Kako globalna potražnja za električnom energijom raste, a klimatska kriza se pogoršava, energija vjetra postaje jedan od ključnih izvora za proizvodnju čiste energije. Međutim, kako bi ova tehnologija bila pouzdanija, stručnjaci moraju razumjeti obrasce kretanja vjetra i način na koji klimatske promjene utiču na njih.
Nove tehnologije za mjerenje parametara koji se tiču vjetrova pomogle su u preciznijem određivanju lokacija za postavljanje vjetroturbina i prognoziranju oluja koje utiču na proizvodnju električne energije. Ipak, porast globalnih temperatura povećava brzinu vjetra i dovodi do intenzivnijih oluja, što predstavlja nove izazove za industriju energije vjetra.
Promjene u brzini vjetra utiču na efikasnost proizvodnje vjetroenergije i tehnologiju koja je podržava, što mjerenja parametara čini krucijalno važnim faktorom u budućem planiranju vjetroturbina i energetske infrastrukture.
Energija vjetra
Energija vjetra je provjereni način iskorišćavanja prirodne sile za proizvodnju električne energije, a koristi se još od 7. vijeka, između ostalog, i za mljevenje žita.
Danas se energija vjetra dobija iz ogromnih turbina, koje su ponekad visoke kao Kip slobode i imaju tri lopatice dužine 60 metara. Kada se lopatice okreću pod uticajem vjetra, pokreću osovinu povezanu sa generatorom, koji proizvodi električnu energiju.
Vjetar je čist izvor energije, bez emisija ugljen-dioksida, dostupan je širom svijeta i relativno je jeftin za implementaciju. Cijena vjetroenergije opada, što je čini sve isplativijom. Iako vjetroparkovi zahtijevaju velike površine za pravilno razmještanje turbina, zemljište oko turbina i dalje se može koristiti za ispašu stoke, planinarske staze i poljoprivredu.
Urbanisti sve više istražuju načine da energiju vjetra uključe i u gradska područja, što je postalo nužnost s obzirom na ogroman rast urbanih sredina širom svijeta u posljednjim decenijama.
Zahvaljujući istraživanjima i napretku u tehnologiji, vjetroenergija u svijetu sve više dobija na značaju i na putu je da postane jedan od najrasprostranjenijih obnovljivih izvora energije.
Satelitska tehnologija prati obrasce kretanja vjetra širom planete, pomaže u prognoziranju oluja i skladišti podatke o vjetru za dugoročne analize. Zahvaljujući podacima sa platformi poput Globalnog Atlasa Vjetrova (Global Wind Atlas), investitori određuju gdje će postaviti nove vjetroparkove.
Međutim, kako klimatske promjene utiču i na brzinu vjetra i na intenzitet oluja, vjetar postaje sve teže predvidjeti.
Kako se mjeri vjetar?
Vjetar se tradicionalno mjeri anemometrima – uređajima koji se, poput vjetrokaza, okreću pod uticajem vjetra i bilježe njegovu brzinu na osnovu broja okretaja u određenom vremenskom periodu. Neki se nalaze na bovama u okeanu, gdje prate površinske vjetrove, važne za pomorstvo i navigaciju, dok se na kopnu mjerenja obično vrše na visini od 10 metara iznad ravnog tla.
Ova mjerenja su ključna za predviđanje i procjenu mogućih šteta od vjetra na infrastrukturi poput kuća, poslovnih objekata i dalekovoda.
Međutim, ta mjerenja na niskim visinama ne uzimaju u obzir vjetrove iz gornjih slojeva atmosfere, koji utiču na formiranje oluje ili turbulencije tokom avionskih letova.
Za to se koriste tehnologije poput LIDAR-a (Light Detection And Ranging), koje mjere atmosferske karakteristike uključujući brzinu i pravac vjetra na različitim visinama. Sateliti takođe pomažu u mjerenju brzine oblaka i analiziranju mlaznih struja, naročito u područjima gdje je teško postaviti opremu.
Zahvaljujući ovim naprednim tehnologijama, uočeni su interesantni trendovi u podacima o vjetru tokom posljednjih decenija.
Globalni vjetrovi
Kako se klimatske promjene intenziviraju, bolje razumijevanje uticaja zagrijavanja okeana na brzinu vjetra može poboljšati planiranje infrastrukture za energiju vjetra i pomoći u planiranju inženjerskih projekata.
Početkom 21. vijeka, naučnici su primijetili da se globalni vjetrovi usporavaju još od 1960-ih, fenomen poznat kao „globalno smirivanje“. Promjene su pripisane ponovnom rastu vegetacije i urbanizaciji, koji su stvarali sve više prepreka za slobodno kretanje vjetra.
Ali 2019. godine nova studija je ukazala na „preokret“ ovog fenomena – objašnjeno je da je globalno smirivanje prestalo oko 2010. godine, a da je brzina vjetra na kopnu od tada ponovo počela da raste i to za oko 17% između 2010. i 2017. Autori su osporili prethodne tvrdnje o uticaju vegetacije i urbanizacije, pripisujući promjene cikličnim oscilacijama okeana i atmosfere, koje mogu pomoći u predviđanju buduće brzine vjetra i optimizaciji turbina.
Studija iz 2025. pokazala je da zagrijavanje okeana povećava brzinu vjetra iznad okeanske površine. Ipak, 2021. vjetroparkovi u Sjevernom moru doživjeli su gotovo potpuni nedostatak vjetra, fenomen poznat kao „suša vjetra“, u toku kojeg turbine gotovo da ne proizvode električnu energiju. Zbog toga je za pouzdanu proizvodnju ključ u regionalnom, a ne globalnom posmatranju trendova.
Brzina vjetra se razlikuje zavisno od i nadmorske visine, što zna svako ko je bio na vrhu planine ili zgrade. To nije nužno zbog same visine, već zbog manjka prepreka koje bi usporile vjetar. U gornjim slojevima atmosfere očekuje se porast brzine mlaznih struja s porastom temperatura, jer nastaju usljed razlika u pritisku između polarnih i ekvatorskih područja. Ovo može dovesti i do jačih oluja i do turbulentnijih letova.
Uticaj na energiju vjetra
Svaki put kada meteorološki i klimatski fenomeni učine da se lopatice turbine ne okreću, ne proizvodi se struja. To se, naravno, dešava kad nema vjetra, ali i kad je vjetar prejak. Turbine su dizajnirane da izdrže vjetrove jačine do 3. kategorije uragana. Ukoliko vjetar premaši tu brzinu, sistemi se automatski isključuju. Kako oluje budu češće i jače, ovakvi scenariji će biti sve učestaliji.
Osim toga, veći intenzitet oluja povećava i druge rizike za skupe vjetroparkove, od udara munje, jakog vjetra i ekstremnih temperatura koje mogu oštetiti osjetljivu opremu, baterije i mehaničke dijelove turbina.
Kako se pripremiti za promjene vjetra
Energija vjetra je pristupačan i jeftin način za smanjenje emisija CO₂, ali investitori moraju planirati u skladu sa sve nestabilnijim uslovima. Turbine koje bi mogle da izdrže uraganske vjetrove bez gašenja mogu obezbijediti proizvodnju čak i tokom katastrofalnih oluja. Oprema mora biti otpornija takođe i na rastuće temperature na otvorenim površinama.
Plutajuće vjetroturbine, poput onih koje se već koriste uz obalu Škotske, ublažavaju rizike po divlje životinje i čine ovu tehnologiju dostupnijom zemljama sa slabim vjetrom na kopnu ili ograničenim prostorom. Jaki vjetrovi na otvorenom moru generišu dovoljno električne energije da nadoknade visoke troškove postavljanja. Očekuje se da će ti troškovi padati kako tehnologija napreduje.
Kompanije razvijaju i vazdušne sisteme za energiju vjetra – koji su u svojoj suštini zmajevi koji se lansiraju u mlaznu struju i proizvode struju dok lebde. Iako je ova tehnologija nova, ostrvska država Mauricijus već od 2022. koristi sistem sa zmajem površine 120 m². „Ruralne oblasti, plutajuće platforme na moru i mjesta sa stalnim vjetrovima u višim slojevima atmosfere mogli bi imati koristi od vazdušne energije vjetra.“
Ne možemo sebi dozvoliti ‘luksuz’ da izgubimo električnu energiju iz vjetra. Promjene koje se već dešavaju u njegovoj brzini i predvidivosti zahtijevaju unaprjeđenje tehnologije i pripremu za nestabilne uslove u budućnosti. Vjetar nam još uvijek daje priliku, ali samo ako budemo dovoljno mudri da se na vrijeme prilagodimo njegovim pravilima.
J.M.
Naslovna fotografija: Pixabay
