkel és generátorokkal, továbbá
hangszigetelő borítással.
Az aerodinamikai zajt a hajtóműről és szárnyakról
leváló légáramlatok okozzák. Ez nagymértékben függ a lapátok
alakjától, különösen a lefutó rész és a lapát csúcsának
kialakításától, továbbá a turbina forgási sebességétől, de az
áramlástechnikai zaj mérsékelhető a lapátok
szögállásának változtatásával. Ez azért fontos, mert kis
szélsebességen a kisebb háttérzaj miatt az emberek kényesebbek a
szélerőmű okozta zajra.
Az aero-akusztikai kutatás egyre halkabb lapátokat
fejleszt a repülőgépiparból átvett anyagok használatával. A szélerőmű
hanghatásának térbeli változása látható a 9.
ábrán (Tóth, 2007). A lapátok forgása által keltett zaj a szél
erősödésével fokozódik, és ezt nem mindenki tűri egyformán. A zaj a
lapátok anyagának változtatásával, halkabban működő sebességváltóval
és a gondola zajszigetelésével csökkenthető.
Alacsony frekvenciás zajok • Több esetben
panaszkodtak, hogy a szélerőművek fejfájást, álmatlanságot, állatok
esetében produkciócsökkenést okoznak. Felmerült az a lehetőség, hogy a
kevésbé kutatott alacsony frekvenciájú (1−5 Hz) hullámok élettani
hatásairól lehet szó, de a hatások leírásánál szubjektivitás is
feltételezhető. Az eddigi vizsgálatok szerint a szélerőművek hallható
és alacsonyfrekvenciás zaja egyaránt a megengedett küszöbérték alatt
van, azonban további vizsgálatok szükségesek a jelenség kutatására
(Tóth, 2007).
Jegesedés • Hazánkban kevésbé jellemző a
lapátokra rárakódó jég forgáskor történő letörése, ami veszélyes a
környezetre.
Ökológiai következmények (zajon kívül)
A növényvilágra való hatás a létesítés és üzemeltetés során történő
pusztítás. Közvetlen fizikai kontaktus a madarakkal van. A vélemények
eltérőek, vannak erősen negatívak, de akadnak pozitívak is. A madarak
rotorlapátok általi elpusztítása jórészt elkerülhető, ha a
szélerőműparkok létesítésekor figyelembe veszik a madárvonulások
útvonalát. Az biztos, hogy a forgó lapátok sok madár pusztulását
okozták (bár érdekes módon a villanyvezetékeket nem kívánják
leszereltetni, pedig a magasfeszültségű vezetékek veszélyesebbek a
madarakra). Vitatott, hogy mennyire tudnak a madarak alkalmazkodni a
forgó rendszerhez. Vannak megfigyelések arra nézve, hogy a madarak
alkalmazkodni tudnak a szélerőművekhez. Van irodalom arról is, hogy
egyes madárfajok mintha jobban szeretnék a szélerőművek környezetét,
mint más területeket, de ezeket a cikkeket is kritikával kell fogadni.
A szélerőművek gazdaságossági kérdései
Európában 1 MW szárazföldi szélenergia átlagos befektetésigénye 1,23 M
EUR (2006-ban, minden költséget beleszámítva). Ebből a turbina 76%, a
hálózatra való csatlakozás 9%, az alap 7%. A többi rész a terület, az
ellenőrző rendszerek stb. A szélerőművek előállítási költségei hosszú
távon csökkentek, kivéve az elmúlt néhány éves időszakot. Európai
szinten az 1 MW feletti teljesítményű turbinák adták 2007-ben a piac
több mint 95%-át.
A beruházás gazdaságosságát elsősorban a
szélviszonyok és az azokból levezethető évi kihasználási tényező
(óraszám) határozzák meg. Magyarországon a kihasználási tényező
átlagosan 20% körül van, ami 1600–1700 órát jelent évente. Ez az érték
szelesebb, tengerparti területeken elérheti a 30%-ot, ami évente 2500
órának felel meg.
A gazdaságosságot a közgazdasági és adminisztratív
környezet is erősen befolyásolja: a hitel kamatlába, a létesítmény
megalkotásához és üzemeltetéséhez szükséges egyéb környezeti és
adminisztratív kívánalmak.
Alapvetően eltérő a szélerőművek gazdasági
megítélése a vállalkozói, illetve a nemzetgazdasági szemléletmód
szerint. A vállalkozói gazdaságot javítja a termelt villamos energia
magas átvételi ára (a beépített támogatás mértéke), ami
nemzetgazdasági szempontból nem bevételt, hanem kiadást jelent.
Befolyásolják a gazdaságosságot az átvétel különböző feltételei,
például az előrejelzések pontossága, az eltérések befolyása az
átvételi árakra.
A közvetlen költségek mellett figyelembe kell venni
az országra és a villamosenergia-rendszerre gyakorolt közvetett
hatásokat is. Ezek közül a legfontosabb a CO2-kibocsátás
csökkentése, amelynek a szén-dioxid-tőzsde aktuális (jelenleg 20 EUR/t
körül mozgó) áraival számított értékét jóvá lehet írni. A
szén-dioxid-megtakarítás a megtermelt villamos energia mennyiségével
és a kiváltott fosszilis eredetű villamos energia fajlagos
kibocsátásával határozható meg. A döntően fosszilis erőművekből
felépülő villamosenergia-rendszerben azonban korrekcióba kell venni a
szélerőművek terhelésváltozásait kiegyenlítő erőmű hatásfokromlása
miatti többletkibocsátást.
Közvetett előny a szélerőművek létesítése és
üzemeltetése révén bekövetkező munkahelyteremtés. Az Európai
Szélenergetikai Szövetség (EWEA) 2008. évi becslése szerint ez
Európában több mint százezer többletmunkahelyet jelent. Ebből száz jut
Magyarországra (Gács, 2009).
Előrejelzés – a működés során előállított energia rövid távú
előrejelzése
A megújuló energiák termelésében szükséges a rövid távú előrejelzés.
Ez a szélerőművek esetében nagyon fontos kívánalom. Jelenleg a
dinamikus modelleredmények alapján viszonylag jó, de az energetikai
kívánalmaknak nehezen megfelelő pontossággal tudjuk megmondani a
termelhető energia mennyiségét. Jelentős hibát okozhat, hogy az
előrejelzést (a modell szempontjából) pontszerűen kell elvégezni.
Célszerű lenne a területi meghatározottság, mert így az előrejelzés
pontossága ugrásszerűen javulna (Tóth, 2009).
Ismeretes, hogy átlagos napi menetét tekintve éjjel
a legerősebb a szél a rotor magasságában, ami nem kedvez az
energetikai kívánalmaknak (8. ábra). Az általános gyakorlat szerint a
szélsebesség magassággal való változását a Hellmann-kitevővel írjuk
le. A kitevő megválasztása jelentősen kihat az energetikai
számításokra, és értéke az ország területén eltérő. Ezért mindenképpen
javasolt helyi mérések elvégzése (Tar, 2009).
A szélenergetika európai jövője,
hosszú távú előrejelzés
A szélenergia felhasználása még a szakemberek elgondolásait is magasan
túlszárnyalta. Az EU 1997-es, a megújuló energiákról szóló Fehér
könyve 2010-re 40 GW szélenergia előállítását tűzte ki célul. Ezt
2005-re teljesítették. A fejlődést látva, az Európai Szélenergetikai
Szövetség (EWEA) már 2000-ben módosította ezt a célt 50%-kal, 60
GW-ra, majd 2003-ban újabb 25%-kal 75 GW-ra. Az EU bővülése miatt még
egy változtatás vált szükségessé, így jelenleg a 2010-es cél 80 GW,
míg a 2020-as 180 GW. Ez energiatermelés szempontjából 177 TWh
2010-ben (5%) és 477 TWh 2020-ban (11,7%). 2030-ra az
össz-energiatermelés 21,2%-a lesz szélenergia. Ennél még nagyobb
arányok is előfordulnak egyes dokumentumokban. Az eltérések oka
egyrészt az, hogy a kontinens nyugati részén a fejlődés már elsősorban
a kisebb turbinák nagyobbakra és magasabbra való kicserélésével
történik, míg a középső és keleti területeken még sok a lehetőség új
szélerőművek telepítésére. Ennek a tendenciáját részben a közgazdasági
mutatók, részben a technológia határozza meg. Az egyre jobban
előrejelezhető, de irányíthatatlan szélenergia ugyanis nem feltétlenül
ott és akkor keletkezik, ahol szükséges lenne a felhasználása. Ezt
tárolással és a rendszerek egyesítésével próbálják áthidalni, de
mindkettő növeli a költségeket.
Összefoglalás
A szélenergia jövőbeli szerepének meghatározásához további
meteorológiai és gazdaságossági vizsgálatok szükségesek. Meteorológiai
szempontból több, feladatorientált (a szélenergetikai számítási
paraméterekre irányított és optimalizált) mérésre lenne szükség, míg
gazdaságosság szerint egyre több tényezőt kell bevonni a
finanszírozási elemzésekbe. Ide értendőek a szélenergia időbeli
változékonysága okozta bizonytalanságai, illetve az ezt kiváltó más
erőművek költségei is. Kívánatos lenne energetikai és meteorológiai
szakemberek egyeztetése arról, hogy milyen tér- és időbeli
felbontásban lehet energiaelőállítási menetrendet adni, amely még
elfogadható az energetikusok számára, elég pontos az előrejelzés
szempontjából, de a szélerőművek pótdíját jelentősen csökkentheti.
Mivel Magyarország üvegházgáz-kibocsátási és
megújuló energiára vonatkozó nemzetközi vállalásai csak a szélenergia
felhasználásával teljesülhetnek, mindenképpen meg kell vizsgálni az
előállítható szélenergia 330 MW-ban maximált értékének kérdését,
illetve megbízható politikai környezetet kell létrehozni a
szélenergia-termelés számára. Ez összeköthető az utóbbi időben gyakran
hangoztatott és a Parlament által egyhangúlag elfogadott Nemzeti
Éghajlatváltozási Stratégiával is.
Kulcsszavak: szélenergia, megújuló energia, környezeti hatások,
gazdaságosság, szélenergia-potenciál
IRODALOM
Bíróné Dr. Kircsi Andrea − Dr. Tóth P. −
Dr. Bulla M. (2009): A szélenergia-hasznosítás legújabb magyarországi
eredményei. Környezet és Energia Konferencia Debrecen, 2009. május
8−9.
Dobi Ildikó (szerk.) (2006): Magyarországi
szél- és napenergia-kutatás eredményei. OMSZ, Budapest
Gács Iván (2009): Gondolatok a
szélenergiáról és a pénzről. Kézirat.
Európai Szélenergia Társaság honlapja:
WEBCÍM >
Magyar Szélenergia Társaság honlapja:
WEBCÍM >
Major György (2005): Negyedik szakmai
beszámoló a 2005. január 31. határidővel elvégzett feladatairól.
Projekt tartama 2002–2005.
Radics Kornélia (2004): A szélenergia
hasznosításának hazai lehetőségei Magyarországon: hazánk szélklímája,
a rendelkezésre álló szélenergia becslése, modellezése. Doktori
disszertáció, ELTE Meteorológiai Tsz., Bp.
Tar Károly (2007): Diurnal Course of
Potential Wind Power with Respect to the Synoptic Situation. Időjárás.
111, 4, 261–279. (Abstract:
WEBCÍM >)
Tar Károly (2008a): Energetic
Characterization of Near Surface Windfield in Hungary. Renewable and
Sustainable Energy Reviews. 12, 250–264. DOI:
10.1016/j.rser.2006.05.007.
Tar Károly (2008b): Some Statistical
Characteristics of Monthly Average Wind Speed at Various Heights.
Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12,. 1712–1724. DOI:
10.1016/j.rser.2007.01.14.
Tar Károly (2009): A magyarországi
szélenergia potenciál meghatározásának megoldandó problémái. MTA
Környezettudományi Elnöki Bizottság Energetika és Környezet
Albizottsága részére
Tóth Péter (2007): Szélerőművek
zajemissziója. Előadás a Széchenyi István Egyetem Környezettudományi
Konferenciáján, 2007. nov. 9.
Tóth Péter (2009): A magyarországi
szélenergia-hasznosítás legújabb eredményei. Előadás a XIV. Országos
Energiatakarékossági Konferencia és Ausztriai Energiatakarékossági
Szakvásáron. Sopron, 2009. február 26–27.
Tóth Péter − Bíróné Dr. Kircsi Andrea
(2009): A szélenergia-hasznosítás környezetvédelmi és
területfejlesztési összefüggései, követelményei. Környezet és Energia
Konferencia. Debrecen, 2009. május 8−9.
Varga Bálint − Németh P. − Dobi I. (2006):
Szélprofil-vizsgálatok eredményeinek összefoglalása. In: Dobi Ildikó
(szerk.): Magyarországi szél- és napenergia-kutatás eredményei. OMSZ.
7–20.
|