• APPENDIX
• ABREVIATIONS
• GLOSSARY
• REFERENCES
• EVENTS

Partea I : Tehnologia

Partea I se referǎ la aspectele tehnologice ale industriei eoliene care a fǎcut progrese rapide în toate domeniile. Pe lângǎ numeroasele cunoştiinţe deja dobândite, mai sunt multe aspecte de descoperit, mai cu seamǎ în domeniul meteorologiei, aerodinamicii, ştiinţei materialelor, precum şi în domenii de înaltǎ tehnologie cum ar fi strategiile de mentenanţǎ, designul centralelor eoliene şi planificarea reţelelor electrice.

Mai existǎ concepte de proiectare a turbinelor, neverificate încǎ, care meritǎ atenţie.

Partea I descrie fundamentele energiei eoliene, situaţia actuală precum şi posibilele direcţii de evoluţie în viitor.

Evaluarea resurselor eoliene

Metodele folosite pentru a efectua evaluarea resurselor eoliene sunt bine stabilite. Capitolul I.1 descrie evaluarea resurselor eoliene pentru zone vaste, de care se ţine cont în stabilirea atât a resurselor regionale disponibile cât şi în depistarea celor mai bune teritorii din regiunea respectivǎ. El include totodatǎ şi resursele eoliene şi estimarea producţiei de energie pentru amplasamentele specifice.

Precizia în evaluarea producţiei de energie are o importanţǎ capitalǎ atât pentru proprietarul proiectului cât şi pentru organizaţiile care finanţeazǎ acest proiect, iar capitolele respective explicǎ care sunt numeroşii factori ce pot afecta producţia de energie.

Figura S.3 Atlas eolian european terestru

Sursa : Garrad Hassan

Metodele de predicţie fac de asemenea parte din Capitolul I.2, ca element important în industria eolianǎ actualǎ. Dependent de structura pieţei de electricitate, titularul proiectului sau cumpǎrǎtorul de energie trebuie sa fie gata sǎ obţinǎ beneficii financiare importante pe piaţă, rezultate din precizia procedurlior de predicţie aplicate la producţia eolianǎ. Si operatorii din sistemele de energie electricǎ cu grad înalt de penetrare eoliană au nevoie de previziuni, în scopul optimizǎrii funcţionǎrii sistemelor lor.

Tehnologia turbinei eoliene

Progresele tehnice rapide sunt mai vizibile la tehnologia turbinelor eoliene. Capitolul I.3 aratǎ cum dimensiunile turbinei, puterea şi complexitatea acesteia s-au dezvoltat vertiginos, dezvoltare ilustratǎ prin creşterea mărimii  turbinei comercializate cu un factor de 100 în ultimii 20 de ani (Figura S.4). Turbinele eoliene par a fi maşini simple, dar în realitate trebuie sǎ satisfacǎ nişte cerinţe fundamentale, ceea ce conferǎ acestei ramuri de inginerie un caracter cu totul special, deosebind-o de toate celelalte.

• Maşina trebuie sǎ funcţioneze ca o centralǎ electricǎ, nesupravegheatǎ şi sǎ furnizeze reţelelor electrice mai mult decât simpla energie.
• Vântul variazǎ pe scara timpului de la secunde la ani, ceeea ce introduce un factor de incertitudine în orice aspect, de la sarcina mecanicǎ la producţia de energie ;
• Aceastǎ tehnologie trebuie sǎ fie competititvǎ in privinţa costurilor, în comparaţie cu celelelate energii regenerabile şi cu modului de producţie convenţional.

Figura S.4 Creşterea dimensiunilor în designul  turbinelor eoliene comercializabile

Sursa : Garrad Hassan

Capitolul I.3 prezintǎ evoluţia designului turbinelor eoliene şi explicǎ de ce turbinele cu trei pale, orientate amonte faţă de vânt, având turaţie variabilǎ sau prevǎzute cu un unghi de pală variabil, predominǎ în mod current. Principalele elemente care determinǎ în prezent designul sunt: compatibilitatea cu reţelele electrice, costul energiei (care include şi fiabilitatea), emisiile acustice, impactul vizual şi compatibilitatea cu condiţiile amplasamentului. Cu toate acestea, multe probleme tehnice rǎmân încǎ nerezolvate.

De exemplu, turbinele mari, aflate actualmente în producţie, includ :

• Concepte cu diametru rotoric mare, generatoare cu turaţie joasă
• Concepte referitoare la generatoare de turaţie mare şi multiplicatoare de turaţie
• şi
• Soluţii intermediare cu generatoare de turaţie medie şi o treaptǎ redusǎ de multiplicare.

  Este de asemenea surprinzǎtor faptul cǎ dimensiunea optimǎ a unei turbine eoliene pentru parcul de centrale eoliene terestre standard, nu este încǎ stabilitǎ. Acest capitol explicǎ câteva dintre aceste probleme tehnice şi se încheie cu trecerea în revistǎ a unor concepte radical diferite (concepte alternative).

Designul centralei eoliene

Capitolul I.4 descrie modul în care turbinele eoliene se grupeazǎ în centrale eoliene, factorii care afecteazǎ localizarea precum şi modul în care sunt construite.

Designul centralei eoliene este o problemǎ criticǎ atât în ceea ce priveşte reducerile de costuri, cât şi gradul de acceptare de cǎtre public, indiferent cǎ este vorba de mare sau de uscat, mai cu seamǎ în cazul celor care depǎşesc prin dimensiunile lor marile centrale electrice convenţionale.

Aranjarea turbinelor eoliene în interiorul centralei eoliene afecteazǎ în mod clar nu numai producţia de energie, dar şi aspectul vizual sau poluarea sonorǎ asupra vecinǎtǎţii acestora.

Acest capitol explicǎ cum poate fi optimizatǎ configuraţia turbinelor eoliene ţinând seama de toate obstacolele enumerate, prin utilizarea unor programme special create pentru industria eolianǎ.

Capitolul se referǎ şi la alte aspecte importante cum ar fi dimensionarea bugetului centralei si lucrǎrile de inginerie civilǎ şi electricǎ. Cum industria energiei eoliene câştigǎ tot mai mult teren şi experienţǎ în construirea proiectelor în orice condiţii, costurile sau alte aspecte importante sunt tot mai bine înţelese, riscurile nefiind mai mari decât în alte ramuri de inginerie sau proiecte de centrale energetice de aceeaşi talie.

Platformele eoliene maritime (off-shore)

Capitolul I.5 se referǎ la energia eolianǎ maritimǎ, dar mai ales, extinde discuţia legatǎ de aspectele terestre prezentate în Capitolele I.2, I.3 şi I.4 la situaţia maritimǎ. Deşi în prezent aceastǎ piaţǎ este cu mult mai micǎ decât cea terestrǎ, ea reprezintǎ actualmente o parte importantă din politicile energetice ale multor naţiuni, iar aşteptǎrile legate de aceastǎ piaţǎ sunt mari. Piaţa eolianǎ maritimǎ se caracterizeazǎ prin proiecte care sunt cu mult mai vaste şi mai riscante decât majoritatea proiectelor terestre, diferite organisme dorind sǎ construiascǎ şi sǎ dezvolte astfel de proiecte.

Nave şi tehnici speciale au fost utilizate pentru ridicarea turbinelor, iar accesul la turbinele maritime reprezintǎ un aspect major care influenţeazǎ costurile, disponibilitatea şi securitatea.

Tehnologia turbinei este şi ea diferitǎ în cazul proiectelor maritime: sunt motive serioase ca dimensiunile turbinei individuale să fie mult mai mari, iar  turbinele de 5 MW sau mai mult reprezintǎ ţinta acestei pieţe. Apar deasemeni şi deosebiri mai fine, datorate mediului înconjurǎtor diferit şi cerinţelor sporite de fiabilitate. Existǎ o posibilitate mai mare ca designurile cu adevǎrat inovatoare sǎ aparǎ mai degrabǎ pe piaţa maritimǎ, decâ pe piaţa terestrǎ, iar capitolul se încheie cu trecerea în revistǎ a conceptelor inovatoare cum ar fi turbinele plutitoare.

Micile turbine eoliene

La capǎtul opus al gamei de turbine, Capitolul I.6 descrie turbine eoliene mici şi foarte mici care au apǎrut pe piaţǎ pentru a satisface nevoi speciale.

Atât aplicaţiile tradiţionale de electrificare ruralǎ   şi furnizarea energiei pentru case izolate, bǎrci şi mijloace de telecomunicaţie cat si tendinţele de utilizare în  zonele urbane - ca urmare a unei cereri importante de « micro-producţie energeticǎ » - duc la dezvoltarea tehnicǎ a proiectelor de turbine eoliene mici, de unde ar putea rezulta îmbunǎtǎţiri remarcabile în indicatorii economici.

Chiar mai mult, creşterea preţurilor la carburanţi încurajeazǎ dezvoltarea unor domenii foarte solicitate, de mare tehnicitate, cum ar fi cel al sistemelor hibride eoliene Diesel. Existenţa unei diversitǎţi de pieţe, fiecare cu caracteristici proprii, relevǎ faptul cǎ domeniul turbinelor eoliene mici prezintǎ o varietate mai semnificativǎ decât cel al turbinelor eoliene clasice mari. Existǎ o capacitate de dezvltare  potenţialǎ la multe dintre aceste pieţe.

Cercetare şi dezvoltare (R&D)

Capitolul I.7 descrie eforturile în cercetarea şi dezvoltarea (R&D) tehnologiei eoliane. Ar fi o greşealǎ sǎ considerǎm energia eolianǎ drept o tehnologie maturǎ, fapt care ar putea duce la o reducere a eforturilor de cercetare şi dezvoltare (R&D).

În plus, obiectivul european de 20 %, constând în promovarea producerii de energie din surse regenerabile, lanseazǎ noi provocǎri. În Agenda sa de Cercetare Strategicǎ¹, publicatǎ recent, Platforma Europeanǎ de Energie Eolianǎ, TP Wind, propune o viziune ambiţioasǎ pentru Europa.

În aceastǎ viziune, o capacitate de 300 GW de energie eolianǎ va fi implementatǎ în jurul anului 2030, reprezentând pânǎ la 28 % din consumul de electricitate al UE.

Ba mai mult, viziunea TPWind include şi un obiectiv secundar referitor la energia eolianǎ maritimǎ, care ar trebui sǎ reprezinte cam 10 % din cosumul de electricitate al UE în anul 2030. Un pas intermediar îl constituie implementarea a 40 GW în anul 2020, faţǎ de 1 GW instalat în prezent.

R&D trebuie sǎ asigure implementarea eficientǎ a viziunii TPWind pentru energia eolianǎ şi sǎ sprijine implementarea obiectivelor fixate. TPWind a stabilit prioritǎţile cercetǎrii şi dezvoltǎrii pentru a implementa viziunea sa legatǎ de sectorul energiei eoliene pentru anul 2030. Au fost identificate patru arii tematice :

1. condiţiile eoliene,

2. tehnologia turbinei eoliene,

3. integrarea energiei eoliene,

4. funcţionarea şi extinderea centralelor eoliene maritime.

  Pentru a implementa viziunea TPWind 2030 şi a pemite dezvoltarea pe scarǎ largǎ a energiei eoliene, este nevoie de realizarea şi încurajarea unei pieţe stabile si bine definitǎ, politicile şi rezolvarea problemelor de mediu fiind esenţiale.

Strategia de dezvoltare a pieţii include printre alte obiective, preţuri reduse şi o integrare efectivǎ a energiei eoliene in mediul natural.

O preocupare esenţialǎ este legatǎ de eforturile de finanţare R&D.  Eforturile actuale ale R&D in domeniul energiei eoliene în cadrul UE sunt insuficiente pentru a atinge obiectivele referitoare la utilizarea surselor de energie regenerabilǎ, alǎturi de sursele mixte de energie şi a satisface obiectivele fixate la Lisabona în legaturǎ cu creşterea economicǎ si locurile de muncǎ.

Elementul cel mai problematic este contribuţia europeanǎ. Planul Strategic privind  Tehnologia  Energiei (SET-Plan) propune o serie de instrumente pentru a rezolva situaţia, cum ar fi iniţiativele industriale europene incluzând iniţiativele eoliene europene.