Energia wiatrowa jest istotnym filarem niemieckiej polityki energetycznej. Jak twierdzi niemiecki rząd, do 2030 roku pozwoli ona na osiągnięcie 65% udziału OZE w miksie energetycznym tego kraju (wraz z systemami PV, elektrowniami wodnymi i biomasowymi).

W opublikowanym niedawno raporcie dr Christopher Jung oraz dr Dirk Schindler z Uniwersytetu w Fryburgu pokazali,  że możliwe jest pokrycie nawet do 40% zapotrzebowania na energii elektryczną w 2030 roku z samych tylko elektrowni wiatrowych. Wymagania tego scenariusza nie są wcale astronomiczne – wystarczy optymalnie rozmieścić wiatraki na terenie całych Niemiec. Aby wspomóc rządzących i deweloperów w tym zadaniu, badacze opracowali nowy, trójwymiarowy model wietrzności.

Podstawą nowego modelu, wykorzystanego do estymacji mocy, jakie uzyskać można w tym sektorze OZE, były dane dotyczące nowych instalacji wiatraków w 2017 roku. Badacze wskazują, że nawet gdyby tylko utrzymać to tempo, to do 2030 bez problemu możliwe jest osiągnięcie 40% udziału lądowej energii wiatrowej w krajowym miksie energetycznym Niemiec. Zespół opublikował te wyniki w czasopiśmie naukowym „Energy Conversion and Management”.

Podstawową ideą naukowców podczas opracowywaniu modelu było zwiększenie wydajności, z jaką wykorzystywana jest energia wiatru. Naukowcy wskazują, że w szczególności tzw. repowering – czyli wymiana starych, konwencjonalnych elektrowni lub też mniejszych instalacji wiatrowych na nowe, większe elektrownie wiatrowe umożliwia ogromny wzrost wydajności – nawet do kilkuset procent. W rezultacie koszt wytworzenia energii elektrycznej, który powstaje, może zostać znacznie zredukowany, nawet do poziomu porównywalnego z kosztem elektrowni opalanych węglem brunatnym. Aby jednak sprostać obecnym celom rozbudowy sektora OZE, stawianym przez niemiecki rząd, znaczna część z 30 000 istniejących turbin wiatrowych musi zostać odnowiona. Ponadto wymagane jest instalowanie kolejnych turbin.

W oparciu o stworzony model badacze mogą oszacować, jakie są dostępne zasoby wiatru dla wszystkich typów elektrowni. Cel ekspansji może być regulowany według potrzeb. Na podstawie modelu naukowcy mogą opracować i ocenić różne scenariusze, uwzględniając zagęszczenie elektrowni, strategię ekspansji czy intensywność repoweringu. Model pozwala również na zrównoważony rozkład przestrzenny.

„Zasadniczo możemy uniknąć nieproporcjonalnej koncentracji farm wiatrowych w niektórych regionach”, podsumowuje Jung. Ponadto algorytm w modelu bierze pod uwagę, że liczba nowych instalacji jest utrzymywana na jak najniższym poziomie. „Pozwoli to zminimalizować zakłócenia, biorąc pod uwagę krajobraz i ochronę przyrody”, mówi Schindler.

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.