Volkswagen ID.3 u vjetroparku

Snaga prirode

Proizvodnja električne energije iz obnovljivih izvora ključ je energetske tranzicije cijelog društva, pa tako i prometa. Novim Volkswagenom ID.3 posjetili smo jedan vjetropark te naučili ponešto o proizvodnji energije s pomoću vjetra

Hrvatska godišnje proizvede oko 18.000 GWh električne energije, a iako najveći udio (oko 7200 GWh ili oko 40 posto) imaju hidroelektrane, udio proizvodnje iz vjetroelektrana sve više raste. Tako smo s pomoću vjetra u 2021. proizveli nešto više od 2000 GWh električne energije, odnosno oko 11,5 posto ukupne proizvodnje. Radi se o značajnim iznosima i uskoro će količine koje dobivamo iz vjetra nadmašiti one koje nam stižu iz NE Krško.

Unatoč vrlo hladnom vremenu, naš ID.3 s baterijom od 58 kWh, putovanje od 210 km odradio je bez problema. No u povratku smo ipak morali puniti te se u Zagreb vratili s oko 50 posto napunjenosti baterije

Skeptici će reći - to je super, ali što ćemo kada vjetar prestane puhati? Naravno da vjetar ne puše uvijek i ne može ga se u potpunosti predvidjeti, no na lokalitetima gdje se planira gradnja vjetroelektrana provode se dugotrajna mjerenja i prati se uzorak ponašanja vjetra pa se s poprilično visokom vjerojatnošću može procijeniti ukupan godišnji učinak.

Lopatice koje su duge gotovo 75 metara, zakreću se ovisno o brzini vjetra, čime se osigurava konstantna brzina vrtnje rotora

Zašto puše vjetar?

Jeste li ikad razmišljali što je vjetar i kako nastaje? Vjetar je na neki način također sunčeva energija jer nastaje zbog neravnomjernog zagrijavanja atmosfere sunčevim zračenjem. Sunce zemlju u svakom trenutku grije golemom snagom od 173.000 TW (tera wata), a s obzirom da površina Zemlje nije jednoobrazna, izaziva razlike u zagrijavanju atmosfere. 

Topli zrak se širi i stvara zone nižeg tlaka, što potom izaziva kretanja zraka iz područja višeg tlaka prema području nižega. Riječ je o (gotovo) beskonačnom izvoru, potpuno besplatne energije i ljudi je koriste od pamtivijeka, prije svega na jedrenjacima, vjetrenjačama...

Nova generacija ima višu brzinu punjenja od 175 kW, umjesto ranijih 125 kW, što značajno skraćuje stanke za punjenje

Najnoviji način za iskorištavanje energije vjetra su vjetroelektrane kojih je u Hrvatskoj sve više te predstavljaju najbrže rastući segment proizvodnje energije iz obnovljivih izvora. 

Upravo je proizvodnja energije iz obnovljivih izvora ključan element u razvoju električne mobilnosti jer nema previše smisla puniti električna vozila električnom energijom dobivenom iz termoelektrane na ugljen. Stoga smo odlučili obići vjetropark u ličkom mjestu Bruvno te ponešto naučiti o načinu proizvodnje električne energije s pomoću vjetra. I to novom generacijom Volkswagena ID.3 s baterijom od 50 kWh te pogonskim elektromotorom snage 150 kW.

Visina stupova je 105 metara, promjer turbine 149 metara, a brzina vrtnje 26 o/min

Vjetroelektrana ima različitih veličina i izvedbi, što sve ovisi o tome gdje se ugrađuju, a ove u Bruvnu su među najvećima. Na većim visinama ima više vjetra, no što se više 'penjete', gradnja je kompliciranija i skuplja. Visina stupova iznosi 105 m, a promjer rotora (kruga koji opisuju vrhovi lopatica) čak 149 metara. 

Tri godine nakon premijere, stigao je obnovljeni ID.3, a iako promjene u vanjskom izgledu nisu velike, nastup je mnogo skladniji i privlačniji

Zaista impresivno, a uz velike dimenzije idu i velike snage pa svaka od turbina ima snagu od čak 5 MW. Ako to usporedimo s našim ID.3, onda je to 33 puta više od vršne snage pogonskog elektromotora koja je 150 kW, ili drugim riječima, jedna turbina za sat vremena može proizvesti više električne energije nego što ID.3 može potrošiti za godinu dana (odnosno 20.000 km). 

Unatoč negativnoj temperaturi, prosječna potrošnja je bila oko 19 kWh/100 km, a u povratku oko 16,5 kWh/100 km. Bruvno je na više od 600 m nadmorske visine pa na putu do tamo ima više 'penjanja' no u povratku

Puhanje vjetra, odnosno strujanje zraka, zbog posebnog oblika lopatice turbine, generira uzgon (slično kao i kod krila aviona), odnosno silu koja okreće svaku od lopatica. Ako mislite da je dobro što je vjetar jači, to baš i nije tako.

Značajno unaprijeđena kvaliteta materijala u unutrašnjosti te 12-inčni (umjesto 10-inčni) središnji zaslon s novom generacijom softvera te boljom strukturom izbornika

Naime, poželjno je da vjetar bude umjeren i stalan, no turbina zakretanjem lopatica može iskoristiti vjetar brzine od 3 do 26 m/s (10,8 do 93,6 km/h). 

Mala brzina vjetra ne može proizvesti dovoljnu silu da bi zakrenula lopatice, dok bi previsoka brzina vjetra dovela do previsoke brzine vrtnje rotora, što se sprječava zakretanjem lopatica koje više ne stvaraju uzgon te se turbina isključuje. 

Tek dolaskom u podnožje turbine postajete svjesni njezine stvarne veličine. Ovo su jedne od najvećih i najjačih turbina koje se postavljaju na kopnu te svaka godišnje proizvede oko 11.725 MWh, odnosno cijeli vjetropark 117.250 MWh

Bez obzira na brzinu vjetra, turbina se vrti više-manje stalnom brzinom od 26 o/min, što se postiže zakretom lopatica, čime se regulira sila na svaku lopaticu.

Budući da takva brzina vrtnje nije ni izbliza dovoljna za generiranje električne energije, na vrhu stupa (u 'glavi') se nalazi i prijenosnik koji podiže brzinu vrtnje rotora na 1600 o/min, čime se onda vrti asinkroni trofazni generator (i on se nalazi gore) koji generira električnu energiju i potom je šalje u mrežu.

Povišeni položaj sjedenja jamči iznimnu preglednost, dok ravni pod i veliki međuosovinski razmak znače i obilje prostora u unutrašnjosti

Također, treba istaknuti kako se cijela 'glava', koja teži nekoliko desetaka tona, također zakreće ovisno o smjeru vjetra, za što je zadužen poseban mehanizam. Sve u svemu, složeno i skupo postrojenje za čiju je izgradnju, kao i postavljanje također potrebno dosta energije.

Prtljažnik je ostao na solidnih 385 litara, što je više od Golfa, na primjer, iako je utovarni rub na ID.3 viši nego kod klasičnih 'rođaka'

Obzirom na potrebnu tehnologiju i ulaganja (oko 1 milijun € po MW instalirane snage), proizvodnja električne energije iz obnovljivih izvora u pravilu je skuplja od nekih drugih načina proizvodnje (npr. termoelektrana), ali budući da se koriste obnovljivi prirodni resursi te nema potrošnje nekog goriva, radi se o dugoročno isplativim investicijama.

U 'glavi' na vrhu stupa je prijenosnik te asinkroni trofazni generator, kao i mehanizam za okretanje cijelog sklopa, ovisno o smjeru vjetra