Efekt „kradzieży wiatru” jest coraz częściej obserwowany w rosnącej liczbie morskich farm wiatrowych
W miarę jak na morzach powstaje coraz więcej farm wiatrowych, naukowcy zaczynają mówić o zjawisku znanym jako „kradzież wiatru”. Farmy te produkują energię, wykorzystując siłę wiatru — co jednak prowadzi do tego, iż powietrze za turbinami porusza się wolniej niż przed nimi.
Jak tłumaczy Peter Baas, który analizuje to zjawisko, prędkość wiatru spada nie tylko za pojedynczą turbiną, ale także za całą farmą wiatrową. To właśnie ten spadek nazywany jest „efektem przebudzenia” (ang. wake effect) — czyli obszarem z mniejszą ilością energii kinetycznej, która została „pobrana” przez turbiny.
Zjawisko to może sięgać choćby do 100 kilometrów za dużą farmą, chociaż najczęściej rozciąga się na kilkadziesiąt kilometrów. Badania sugerują, iż jeżeli jedna farma wiatrowa znajduje się zbyt blisko drugiej, jej wydajność może spaść choćby o 10%.
Problem jest realny. Już dziś firmy zajmujące się budową farm wiatrowych spierają się o wpływ jednej instalacji na drugą. Tempo powstawania nowych farm, zwłaszcza morskich, jest tak szybkie, iż ten problem narasta.
Zespół naukowców, z którym pracuje Baas — w tym specjaliści z Politechniki w Delft i Holenderskiego Instytutu Meteorologicznego — bada wpływ farm na Morzu Północnym. Jak zauważa Baas, im więcej farm, tym silniejszy efekt aerodynamicznego „śladu” wiatrowego.
W Wielkiej Brytanii ruszył projekt badawczy, którego celem jest lepsze zrozumienie tego zjawiska i pomoc w planowaniu przyszłych inwestycji. Pablo Ouro z Uniwersytetu w Manchesterze, kierujący badaniami, zapowiada, iż zespół przeanalizuje, jak te „ślady” będą wpływać na wydajność turbin do roku 2030. Do tego czasu liczba turbin ma się co najmniej potroić.
„Od dawna wiemy o efekcie przebudzenia” – mówi Ouro. – „Ale aby osiągnąć neutralność klimatyczną, musimy znacznie zwiększyć liczbę wiatraków. Oznacza to, iż nowe turbiny będą działały bardzo blisko już istniejących, co może prowadzić do jeszcze większych problemów z przepływem wiatru”.
Obecnie w Wielkiej Brytanii trwa wiele dyskusji między firmami energetycznymi na temat wpływu farm na siebie nawzajem. Ouro podkreśla, iż regulacje dotyczące minimalnych odległości między farmami są często niedostosowane do rzeczywistego zasięgu ich oddziaływania.
„Kiedy są dwie farmy, widać to jasno. Ale przy sześciu lub więcej trudno już ocenić, jak wzajemnie na siebie wpływają” – tłumaczy.
Turbiny coraz większe, a problem rośnie
Nowoczesne turbiny są znacznie większe niż kiedyś. Umieszcza się je wyżej, a ich łopaty mogą sięgać choćby 100 metrów długości – czyli mniej więcej tyle, co boisko piłkarskie. Jedna taka turbina może zasilić prądem choćby 20 tysięcy europejskich domów.
Jednak, jak zauważa Ouro, większe turbiny pogłębiają efekt przebudzenia — „więcej wiatru zostaje zatrzymane przez większe łopaty, a za turbiną pozostaje dłuższy, słabszy przepływ powietrza”.
Rywalizacja o najlepsze lokalizacje
Eirik Finserås, który badał to zjawisko na Uniwersytecie w Bergen, zwraca uwagę na jego wpływ zarówno na istniejące, jak i planowane farmy. Jego zdaniem brak odpowiedniego zarządzania tą kwestią może prowadzić do poważnych napięć między inwestorami i państwami, szczególnie w zatłoczonych obszarach morskich.
W miarę jak rozwój energetyki wiatrowej przyspiesza, konieczne będzie lepsze planowanie i kooperacja międzynarodowa, by maksymalizować efektywność produkcji energii i ograniczyć negatywne skutki wzajemnych zakłóceń między farmami.
