TEHNOLOGIA INFORMA ğIEI [620242]

UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRIC ĂùI
TEHNOLOGIA INFORMA ğIEI

Sisteme inovative de conversie a
energiei eoliene

Prof. Coordonator:
Conf. Dr. Ing. Monica Popa

Student: [anonimizat]-C ăWălina Popa
SAA – Anul II

ORADEA
2017

1
Cuprins

I. Introducere …………………………………………………………………………………………………………………2
II. Puterea nominal ă a unei turbine eoliene…………………………………………………………………………3
III. Puterea generat ă de o turbin ă eoliană …………………………………………………………………………..4
IV. Evaluarea poten ܊ialului eolian……………………………………………………………………………………..5
V. Repere cronologice …………………………………………………………………………………………………….7
VI. Cum func ܊ionează o turbină eoliană? ………………………………………………………………………….10
VII. Compara ܊ii cu alte resurse energetice …………………………………………………………………………15
VIII. Ma܈ini eoliene ……………………………………………………………………………………………………….17
IX. Integrarea în re ܊eaua electric ă …………………………………………………………………………………….18
X. Concluzii ………………………………………………………………………………………………………………….25
Bibliografie …………………………………………………………………………………………………………………..26

2
I. Introducere

Energia eolian ă este energia vântului, o form ă de energie regenerabil ă.
Vânturile se datoreaz ă faptului c ă regiunile ecuatoriale ale P ământului primesc mai multe
radiaĠii solare decât regiunile polare, instituidu-se astfel un num ăr mare de curen Ġi de convec Ġie în
atmosferă.
Potrivit estim ărilor meteorologice, aproximativ 1% din radia Ġia solară de intrare este
convertită în energie eolian ă, în timp ce 1% din aportul zilnic de energie eolian ă este aproximativ
echivalent cu consumul zilnic de energie pe glob. Resursele eoliene la nivel mondial se g ăsesc în
cantităĠi mari, dar, larg r ăspândite. Sunt necesare evalu ări mai detaliate pentru a cuantifica
resursele în anumite zone.
La început energia vântului era transformat ă în energie mecanic ă. Ea a fost folosit ă de la
începuturile umanit ă܊ii ca mijloc de propulsie pe ap ă pentru diverse ambarca ܊iuni iar ceva mai
târziu ca energie pentru morile de vânt.
La începutul acestui secol au fost dezvoltate turbine eoliene de mare vitez ă pentru
generarea de energie electric ă.
Termenul de turbin ă eoliană este utilizat pe scar ă largă în zilele noastre pentru o ma úină cu
pale rotative care converte úte energia cinetic ă a vântului în energie util ă.

În prezent exist ă două categorii de turbine eoliene de baz ă:
ƒ turbine eoliene cu ax orizontal (HAWT)
ƒ turbine eoliene cu ax vertical (VAWT), în func Ġie de orientarea axei rotorului
Turbinele eoliene moderne transform ă energia vântului în energie electric ă producând între
50-60 KW (diametre de elice începând cu 1m)-2-3MW putere (diametre de 60-100m), cele mai
multe generând între 500-1500 KW.
Puterea vântului este folosit ă܈i în activit ă܊i recreative precum windsurfingul. La sfâr ܈itul
anului 2010, capacitatea mondial ă a generatoarelor eoliene era de 194 400 MW.
Toate turbinele de pe glob pot genera 430 Terawa ܊ioră/an, echivalentul a 2,5% din
consumul mondial de energie. Industria vântului implic ă o circula ܊ie a mărfurilor de 40 miliarde
euro ܈i lucrează în ea 670 000 persoane în întreaga lume.

3

Configura Ġii de turbine eoliene

܉ările cu cea mai mare capacitate instalat ă în ferme eoliene sunt: China, Statele Unite,
Germania ܈i Spania.

II. Puterea nominal ă a unei turbine eoliene
O cerinĠă necesară pentru utilizarea vântului la producerea de energie este un flux cât mai
constant de vânt puternic.
Puterea maxim ă pe care turbinele eoliene (WTS) sunt concepute pentru a o genera se
numeste "putere nominal ă", iar viteza vântului la care se atinge puterea nominal ă este "viteza
vântului la putere nominal ă ".
Aceasta este aleas ă pentru a se potrivi regimului vitezei vântului din teren, úi în general,
este de aproximativ 1,5 ori mai mare decât viteza medie a vântului în teren.
O modalitate de clasificare a vitezei vântului este Scara Beaufort care ofer ă o descriere a
caracteristicilor vântului. Acesta a fost ini Ġial conceput ă pentru marinari úi a descris starea m ării,
însă, ulterior a fost modificat ă pentru a include efectele vântului în teren.

4

Curba de putere a unei turbine eoliene tipice

III. Puterea generat ă de o turbin ă eoliană
Turbinele eoliene folosesc energia cinetic ă a fluxului de vânt.
Rotoare lor reduc viteza vântului de la v1 – viteza vântului neperturbat mult în fa Ġa rotorului
la v2 – o vitez ă a vântului în spatele rotorului.
Această diferenĠă de viteză este o măsură a energiei cinetice extrase care învârte rotorul úi,
la capătul opus al arborelui, generatorul electric conectat.

Puterea produs ă de o turbin ă eoliană este dată de relaĠia:

Unde:
ƒ ȡ densitatea aerului,
ƒ cp coeficient de putere,
ƒ Ș randament mecanic/electric,
ƒ A aria discului rotoric.

5

Fluxul de vânt, printr-o turbin ă eoliană

IV. EVALUAREA POTEN ğIALULUI EOLIAN
O turbină eoliană poate fi plasat ă aproape oriunde într-un teren suficient de deschis.
O fermă eoliană reprezint ă un proiect comercial úi de aceea trebuie s ă se încerce
optimizarea rentabilit ăĠii acestuia.
Acest lucru este important nu numai pentru rentabilitatea pe durata de via Ġă a exploat ării,
ci úi pentru mobilizarea capitalului în faza ini Ġială de dezvoltare a proiectului.
Pentru planificarea din punct de vedere economic a investi Ġiilor în energia eolian ă, sunt
necesare cuno útiinĠe cât mai sigure a condi Ġiilor de vânt predominant în zona de interes. Din lipsa
de timp úi motive financiare, perioadele de m ăsurare pe termen lung, sunt de multe ori evitate.
Metodele matematice pot fi folosite pentru a prezice viteze ale vântului de la fiecare loca Ġie.
CondiĠiile de vânt úi producĠia de energie rezultate din calcul pot servi drept baz ă pentru
calculele economice.
Simularea condi Ġiilor de vânt poate fi folosit ă pentru a corela m ăsurătorile de vânt la un
anumit amplasament cu condi Ġiile de vânt din loca Ġii învecinate, în scopul de a stabili regimul de
vânt pentru o întreaga zon ă.
Deoarece viteza vantului poate varia în mod semnificativ pe distan Ġe scurte, câteva sute de
metri, procedurile de evaluare a locului de amplasare pentru turbinele eoliene, în general, ia în
considerare to Ġi parametrii regionali, care sunt susceptibili de a influen Ġa condiĠiile de vânt.

6
Astfel de parametri sunt:
x obstacole din imediata apropiere;
x topografia mediului din regiunea de m ăsura, care este caracterizat ă de vegeta Ġie, utilizarea
terenurilor úi clădiri;
x orografia, cum ar fi dealurile, poate provoca efecte de accelerare sau decelerare ale fluxul
de aer.
Aceste informa Ġii cu privire la condi Ġiile regionale se procur ă din hăUĠi topografice, precum
úi din vizite la fa Ġa locului pentru a înregistra obstacolele din împrejurimi.
O contribu Ġie valoroas ă au dovedit-o úi datele prin satelit. În zonele în care exist ă un număr
mare de copaci, au fost dezvolta Ġi indicii de deformare a vegeta Ġiei.
Aceúti indici pot oferi informa Ġii calitative cu privire la viteza úi direcĠia vântului
predominant, dar ar trebui folosi Ġi cu grijă, deoarece pot interveni úi alĠi factori deforman Ġi, sau,
pot să apară vânturi puternice în timpul sezonului principal de cre útere.
AlĠi indicatori pentru teren pot include caracteristici geomorfologice – dune de nisip. Unele
informaĠii despre resursele eoliene ar putea fi deja disponibile.
Viteza medie a vântului a fost prezentat ă sub formă de hăUĠi isovent, care arat ă linii de egal ă
viteză medie anual ă a vântului luate din înregistr ările de date.
Densitatea medie de putere a vântului, disponibil ă pe un teren ar putea fi estimat ă din aceste
date.
Unele studii timpurii de evaluare au fost efectuate cu aceste date, neexistând nimic altceva
disponibil.
Nu este recomandabil s ă se utilizeze datele isovent decât pentru o evaluare brut ă a
resurselor eoliene de ansamblu a regiunii.

7

Evaluarea vitezei vântului în func Ġie de indicele Griggs-Puttnam

V. Repere cronologice

Morile de vânt persane
– aveau palete f ăcute din m ănunchiuri de trestie , care se învârteau în jurul unei axe verticale;
– erau folosite la m ăcinarea gr ăun܊elor.

Morile de vânt medievale europene
Primele mori de vânt din Europa au fost construite în nordul Fran ܊ei ܈i în sudul Angliei, ele
s-au răspândit apoi în Belgia, Germania ܈i Danemarca.
În Olanda ele au fost folosite pentru a drena zonele ml ă܈tinoase pentru a le face locuibile.
Morile de vânt europene erau folosite atât la:
ƒ Păcinarea gr ăun܊elor;

8
ƒ Wăierea bu܈tenilor;
ƒ Părun܊irea tutunului;
ƒ confec܊ionarea hârtiei;
ƒ presarea semin ܊elor de in pentru ulei;
ƒ Păcinarea de piatr ă pentru vopselele de pictat.
Europenii au dezvoltat mori de vânt cu rotoare care se învârteau în jurul unor axe
orizontale, spre deosebire de per ܈i care mergeau pe principiul unor axe verticale.
Morile de vânt europene tipice aveau patru palete, altele aveau cinci ܈i ocazional mai
existau ܈i cu ܈ase. Treptat o mare parte din aceste mori de vânt europene au ajuns s ă aibă două sau
trei nivele interioare unde bunurile puteau fi stocate.
Morile de vânt europene erau capabile de a produce 25-30 kW de putere mecanic ă, dar la
momentul de vârf al evolu ܊iei lor, ele au ajuns s ă producă aproximativ 1500 MW.

Morile de vânt americane pentru ferme
– se foloseau pentru pomparea de ap ă de la mare adâncime, fiind folosite în agricultura
americană în vestul Statelor Unite.
Morile de vânt americane au r ămas memorabile prin siguran ܊a ܈i eficien܊a lor în capacitatea
de a pompa ap ă de la mare adâncime. Ele produc aproximativ o zecime din puterea unei turbine
eoliene echivalente ca m ărime. Acestea nu sunt potrivite pentru generarea de electricitate.
Morile de vânt pentru ferme au fost în vog ă în prima parte a secolului al 20-lea. Mai mult
de 1 milion de asemenea mori sunt înc ă în func܊iune.
Între 1850- 1970 au fost construite peste 6 milioane în SUA.

Turbinele eoliene moderne
– folosite pentru:
ƒ furnizarea de electricitate pentru re ܈edin܊ele îndepărtate
ƒ pentru a asigura electricitate satelor din ܊ările în curs de dezvoltare.
Criza petrolului din anii 1970 a fost un stimulent pentru preocup ările de valorificare a
energie eoliene ca o surs ă verde – alternativ ă de electricitate.
Turbinele de vânt uzuale moderne genereaz ă între 250 – 300 KW putere, aproape de 10 ori
mai mult ca turbinele tradi ܊ionale europene de aceea ܈i mărime.

9

Turbine Maglev
Turbinele Maglev folosesc o tehnologie inventat ă de savantul Nicholas Tesla  ܈i
perfec܊ionată de cercet ătorii americani.
Presupune utilizarea magne܊ilor permanen ܊i pentru rotirea pale ܊ilor morii de vânt.
Americanii au precizat c ă este vorba de un sistem similar func ܊ionării celebrelor trenuri
Maglev care merg pe pern ă magnetic ă .
Un MW instalat al turbinelor Maglev va costa aproximativ la fel ca un MW al unei eoliene
clasice.
Func܊ionează în statul New York un prototip de 5 MW.
Există܈i o central ă de 100 de MW f ăcută pentru Pentagon , dar Armata American ă păstrează
secretul asupra rezultatelor ei.
Principiul dup ă care se ghideaz ă centrala este levita܊ia magnetic ă care face ca pale ܊ii
agregatului eolian s ă plutească în aer, făUă rulmen܊i.
Turbinele func ܊ionează datorită fluxului magnetic permanent.
Magne܊ii permanen ܊i sunt compu ܈i dintr-un metal rar denumit "neodimium", care nu- ܈i
pierde energia prin frecare.

Diagrama de mai sus descrie partile componente a unei turbine.

10
Sistemul este compus din:
ƒ Pale – Forma si conceptia lor este esentiala pentru a asigura forta de rotatie necesara. Acest
design este propriu fiecarui tip de generator electric.
ƒ Nacela – Contine generatorul electric asigurand si o protectie mecanica
ƒ Pilon – Asigura strucura de sustinere si rezistenta a asamblului superior
ƒ Fundatie – Asigura rezistenta mecanica a generatorului eolian.

VI. Cum func ܊ionează o turbină eoliană?
Sistemul se bazeaza pe un principiu simplu. Vantul pune in miscare palele care la randul
lor actioneaza generatorul electric.
Sistemul mecanic are in componenta si un multiplicator de viteza care actioneza direct axul
central al generatorului electric.
Curentul electric obtinut este, fie transmis spre imagazinare in baterii si folosit apoi cu
ajutorul unui invertor DC-AC in cazul turbinelor de mica capacitate, sau livrat direct re ܊elei de
curent alternativ spre distribuitori.

¾ Aspecte tehnico-ecologice

Fundamentul energiei eoliene moderne
Vânturile se formeaz ă deorece Soarele nu încălze܈te 3ământul uniform, acest fapt creeaz ă
mi܈Fări de aer.
Energia cinetic ă din vânt poate fi folosit ă pentru a roti ni ܈te turbine , care sunt capabile de a
genera electricitate .

0ărimea turbinelor eoliene
Turbinele eoliene pot fi împ ăU܊ite arbitrar în trei clase:
ƒ mici,
ƒ medii,
ƒ mari.
Turbinele eoliene mici:

11
ƒ sunt capabile de generarea a 50-60 KW putere
ƒ folosesc rotoare cu diametru între 1–15 m.
Se folosesc în principal în zone îndep ărtate, unde exist ă un necesar de energie electric ă.
Sursele tradi ܊ionale de electricitate sunt scumpe sau nesigure.
Unele turbine sunt a ܈a compacte încât pot fi c ărate în loca ܊ii îndepărtate pe spatele calului.
Cele mai multe dispozitive eoliene sunt turbinele de dimensiune medie si folosesc rotoare
care au diametre între 15–60 m ܈i au o capacitate între 50-1500 KW.
Cele mai multe turbine comerciale genereaz ă o capacitate între 500KW – 1500KW.
Turbinele eoliene mari au rotoare care m ăsoară diametre între 60–100 m ܈i sunt capabile
de a genera 2-3 MW putere. Aceste turbine mastodont sunt mai pu ܊in economice ܈i mai pu܊in sigure
în raport cu cele de dimensiune medie.
Turbinele eoliene mari produc pân ă la 1,8 MW ܈i pot avea o palet ă de peste 40 m, ele fiind
plasate pe turnuri de 80m.
Unele turbine pot produce 5 MW, de ܈i aceasta necesit ă o viteză a vântului de aproximativ
5,5 m/s, sau 20 de kilometri pe or ă.
Vânturi mai puternice se pot g ăsi la altitudini mai mari ܈i în zone oceanice.

Siguranаa energiei eoliene
Energia eolian ă este o energie curat ă܈i regenerabil ă dar este intermitent ă, având varia ܊ii în
timpul zilei ܈i al anotimpului, ܈i chiar de la un an la altul.
Turbinele eoliene opereaz ă cam 60% din an în regiunile cu vânt. Uzinele de c ărbune
operează la circa 75-85% din întreaga capacitate.
Majoritatea turbinelor produc energie peste 25 % din timp, acest procent crescând iarna,
când vânturile sunt mai puternice.
În cazurile în care turbinele eoliene sunt conectate la mari re ܊ele de electricitate, caracterul
intermitent al energiei eoliene nu afecteaz ă consumatorii.
Zilele făUă vânt sunt compensate prin alte surse de energie cum ar fi uzinele de c ărbune sau
uzinele hidroelectrice care sunt conectate la re ܊ea.

12
CreЮterea ponderii energiei eoliene în lume
Oamenii care locuiesc în locuri îndep ărtate ܈i care folosesc electricitatea de la turbinele
eoliene utilizeaz ă adesea baterii sau generatoare de rezerv ă pentru asigurarea energiei în timpul
perioadelor f ăUă suficient vânt.
Cele mai multe turbine eoliene comerciale sunt offline; mai pu ܊in de 3 % din timp, fiind,
D܈adar, la fel de sigure ca ܈i uzinele conven ܊ionale de energie.
Turbinele eoliene au reputa ܊ia de a fi longevive.
Multe turbine produc energie de la începutul anilor 80.
Multe mori de vânt de ferm ă americane sunt folosite de genera ܊ii întregi. Unele mori de
vânt tradi ܊ionale europene ating venerabila vârst ă de 300 de ani.

Potenаialul mondial al energiei eoliene
Energia eolian ă este folosit ă extensiv, ܈i turbine noi de vânt se construiesc în toat ă lumea,
energia eolian ă este sursa de energie cu cea mai rapid ă cre܈tere în ultimii ani. În ultimii 10 ani,
utilizarea energiei eoliene a avut un progres deosebit.
Astfel, între 1995 – 2005, rata anual ă de cre܈tere a fost de aprox 30%, conducând la o
putere instalat ă totală nouă de 32.000 MW, dublu decât în domeniul energiei nucleare din aceea ܈i
perioadă.

Top аări energie eolian ă
China a ajuns lider mondial în ceea ce prive ܈te capacitatea instalat ă în ferme eoliene,
potrivit unui raport al Wind Energy Association.
China a ajuns la circa 45.000 MW instala ܊i în mori de vânt, dup ă ce în 2010 a ad ăugat
18.900 MW.
În SUA s-au ad ăugat doar 5.116 MW, iar totalul a ajuns la 40.000 MW, cât s ă furnizeze
energie pentru 10 milioane de locuin ܊e.
În lume cele mai mari produc ătoare de energie eolian ă sunt:
ƒ China (44.733 MW),
ƒ Statele Unite (40.180 MW),
ƒ Germania (27.215 MW),
ƒ Spania (20.776 MW),

13
ƒ India (13.065 MW), Italia (5.797 MW),
ƒ Fran܊a (5.560 MW),
ƒ Marea Britanie (5.203 MW),
ƒ Canada (4.008 MW),
ƒ Danemarca (3.734 MW).
Cea mai mare ferm ă eoliană din lume este The Roscoe Wind Complex (Statele Unite,
Texas), cu o capacitate de 781 MW, capabil ă de a oferi electricitate pentru 230 000 gospod ării.
Prin compara ܊ie o uzină de cărbune genereaz ă în medie 550 MW.

Energia eolian ă în Europa
Produc܊ia energiei eoliene a crescut practic de cinci ori între 1999 ܈i 2006, ajungându-se
ca, în unele ܊ări, ponderea energiei eoliene în consumul total de energie s ă fie semnificativ:
ƒ Danemarca (23%),
ƒ Spania (8%),
ƒ Germania (6%).

Ponderea energiei eoliene, în totalul consumului intern era, la începutul anului 2011, de
ƒ 24% în Danemarca,
ƒ 14% în Spania ܈i Portugalia,
ƒ circa 10% în Irlanda ܈i Germania,
ƒ 5,3% la nivelul UE,
ƒ România de numai 1,6%.
Potrivit datelor de la finele anului 2010 Germania are cea mai mare capacitate de produc ܊ie
de energie eolian ă din UE, de 27.214 MW, aceasta este urmat ă de Spania, cu 20.676 MW, apoi, la
mare distan ܊ă, de Italia (5.797 MW) ܈i Fran܊a (5.660 MW).
În martie 2011, energia eolian ă a devenit, pentru prima dat ă, tehnologia cu cea mai mare
produc܊ie electric ă din Spania, potrivit Re ܊elei Electrice din Spania, cu 21 % din totalul cererii de
electricitate din Spania.
Pe locurile urm ătore:
ƒ energia nuclear ă (19%),
ƒ energia hidraulic ă (17,3%),

14
ƒ ciclurile combinate (17,2%),
ƒ termocentralele pe c ărbune (12,9%)
ƒ energia solar ă (2,6%).
Mul܊umită aportului energiei eoliene, s-a evitat importarea de hidrocarburi în valoare de
250 de milioane de euro ܈i emisia de 1,7 milioane de tone de CO2, echivalentul plant ării a 850.000
de copaci.
În prezent, parcul eolian Whitelee din Sco ܊ia, este cel mai mare parc eolian terestru din
Europa.

Energia eolian ă în România
În sectorul eolian din România au investit:
ƒ CEZ (Cehia),
ƒ ENEL (Italia),
ƒ Energias de Portugal (Portugalia)
ƒ Iberdrola Renovables (Spania).
CEZ a instalat 115 turbine la Fântânele, 90 dintre ele fiind legate la re ܊eaua na܊ională de
energie electric ă. Eolienele au cca 100 m în ăO܊ime. Turbinele pentru parcul eolian construit de CEZ
sunt livrate de c ătre gigantul industrial General Electric.
Energias de Portugal (Portugalia), al treilea cel mai mare investitor în energie eolian ă la
nivel mondial, a terminat construc ܊ia unui parc eolian de 69 MW la Cernavod ă.
Energia poate alimenta 70 000 de gospod ării ܈i a costat 200 milioane de dolari.
În 2009 erau instala ܊i doar 14 MW.
În 2010, în centralele eoliene erau instala ܊i în total 462 MW.
România a ajuns, în 2011, la 850 MW instala ܊i în total în eolian.
Un MW instalat cost ă 1,6 milioane de euro.
În România, la începutul anului 2012, exist ă peste 1000 de turbine eoliene care produc 3%
din totalul de energie. Investi ܊iile în eoliene au creat pân ă acum 1000 de locuri de munc ă.
Eolienele din România produc, în medie 150 – 200 de megawa ܊i-oră.
Costul energie eoliene este de 170 de euro pe megawatt/or ă, de aproape trei ori mai mult
fa܊ă de energia produs ă de hidrocentrale.

15
Potrivit h ăU܊ii energiei "verzi", poten ܊ialul României cuprinde:
ƒ 65% biomas ă,
ƒ 17% energie eolian ă,
ƒ 12% energie solar ă,
ƒ 4% microhidrocentrale,
ƒ 1% voltaic
ƒ 1% geotermal.
În România, cu excep ܊ia zonelor montane, unde condi ܊iile meteorologice dificile fac
greoaie instalarea ܈i între܊inerea agregatelor eoliene. Viteze egale sau superioare nivelului de 4 m/s
se regăsesc în Podi ܈ul Central Moldovenesc ܈i în Dobrogea.
Litoralul prezint ă܈i el poten ܊ial energetic deoarece în aceast ă parte a ܊ării viteza medie
anuală a vântului întrece pragul de 4 m/s. În zona litoralului, poten ܊ialul energetic eolian
amenajabil este de circa 2.000 MW, cu o cantitate medie de energie electric ă de 4.500 GWh/an.
Pe baza evalu ării ܈i interpret ării datelor înregistrate, se pot monta instala ܊ii eoliene cu o
capacitate de pân ă la 14.000 MW, ceea ce înseamn ă un aport de energie electric ă de aproape 23
000 GWh/an.
Potrivit unui studiu, poten ܊ialul eolian al ܊ării, estimat la 14.000 de MW, este cel mai mare
din sud-estul Europei ܈i al doilea din Europa.
Transelectrica a avertizat c ă în sistemul na ܊ional pot fi preluate turbine eoliene de
maximum 4.000 de MW.

VII. Compara ܊ii cu alte resurse energetice

Avantaje
Energia eolian ă este o solu ܊ie foarte bun ă la problema energetic ă globală.
Utilizarea resurselor regenerabile se adreseaz ă nu numai producerii de energie, dar prin
modul particular de generare reformuleaz ă܈i modelul de dezvoltare.
Energia eolian ă este printre formele de energie regenerabil ă care se preteaz ă aplica܊iilor la
scară redusă.

16
Principalul avantaj al energiei eoliene este emisia zero de substan ܊e poluante ܈i gaze cu
efect de ser ă, deoarece nu se ard combustibilii.
Producerea de energie eolian ă nu implic ă producerea nici unui fel de de ܈euri.
Costul energiei electrice produse în centralele eoliene moderne a sc ăzut substan ܊ial în
ultimii ani, ajungând în S.U.A. s ă fie chiar mai mici decât în cazul energiei generate din
combustibili.
Spre deosebire de centralele nucleare, unde costurile de scoatere din func ܊iune pot fi de
câteva ori mai mari decât costurile centralei, în cazul generatoarelor eoliene, costurile de scoatere
din func܊iune, la cap ătul perioadei normale de func ܊ionare, sunt minime, acestea putând fi integral
reciclate.

Dezavantaje
Principalele dezavantaje sunt:
ƒ resursa energetic ă relativ limitat ă,
ƒ inconstan ܊a datorată varia܊iei vitezei vântului ܈i numărului redus de amplasamente
posibile.
Pu܊ine locuri pe P ământ ofer ă posibilitatea producerii a suficient ă electricitate folosind
energia vântului.
Un important dezavantaj al produc ܊iei de energie eolian ă a fost pre ܊ul destul de mare de
producere a energiei ܈i fiabilitatea relativ redus ă a turbinelor.
Eficacitatea energetic ă s-a dublat, costul unui kWh produs sc ăzând de la 0,70 euro la circa
0,32 euro în prezent.
Un alt dezavantaj este ܈i "poluarea vizual ă", adică faptul că au o apari ܊ie neplăcută – iar
altul ar fi faptul c ă produc "poluare sonor ă".
Se afirmă că turbinele afecteaz ă mediul ܈i ecosistemele din împrejurimi, omorând p ăVări ܈i
necesitând terenuri mari virane pentru instalarea lor.
Există un risc mare de distrugere în cazul furtunilor.

17
VIII. Ma܈ini eoliene
Doi inventatori germani au c ăOătorit 5.000 km de-a lungul Australiei, într-o ma ܈ină-prototip
ce se încarc ă cu ajutorul vântului. C ăOătoria de 3 s ăptămâni de la Perth la Sydney i-a costat doar
16 dolari australieni.
Autovehiculul numit Wind Explorer parcurge 100 km cu jum ătate din cantitatea de curent
electric necesar ă func܊ionării unei ma ܈ini de spălat.
Cei doi inventatori spun c ă ma܈ina lor este primul autovehicul autonom pe baz ă de vânt.
Ma܈ina func܊ionează cu baterii de litiu-ion ce se încarc ă cu ajutorul unei turbine mobile
folosite noaptea. Pentru acumularea de energie suplimentar ă, cei doi au folosit ܈i zmeie.
Wind Explorer cânt ăre܈te 200 de kg ܈i poate atinge viteze de 88.5 km/h.
Wind Explorer a devenit primul vehicul eolian ce a traversat un continent.

Cele mai puternice turbine eoliene au fost lansate in Germania
Cele mai puternice turbine eoliene sunt pe cale sa fie lansate. Aceste turbine pe nume Areva
sunt u܈or de instalat ܈i de între܊inut, fiind foarte rezistente la apa.
Aproximativ 5.000 de locuin ܊e ar putea beneficia de pe urma acestor turbine, fiecare avand
o putere maxima de 5 MW.
Pentru a preveni distrugerile provocate de apa m ării, toate mecanismele ale c ăror pozi܊ie
trebuie schimbat ă sunt protejate, iar pentru ca lamele de 120 de metri sa fie mai usoare, au fost
întărite cu fibr ă de carbon.
Componentele tehnice si generatorul turbinei sunt inchise ermetic iar in cazul unor
defec܊iuni tehnice, exist ă senzori ܈i sisteme de control al energiei suplimentare. Compania Areva
planuieste sa monteze 6 turbine înalte de 90 de metri pe zona de coast ă a Germaniei, la o distan ܊ă
de 45 de kilometri în larg.

18
IX. Integrarea în re Ġeaua electric ă

Sistemul public de transport úi distribuĠie al energiei electrice
Turbinele eoliene sunt de regul ă localizate în zone rurale sau montane, unde:
ƒ conexiunea la cea mai apropiat ă substaĠie electric ă poate fi slab ă
ƒ cererea de electricitate la nivel local poate fi mult mai mic ă decât capacitatea de
producĠie a centralei.
O modalitate pentru definire “t ăriei” reĠelei elecrice de transport este prin nivelul de defect,
care este o m ăsură a curentului ce va curge când intervine o defectare a re Ġelei.
La capatul unui circuit electric lung, nivelul de defect este mult mai redus decât în centrul
unei reĠele interconectate.
Sistemele de tensiune înalt ă, au niveluri de defect ridicate. Cu cât tensiunea este mai
scăzută cu atât sistemul va fi mai slab. Sistemele de transport a energiei electrice din zonele rurale
pentru majoritatea statelor UE sunt de: 132, 33, si 11 kV.
Sistemul de 11 kV este cel mai extins, dar pu Ġin probabil este s ă sprijine mai mult de unu
până la trei MW. Termenul de Furnizor Public de Energie Electric ă este folosit pentru operatorii
reĠelei electrice locale.
FPE este responsabil de func Ġionarea sigur ăúi economic ă a sistemului propriu úi are
obligaĠia de a men Ġine calitatea satisf ăFătoare de aprovizionare a utilizatorilor sistemului s ău, nu
este neapărat cumpăUător de electricitatea produs ă de turbinele eoliene.
FPE ar trebui s ă fie averiza Ġi cu privire la sistemul de energie eolian ă propus de la un stadiu
incipient.
Orice linie electric ă aeriană cu două fire este în sistem monofazat úi necesită în mod normal
întărire, dacă se doreúte instalarea de generatoare.

Proiectarea conect ării la reĠea
Proiectarea corect ă din punct de vedere tehnico-economic a sistemului electric de colectare
pentru o central ă electricăúi conectarea sa la re Ġeaua electric ă este un proces de optimizare a mai
mulĠi parametrii.

19
În acest stadiu trebuiesc considerate o serie de aspecte:

x Tensiunea de conectare.
x DistribuĠia tensiunii în cadrul centralei eoliene.
x Aúezarea transformatoarelor úi a turbinelor eoliene.
x Împământarea.
x ProtecĠia.
x Contorizarea.

Aspectul general al parcului eolian se bazeaz ă pe optimizarea produc Ġiei parcului în ceea
ce priveúte locaĠia turbinelor individuale úi accesibilitatea acestora – adic ă infrastructura.
ContribuĠia scurt-circuitului în re Ġea este un parametru important úi în func Ġie de
disponibilitatea úi evaluarea echipamentelor electrice se alege o solu Ġie care îndepline úte cerinĠele
electrice de proiectere de baz ăúi se verific ă prin calcule de curent de defect.
Se evalueaz ă pierderile totale pe durata de via Ġăúi valoarea actual ă netă, pentru a vedea
dacă utilizarea de echipamente cu pierderi mai reduse poate fi justificat ă din punct de vedere
economic.
Calculul pierderilor se bazeaz ă pe profilul produc Ġiei parcului eolian, calculat din
parametrii care descriu vântul úi curba de putere a turbinelor eoliene în cauz ă.

Alte aspecte ce afecteaz ă alegerea loca Ġiei
Centralele eoliene ofer ă o serie de avantje importante comparativ cu centralele
convenĠionale pe c ărbune, petrol sau gaz natural.
Centralele eoliene pot ridica probleme de mediu úi comunitate.
Ele genereaz ă zgomot úi pot fi intruzive vizual pentru reziden Ġii care locuiesc în apropierea
lor.
Pot perturba habitatele s ălbatice úi pot provoca r ănirea sau moartea unor p ăVări.
In ciuda gre úelilor din trecut, aceste úi alte poten Ġiale probleme nu trebuie considerate un
obstacol serios în calea dezvolt ării vântului, în cele mai multe cazuri.
În unele cazuri rezultatul procesului poate duce la interzicerea derul ării proiectului.

20
În alte cazuri, se poate ajunge la concluzia c ă problemele ridicate nu sunt motiv serios de
îngrijorare, sau pot fi întreprinse m ăsuri specifice pentru a le rezolva.

Aspecte ce privesc comunit ăĠile locale
Construirea úi funcĠionarea unei centrale eoliene împlic ă multe din activit ăĠile de
construcĠie úi fucĠionare a unei centrale conven Ġionale.
Proiectele eoliene, ridic ă probleme legate de comunitate, în special în ceea ce prive úte
impactul visual úi zgomotul.

Considerente privind utilizarea terenului
Proiectele de energie eolien ă sunt mai degrab ă intruzive cu terenul decât intensive.
Pentru producerea unui MW, terenurile necesare unui proiect de energie eolian ă depăúesc
terenurile necesare pentru cele mai multe tehnologii de producere a energiei.
In timp ce facilit ăĠile eoliene se pot extinde pe o arie geografic ă mare úi au o arie larg ă de
influenĠă, proiectul fizic “amprenta” acoper ă o porĠiune relativ mic ă din acest teren.
Dezvoltarea energiei eoliene este compatibil ă de obicei cu utilizarea agricol ă sau păúunatul
unui site.
Dezvoltarea proiectelor eoliene poate afecta alte utiliz ări în/sau adiacente la un site, sau în
regiunea înconjur ătoare. Unele parcuri de agrement úi utilizări care scot în eviden Ġă valorile
Vălbăticiei úi rezervaĠiile dedicate protec Ġiei vieĠii sălbatice nu pot fi compatibile cu dezvoltarea de
proiecte eoliene în apropiere.
Variabilele care pot determina efectele de utilizare a terenului includ:
ƒ topografia loca Ġiei;
ƒ Părimea, num ărul, produc Ġia úi spaĠierea turbinelor;
ƒ amplasarea úi proiectarea de drumuri;
ƒ dacă accesoriile facilit ăĠilor sunt consolidate sau dispersate;
ƒ dacă liniile electrice sunt aeriene sau subterane.

21
Impactul vizual
Turbinele eoliene sunt structuri extrem de vizibile.
Turnurile turbinelor eoliene moderne m ăsoară de la 30 la 50 metrii deasupra solului, f ăUă a
mai pune la socoteal ă palele rotorului care pot ajunge pân ă la 40 metrii în diametru.
De cele mai multe ori turbinele sunt dispuse în tablouri de o duzin ă sau mai multe pe creste
úi dealuri vizibile. Dac ă impactul vizual al turbinelor eoliene genereaz ă plângeri depinde par Ġial
de locaĠia unde se instaleaz ă.
Propunerea instal ării centralelor eoliene lâng ă zonele reziden Ġiale a întâmpinat opozi Ġia
puternică a localnicilor úi dezvoltatorilor imobiliari.
Amplasarea unui proiect de eoliene în apropierea unui parc na Ġional sau rezerva Ġie poate
incita la plângeri din partea organiza Ġiilor locale de mediu úi activiúti.
Se pot lua m ăsuri de reducere a num ărului de plângeri prin construirea de turbine mai pu Ġin
impunătoare úi mai plăcute la vedere.
Combinarea unui aspect elegant úi minimalist a unor spa Ġii moderne de turbine eoliene úi
rotoare poate rezulta într-un efect general atractiv.
O atenĠie deosebit ă trebuie acordat ă la modul în care este instalat ă o matrice de turbine
eoliene în raport cu peisajul.
Toate păUĠile interesate pot fi implicate în eventuale modific ări ale proiectului úi în
minimizarea impactului, dup ă vizualizarea simul ării din punctele de observa Ġie importante.
Eforturile de educare úi informare a comunit ăĠii cu privire la energia eolian ăúi beneficiile
sale, pot ajuta la reducerea opozi Ġiei din motive estetice.
Există o tendin Ġă a persoanelor care trec pe lâng ă o central ă eoliană de a observa mai
degrabă cele câteva turbine care nu func Ġionează decât majoritatea care func Ġionează. Acest lucru
poate induce p ărerea că tehnologia eolian ă nu este sigur ă.
Prin informarea oamenilor despre faptul c ă este normal ca unele turbine s ă poată fi oprite
în orice moment se poate ajunge la ameliorarea acestei probleme de comunicare.

Zgomotul
Marea majoritate a celor afecta Ġi de zgomotul produs de turbinele eoliene tr ăiesc la câĠiva
kilometri de centralele eoliene de mare putere sau la câteva sute de metrii de o instala Ġie cu turbine
mici sau individuale.

22
O turbină de 300 kW produce un nivel de zgomot la 120 m mai mic decât cel produs de un
semafor aflat la 30 m distan Ġă – suficient de tare pentru a se auzi în înc ăperi úi poate fi semnificativ
noaptea, când traficul úi zgomotele casnice sunt diminuate.
La planificarea unui proiect eolian, ar trebui acordat ă atenĠie la orice zgomot ce ar putea fi
auzit în afara. Nivelul de zgomot este probabil mai mic chiar úi cu geamurile deschise.
Zgomotul ce va fi produs atunci când bate vântul dinspre turbine spre case, caracterizeaz ă
impactul zgomotului poten Ġial. Este comparat cu zgomotul de fond care exist ă deja în zon ă, făUă
funcĠionarea parcului eolian.

Harta zgomotului produs de o central ă eoliană

Au fost înregistrate progrese semnificative în reducerea zgomotului produs de turbine înc ă
de la instalarea primelor turbine.
Turbinele mari aflate acum pe pia Ġă genereaz ă mai puĠin zgomot, decât turbinele mici pe
care le-au înlocuit, din cauza rotorului mai lent, proiect ării precum úi fabricarii atente a palelor
unghiului acestora.
Sunt afecta Ġi puĠini locuitori de zgomotul produs de turbinele eoliene, dac ă se acord ă
atenĠia cuvenit ă distanĠelor úi procedurilor de reducere a zgomotului.

23
Interferen Ġa electromagnetic ă (IEM)
Interferen Ġa electromagnetic ă este perturbarea semnalelor electrice folosite în: tehnologia
de comunica Ġie inclusiv radio, televiziune úi microunde.
O posibilă problemă pot crea palele turbinelor.
Palele turbinelor reflect ă semnalele de televiziune UHF, iar receptoarele de televiziune pot
fi afectate pe o raz ă de 5 kilometri (UHF) sau 6/5 kilometrii (VHF) dac ă are dimensiuni
considerabile turbina.
Gradul de interferen Ġă depinde de materialul din care este confec Ġionată pala.
LocaĠia turbinei în raport cu calea semnalului, úi dimensiunea turbinei.
Interferen Ġa cu recep Ġia radio FM nu a fost raportat ă. StaĠiile de comunicare cu microunde
sunt adesea situate pe dealuri îndep ărtate în zona rural ă.
Circuitele electrice din turbine pot transmite un semnal electromagnetic, în cazul în care
nu sunt corect instalate úi întreĠinute.
Sunt necesare discu Ġii úi soluĠii cu operatorii sta Ġiilor de telecomunica Ġii pentru evitarea
creerii de inteferen Ġe.

Planifcarea dezvolt ării unui proiect eolian
In procesul de selectare a loca Ġiilor, se cere realizarea unui plan zonal care s ă certifice
condiĠiile de încadrare a unei centrale eoliene.

Se stabilesc condi Ġii úi criterii cum ar fi:
x Mărimea turbinei eoliene, inclusiv m ărimea maxim ă a rotorului, în ăOĠimea minim ăúi
maximă, înăOĠimea turnului, etc.
x Instalarea úi proiectarea, inclusiv a turnului úi rotorului, notificarea utilit ăĠilor, semne de
avertizare úi acces la turn.
x Aúezarea, inclusiv distan Ġa de retragere a centralei fa Ġă de facilităĠile vecine, drumuri, alte
centrale eoliene, proiectarea estetic ă (cum ar fi turnul tubular sau cu z ăbrele) úi apropierea fa Ġă de
linia electric ă.
x Reglement ările de zgomot úi interferen Ġa radio úi TV.
x Alte reglement ări, inclusiv de asigurare, accesul publicului la instala Ġiile eoliene, úi
cerinĠele de dezafectare

24
Unele autorit ăĠi locale au identificat deja resursele eoliene locale pe teritoriul lor, în scopul
de a facilita procesul de autoriza Ġii úi dezvoltarea proiectelor, úi au pregătit hăUĠi din aceste zone
care prezint ă informaĠii cum ar fi:
ƒ viteza úi durata vântului,
ƒ caracteristici topografice,
ƒ caracteristicile amplasamentului,
ƒ drumuri úi facilităĠi existente,
ƒ terenuri sensibile din punct de vedere al folosin Ġei, etc.

25
X. Concluzii
Se considera ca potentialul tehnic mondial al energiei eoliene poate sa asigure de cinci ori
mai multa energie decat este consumata acum.
Acest nivel de exploatare ar necesita 12,7 % din suprafata Pamantului sa fie acoperite de
parcuri de turbine, presupunand ca terenul ar fi acoperit cu 6 turbine mari de vant
pe kilometru patrat. Aceste cifre nu iau în considerare imbunatatirea randamentului turbinelor si a
solutiilor tehnice utilizate.
Energia eoliana este folosita extensiv si turbine noi de vant se construiesc in toata lumea,
energia eoliana fiind sursa de energie cu cea mai rapida crestere in ultimii ani.
Utilizarea energiei eoliene a consemnat un progres deosebit.
Intre 1995 – 2005, rata anuala de crestere a fost de cca 30%, conducand la o putere instalata
totala noua de 32.000 MW, adica dublu decat in domeniul energiei nucleare din aceeasi perioada.
Turbinele eoliene mici – o component ă important ă în contexul dezvolt ării sistemelor de
generare distribuit ă;

EFICIEN ğA
– creúterea randamentelor de conversie aerodinamic ă
– creúterea randamentelor ma úinilor electrice
– utilizarea unor sisteme de condi Ġionare a puterii cu randamente superioare.

CONCEP ğIA
– dezvoltare tehnologic ă în zona vânturilor de intensitate redus ă
– creúterea suprafe Ġei de captare simultan cu reducerea înc ărcărilor;
– sisteme sigure de protec Ġie pentru viteze extreme;

IMPLEMENTAREA
– realizare a evalu ării potenĠialului eolian úi reducerea incertitudinilor;
– adoptarea de solu Ġii constructive úi materiale noi pentru stâlpii de sus Ġinere
– promovarea de sisteme moderne de ancorare úi fundaĠii.

26
Bibliografie

[1] MANUAL – SURSE REGENERABILE DE ENERGIE
[2] C. Vlad, P. D. L ă]ăroiu Energia eolian ă – conversie ܈i utilizare, E ܇E, 1985
[3] V. Ilie (coordonator) s.a. Utilizarea energiei vîntului Editura Tehnic ă, 1984
[4] O. ܉X܊uianu Stocarea energiei, Editura Tehnic ă, 1987
[5] A. Bîrlog, Gheorghe L ă]ăroiu, Constantin Bulac, Marius Tudor- Centrale energetice hibride
bazate pe surse de energie regenerabile, Simpozionul Na ܊ional Optimizarea Serviciilor Energetice,
edi܊ia a VIII-a, Buz ău, 2011
[6] World Wind Energy Association WWEA 2011, data public ării aprilie 2011,
http://www.wwindea.org/home/images/stories/pdfs/worldwindenergyreport2010_s.pdf
[ 7 ] E n e r g i a e o l i a n ă – h a r t a r e s u r s e l o r d e v â n t a l e R o m â n i e i ,
http://naturenergy.ro/index.php?pag=7&id=916&titlu_pagina=Energie%20eoliana%20-
%20Domeniu%20exploziv
[8] http://www.agir.ro/univers-ingineresc/energia_eoliana_1255.html
[9] Adevărul, For܊a vântului câ ܈tigă teren pe pia ܊a energiei regenerabile, autor Laura Toma, 23
august 2007, [1]http://www.adevarul.ro/actualitate/Forta-vantului-castiga-energiei-
regenerabile_0_37796665.html
[10] Geographia, Blogul Revistei “Geographia”, Energia alternativ ă, Moldovan Carmin,

Energia alternativă

[11] Money.ro, România, raiul eolienelor: Înc ă 400 de milioane de euro în energie "verde". Autor:
Florin Cojocaru, Publicat: 31 mai 2011, Actualizat: 01 iun 2011, http://www.money.ro/inca-300-
de-milioane-de-euro-in-energie-verde–vezi-proiectele_979546.html
[12] Revista de informare, Energia eolian ă, autor Dorin Jurc ău, http://www.revista-
informare.ro/showart.php?id=221&rev=8