Wykorzystanie energii wiatru

Przedmowa redakcyjna 9

Od Autora 11

1. Wiatr jako zjawisko meteorologiczne 13

1.1. Przyczyny powstawania wiatru 13

1.2. Strefy wiatrów na kuli ziemskiej 15

1.3. Parametry wiatru i ich pomiar 18

1.3.1. Wiatrowskazy 24

1.3.2. Wiatromierze 26

1.4. Pomiar parametrów wiatru w stacjach meteorologicznych 33

2. Rys historyczny wykorzystania energii wiatru 37

2.1. Wykorzystanie energii wiatru na świecie na przestrzeni wieków 37

2.2. Wykorzystanie energii wiatru w Polsce na przestrzeni wieków 50

3. Podstawy fizyczne wykorzystania energii wiatru 59

3.1. Moc i energia wiatru 59

3.2. „Zasoby” energetyczne wiatru 66

3.3. Strefy energetyczne wiatru w Polsce 69

3.4. Konwersja energii wiatru w energię mechaniczną 71

3.4.1. Budowa siłowni wiatrowej 71

3.4.2. Efektywność energetyczna siłowni wiatrowej 72

3.5. Konwersja energii wiatru w energię elektryczną 74

3.5.1. Budowa i zasada działania elektrowni wiatrowej 74

3.5.2. Efektywność energetyczna elektrowni wiatrowej 78

3.5.3. Możliwości magazynowania nadwyżek energii elektrycznej 79

3.6. Zamiana energii wiatru w ciepło 81

3.6.1. Budowa i zasada działania ciepłowni wiatrowej 81

3.6.2. Efektywność energetyczna ciepłowni wiatrowej 81

4. Klasyfikacja i konstrukcja wiatraków 85

4.1. Podział wiatraków ze względu na konstrukcję i zasadę działania 85

4.1.1. Koźlak 85

4.1.2. Holender (wiatrak holenderski) 88

4.1.3. Paltrak 90

4.1.4. Współczesne konstrukcje wiatraków 92

4.2. Podział wiatraków ze względu na lokalizację 94

4.3. Podział wiatraków ze względu na liczbę płatów wirnika 96

4.4. Podział wiatraków ze względu na położenie osi obrotu wirnika 99

4.5. Podział ze względu na szybkoobieżność 100

5. Elektrownie wiatrowe 103

5.1. Klasyfikacja elektrowni wiatrowych 103

5.1.1. Podział elektrowni wiatrowych ze względu na lokalizację 103

5.1.2. Podział elektrowni wiatrowych ze względu na moc elektryczną 103

5.1.3. Podział elektrowni wiatrowych ze względu na powiązanie z krajowym systemem energetycznym 109

5.1.4. Podział elektrowni wiatrowych ze względu na rodzaj i położenie osi turbiny 112

5.1.5. Podział elektrowni wiatrowych ze względu na rodzaj generatora 113

5.2. Przydomowe elektrownie wiatrowe 122

5.2.1. Uwarunkowania prawne budowy przydomowej elektrowni wiatrowej 123

5.2.2. Koncesja na prowadzenie działalności gospodarczej w zakresie produkcji energii elektrycznej 127

5.2.3. Formalności związane z podłączeniem elektrowni wiatrowej do sieci elektroenergetycznej 127

5.2.4. Wybór miejsca lokalizacji przydomowej elektrowni wiatrowej 128

5.2.5. Konstrukcja i miejsce montażu elementów przydomowej elektrowni wiatrowej 129

5.2.6. Powiązanie przydomowej elektrowni wiatrowej z systemem energetycznym operatora 132

5.2.7. Dobór mocy przydomowej elektrowni wiatrowej w funkcji zapotrzebowania na energię elektryczną 135

5.2.8. Problematyka ochrony środowiska i interesu osób trzecich w procesie projektowania i budowy przydomowej elektrowni wiatrowej 142

5.2.9. Konserwacja, remonty i pomiary kontrolne parametrów przydomowej elektrowni wiatrowej 146

5.2.10. Zagrożenie pożarowe przy eksploatacji przydomowych elektrowni wiatrowych 149

5.2.11. Ochrona przed skutkami wyładowań atmosferycznych 151

6. Rachunek ekonomiczny budowy przydomowej elektrowni wiatrowej 157

6.1. Podstawy rachunku ekonomicznego przedsięwzięć inwestycyjnych 157

6.2. Metodyka UNIDO oceny opłacalności projektów inwestycyjnych 158

6.2.1. Prosty okres zwrotu nakładów inwestycyjnych (simple payback period) 158

6.2.2. Zdyskontowany okres zwrotu (discounted payback period) 159

6.2.3. Wartość bieżąca netto NPV (net present value) 160

6.2.4. Wewnętrzna stopa zwrotu IRR (internal rate of return) 163

6.3. Zdyskontowany koszt inwestycji i eksploatacji w czasie życia inwestycji (lifecycle cost) 163

6.4. Koszt budowy i eksploatacji przydomowej elektrowni wiatrowej 164

6.5. Rachunek ekonomiczny uzasadniający budowę przydomowej elektrowni wiatrowej – studium przypadku 167

6.5.1. Warunki początkowe 167

6.5.2. Zmniejszenie opłat za zużytą energię elektryczną 171

6.5.3. Wyznaczenie skumulowanych kosztów inwestycji, eksploatacji i parametrów opłacalności inwestycji 172

Wykaz rysunków i tabel 183

Załącznik – wyciąg z ustawy o odnawialnych źródłach energii 183

Wykaz reklam 36

Obliczanie powierzchni i kubatur budynku wg PN-ISO 9836:2022-07. Komentarze i przykłady obliczania 36

Znowelizowane warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie 2021, wydanie 14 58

Audyty energetyczne – zastosowanie – wymagania – metody wykonania + suplement na 28 lutego 2023 r. 84

Instalacje w budynkach jednorodzinnych – ogrzewanie, wentylacja, klimatyzacja i przygotowanie ciepłej wody + programy kalkulacyjne 102

Bezpieczeństwo pożarowe. Znowelizowane warunki techniczne budynków 182

Inwestycyjny proces budowlany – krok po kroku 189

Wykorzystanie energii słonecznej 190

Świadectwa energetyczne budynków 191

POLCEN