Energia eoliană - sursă de energie nepoluantă

Energia eoliană (a vântului) a fost folosită de către om încă din cele mai vechi timpuri. În continuare voi explica cum apare vântul, originea termenului, de când și cum a fost folosită de către om, avantaje și dezavantaje ale folosirii acestui tip de energie.

Vânturile pe Pământ sunt deplasări ale maselor de aer dintr-un loc într-altul. În apariția vânturilor este implicată energia primită de la Soare. Soarele încălzește neuniform atmosfera, iar acest lucru face ca masele calde de aer să urce iar locul lor să fie luat de masele de aer rece. Acolo unde, pe Pământ, este aer cald, este și presiune atmosferică mai mică decât în locurile cu aer rece. Ori, aerul se va deplasa din locul cu presiune atmosferică mare spre locul cu presiune mică. Procesul continuă până când se egalează presiunea din cele două locuri.

În general, vânturile sunt mulțimi de particule care se deplasează fie prin spațiul cosmic (vorbim de vânturi solare, de exemplu – particule provenite de la Soare) sau pe o planetă (în atmosfera acesteia).

Energia vântului, este o energie cinetică a maselor de aer aflate în mișcare. Se știe că omul a folosit prima dată energia vântului la deplasarea corăbiilor cu pânze (vele). Dacă inițial vântul ajuta propulsia cu vâsle, ulterior s-a descoperit cum să se orienteze velele pentru ca să se navigheze aproape în orice direcție față de a vântului (și pe direcție perpendiculară pe direcția vântului și chiar, în zig-zag, împotriva vântului). Există documente care atestă faptul că acum 5000 de ani egiptenii navigau pe Nil cu ajutorul velelor. În mitologia greacă vântul era controlat de către Eol – zeul vânturilor, care le ținea închise într-o peșteră și le dezlănțuia după cum voia. Astfel, în zilele noastre, energiei vântului i s-a mai spus și energie eoliană.

Ulterior, o altă folosire a energiei vântului de către om a fost punerea în mișcare a unor mașini care să macine grâul sau orezul (mori), să pompeze apa pentru irigații sau să extragă sucul din trestia de zahăr. De-a lungul timpului, mecanismul a fost perfecționat pentru creșterea eficienței, astfel că, dacă la început, aveam de a face cu un ax vertical, ulterior au apărut mori de vânt cu ax orizontal pe care erau fixate brațe de lemn cu pânze care își puteau schimba chiar orientarea după vânt. În Evul Mediu morile de vânt erau folosite pe scară largă în toată lumea. În Europa au apărut prin secolul al XII-lea, se pare, aduse de mauri în Spania și de cruciații întorși din Orient. Mori de vânt din zona Dobrogei – zonă cu vânturi puternice - pot fi văzute și la noi, în cadrul Complexului Național Muzeal Astra din Sibiu.

Aceste instalații ce foloseau energia vântului au început să nu mai fie atât de importante pe măsură ce revoluția industrială de la mijlocul secolului al XVIII-lea a luat amploare. Motorul cu aburi, ce folosea energia dată de arderea cărbunelui, a început să fie folosit aproape peste tot. Folosirea pe scară largă a combustibililor fosili și inventarea diverselor motoare termice a condus la neglijarea energiei eoliene.

Însă, criza petrolului din 1973, când prețul barilului de petrol într-un an a crescut în scurt timp de aproape patru ori, de la 3 dolari la 12 dolari, a făcut ca omenirea să-și aducă aminte de energia eoliană. Apar în lume invenții menite a face instalațiile eoliene mai competitive, cu un randament mai ridicat de conversie a energiei în alte forme, în special energie electrică (se știe că dintre toate formele de energie, cea electrică este cea mai versatilă, putând fi relativ ușor transportată la distanță și convertită în alte forme de energie).

Mașinile care transformă energia unui curent de fluid în energie mecanică se numesc turbine. Turbinele eoliene de azi transformă energia vântului în energie mecanică care este apoi transformată în energie electrică printr-un generator electric. De regulă sunt ferme eoliene, în care sunt instalate multe astfel de turbine.

Astăzi trăim o adevărată criză climatică: asistăm din ce în ce mai des la secete, incendii sau inundații devastatoare. Fenomenele meteo extreme sunt tot mai frecvente în România și în întreaga lume, principala cauză fiind poluarea datorată arderii combustibililor fosili, care aruncă în atmosferă dioxid de carbon – un gaz cu efect de seră care împiedică trecerea căldurii dinspre Pământ, asistând astfel la o încălzire globală. De aceea se pune problema orientării omenirii spre alte surse de energie, care să nu mai polueze mediul: energia eoliană, energia solară.

Captarea energiei eoliene are o serie de avantaje incontestabile, dintre care enumerăm:

• Este o sursă de energie inepuizabilă.
• Alături de energia solară și energia obținută din căderea apei (hidroelectrică) este o sursă de energie alternativă la energia obținută prin arderea combustibililor fosili.
• Este o sursă de energie curată, nu aduce problemele legate de poluare, așa cum știm că se întâmplă la arderea combustibililor fosili.
• Progresele tehnologice în construcția turbinelor eoliene au făcut ca acestea să fie eficiente și să poată fi instalate și la scară mică, prin curți sau în locuri izolate.
• Turbinele eoliene sunt foarte fiabile și necesită un minim de întreținere.

Producerea acestui tip de energie are și o serie de dezavantaje:

• Vântul nu bate întotdeauna (vremea este imprevizibilă).
• Energia electrică trebuie stocată în baterii, care conțin elemente toxice pentru mediu.
• Rotația palelor turbinelor produce zgomote joase, cu frecvența cuprinsă între 20Hz si 200 Hz, la granița cu infrasunetele. Aceste zgomote pot afecta locuitorii din zonă.
• Turbinele eoliene mari ucid păsările și liliecii care s-ar ciocni cu palele turbinelor.
• La fabricarea unei turbine eoliene se emite dioxid de carbon (gaz de seră) ce contribuie la încălzirea planetei.

În concluzie, folosirea energiei eoliene de către om este o alternativă la combustibilii fosili, dar în prezent, nu poate (încă) să înlocuiască complet energia produsă de aceștia. Cu siguranță progresele tehnologice care vor veni vor face acest gen de energie mai atractivă.

 

Bibliografie:
Romulus Sfichi, Caleidoscop de fizică, Editura Albatros, 1988
Energia eoliană – folosită încă din antichitate, redescoperită în prezent
Morile de vânt din Dumbrava Sibiului, atracţia turiştilor
Wikipedia - Motor cu abur
Wikipedia - Criza petrolului din 1973
Wikipedia - Energie eoliană