Slovensko svojou vnútro kontinentálnou polohou nemá ideálne podmienky na využitie vetrov na výrobu elektrickej energie. Veterný potenciál krajiny závisí na orografických pomeroch, nadmorskej výšky a orientácie hrebeňov hôr a dolín. Časť sa tiahne meridiáne (poludníkovo) a časť zonálne, kontinentálne od východu na západ a opačne.
Prúdenie vzduchu na Slovensku, jeho smer a rýchlosť podmieňujú najmä cirkulačné pomery strednej Európy a karpatskej oblasti. V ročnom chode prúdenia vzduchu sa prejavuje i orientácia dolín a svahov.
Analýza prúdenia vetra ombrografických staníc vykonávajúcich analýzu prúdenia vetra je na Slovensku 80. Sú rozmiestnené tak, aby sa zaznamenal výskyt všetkých druhov vetra (rovinné, kotlinové, údolnicove, svahové, hrebeňové a vrcholové) podľa ich častosti. Dôležité je poznať intenzitu priemerných a nárazových vetrov. Intenzitu veterných pomerov je najvhodnejšie sledovať v letnom a zimnom období, ale aj medzi prúdením na jar a na jeseň. Od zimy do jari sa podstatne zvýši prúdenie vetra od severozápadu a severu. Na jeseň poklesne častosť meridiálneho prúdenia od severu a zvýši sa častosť prúdenia s južným prúdením. Takto môžeme sledovať i denný chod výskytu.
Matematicko-štatistické vyhodnotenia sú z meteo stanice Trenčín – letisko. Meranie je za r. 1960 – 1995. Stanica je údolnicového nížinného typu H= 206 m n.m.
Denný výskyt údolnicového prúdenia vzduchu je v tabuľke:
|
Čas výskytu[hod] za deň |
Percento výskytu[%] |
|
24:00 — 06:00 |
14 |
|
06:00 — 12:00 |
27 |
|
12:00 — 18:00 |
25 |
|
18:00 — 24:00 |
34 |
Alojz Malíšek VUPU Bratislava 1987
Sila vetra závisí od reliéfu krajiny
Energetický potenciál vetra nad Slovenským územím treba hodnotiť separátne nad nížinami a vysočinami. Ak proti vzdušnému prúdu vzduchu pri určitej rýchlosti narazí na prekážku – lesný masív, pohorie, prudko vystúpi nad vrchol prekážky a ďalej postupne klesá pod uhlom 18 až 25° a prúdi rovnomerne s reliéfom terénu. Výtlačná výška závisí od rýchlosti vetra a šírky horského masívu. Táto masa vzduchu najviac ovplyvňuje svahové prúdenie až na 60 %.
Pre posúdenie veterného potenciálu krajiny treba podrobne poznať výškopis územia, rozlohu určitého výškového stupňa a jeho zastúpenie v percentách. Výškopis Slovenska môžeme rozdeliť podľa orografie územia nemenných činiteľov nadmorskej výšky zastúpenej v [%] a rozlohou [km2]:
-
Kategória
Nížiny
Vysočiny nízke
Vysočiny stredné
Vysočiny vysoké
V m. n. m.
100 — 300
400 — 800
1000 – 1500
2000 – 2655
Plocha v %
40
45
14
1
Plocha v km2
20045
22089
6350
521
Z výškopisu a rozlohy vyplýva, že na výrobu elektrickej energie z vetra sa dá využiť cca 50 % z územia Slovenska s podmienkou, že oblasť nemá špeciálnu ochranu. Ak hodnotíme nížiny a nízke vysočiny do 800 ]m n. m] na ploche 30000 [km2], potom energetický potenciál vetra je do 1,5 miliárd [kwh] ročne, z čoho sa dá reálne využiť 300 miliónov kwh do roka. Veterné pomery môžeme hodnotiť podľa obdobia, priemerných rýchlostí a percenta výskytu za sledované obdobie.
-
Obdobie
Výskyt priemerných vetrov (m.s-1)
výskyt
priemerných
vetrov v %
Počet
Hodín
výskytu
Vyrobená elektrická energia v (kwh za rok) *
Percento
Z
roka
december až
február
5,4
85,6
2173
259,6
27,5
marec – máj
5,4
92,2
2194
263,7
29,6
jún – august
4,8
89,2
22,14
152,6
20,1
september až
november
5,0
89,6
2185
186,6
22,8
Priemer
5,0
89,2
∑8766
∑862,5
∑100
Alojz Malíšek Štatistické vyhodnotenie vetrov , Trenčín (1960 – 1995)
* Hodnoty vynásobiť konštantou β= 0,6 Boetz r.1894 dokázal, že rotor veternej elektrárne môže využiť iba 60 % prúdenia vzduchu.
-
Obdobie
Výskyt priemerných vetrov (m.s-1)
výskyt
priemerných
vetrov v %
Počet
Hodín
výskytu
Vyrobená elektrická energia v (kwh za rok) *
Percento
Z
roka
december až
február
5,4
85,6
2173
155,8
27,5
marec – máj
5,4
92,2
2194
158,2
29,6
jún – august
4,8
89,2
22,14
91,6
20,1
september až
november
5,0
89,6
2185
112,0
22,8
Priemer
5,0
89,2
∑8766
∑517,6
∑100
Boetzovu konštantu β použijeme až pri konečnom výstupe vyhodnotenia dutia vetrov na konkrétnej lokalite mikroklimatického regiónu
V tabuľke je uvedené množstvo kilowathodín elektrickej energie, ktoré sa vyrobí Z 1m2 plochy rotora za rok v jednotlivých ročných obdobiach. Výsledné hodnoty je potrebné vynásobiť konštantou β=0,6, nakoľko vietor uvedenej rýchlosti, napr: 4,0 m*s-1 , neprejde jeho objem cez rotor z dôvodu, že za ním by nastal vzduchoprázdny priestor. Nie je ťažké zistiť koľko hodín trvá bezvetrie a aké parametre bude mať akumulačné zariadenie. Na výpočet parametrov treba poznať počet hodín dutia vetra ako stálosť vetra v danej lokalite počas roka. To sú limitujúce faktory pre návrh výkonu turbíny veternej elektrárne. Okrem faktorov pre výpočet výkonu turbíny veternej elektrárne musíme poznať lokalitu, jej nadmorskú výšku, triedu stupňa od pokrytia, resp. závetria od vetrov a spotrebu elektrickej energie za štvrťrok, alebo rok. Podmienky pre využitie veternej elektrárne sú špecifikované v návrhu využívania malej veternej elektrárne,
Alojz Malíšek