Historia wiatraków morskich - gdy zaczęły się kręcić pierwsze turbiny na morzu

Historia wiatraków morskich - gdy zaczęły się kręcić pierwsze turbiny na morzu
Autor Przemysław Chmielewski
Przemysław Chmielewski26 października 2023 | 6 min

Historia wiatraków morskich sięga początków XX wieku, kiedy to zaczęto eksperymentować z umieszczaniem turbin wiatrowych na morzu w celu produkcji energii elektrycznej. Choć pierwsze próby nie były zbyt udane, to z czasem inżynierowie opracowali mocniejsze i wydajniejsze konstrukcje turbin offshore, które mogły sprostać trudnym warunkom panującym na pełnym morzu. Dziś morskie farmy wiatrowe są ważnym elementem transformacji energetycznej wielu krajów i rozwijają się w bardzo szybkim tempie.

Kluczowe wnioski:
  • Początki morskiej energetyki wiatrowej sięgają lat 20. XX wieku.
  • Kluczowy był postęp w konstrukcji wytrzymałych turbin offshore.
  • Obecnie farmy na morzu produkują duże ilości zielonej energii.
  • Morskie elektrownie wiatrowe mają ogromny potencjał.
  • W przyszłości offshore stanie się jeszcze ważniejszy.

Początki morskiej energetyki wiatrowej w Europie

Historia wykorzystania wiatru na morzu do produkcji energii elektrycznej sięga początku XX wieku, kiedy to w Europie zaczęto eksperymentować z umieszczaniem turbin wiatrowych na platformach morskich. W 1911 roku duński wynalazca Poul la Cour zbudował pierwszą turbinę wiatrową na morzu o mocy 20 kW. Była ona zamontowana na konstrukcji drewnianej, co powodowało poważne problemy z korozją. Jednak pomimo tych trudności, eksperyment pokazał, że zasada działania jest słuszna.

Kolejne próby miały miejsce w latach 30. XX wieku w Szwecji i na Łotwie. Jednak dopiero w drugiej połowie XX wieku nastąpił znaczący postęp w dziedzinie morskiej energetyki wiatrowej. W latach 70. XX wieku powstały pierwsze większe konstrukcje demonstracyjne turbin offshore. Jednym z pionierów był szwedzki inżynier Uno Eriksson, który w 1977 roku zbudował 55-metrową turbinę o mocy 200 kW, która przetrwała na Morzu Bałtyckim przez 5 lat.

Dania liderem rozwoju

Choć eksperymenty miały miejsce w wielu krajach Europy Północnej, to palmę pierwszeństwa w rozwoju morskiej energetyki wiatrowej dzierży Dania. W 1991 roku Duńczycy uruchomili pierwszą komercyjną elektrownię wiatrową na morzu Vindeby o mocy 4,95 MW. Był to przełomowy moment, który zapoczątkował dynamiczny rozwój offshore na świecie.

Rozwój turbin wiatrowych dla morskich farm

Aby morskie farmy wiatrowe mogły powstawać na szeroką skalę, kluczowy był postęp w konstrukcji turbin wiatrowych, które muszą sprostać ciężkim warunkom panującym na otwartym morzu. W latach 90. popularne były turbiny o mocy 250-500 kW, zamontowane na fundamencie palowym.

Przełomem okazało się wdrożenie w 1996 roku przez duński koncern Vestas modelu o mocy 600 kW, który jako pierwszy miał system zmiany kąta łopat w zależności od prędkości wiatru. Pozwoliło to znacząco zwiększyć wydajność i stabilność turbiny. W kolejnych latach moc jednostkowa rosła do 1-2 MW.

Nowe rozwiązania techniczne

W pierwszej dekadzie XXI wieku wprowadzono szereg innowacji, które wpłynęły na rozwój sektora offshore, takich jak:

  • Lepsze materiały kompozytowe na łopaty turbin
  • Sterowanie elektroniczne i monitoring turbin
  • Nowe typy fundamentów morskich

Pozwoliło to na budowę turbin o mocy 3-5 MW, przeznaczonych już do w pełni komercyjnych inwestycji.

Czytaj więcej: Ekologia wiatraków morskich - szanse i zagrożenia dla środowiska

Zastosowanie morskich turbin w skali przemysłowej

Przełom XX i XXI wieku to okres dynamicznego wzrostu mocy zainstalowanej w morskich farmach wiatrowych, które zaczęły odgrywać znaczącą rolę w systemach elektroenergetycznych wielu krajów.

W 2000 roku uruchomiono pierwszą dużą komercyjną farmę offshore Horns Rev 1 (160 MW) u wybrzeży Danii. Jej sukces sprawił, że w kolejnych latach powstawały już farmy liczące setki megawatów mocy, jak np. brytyjska Kentich Flats (300 MW) czy duńska Anholt (400 MW).

Rok Moc zainstalowana [MW]
2000 489
2005 1 371
2010 3 155
2015 12 018

Dane te pokazują gwałtowny wzrost mocy zainstalowanej w morskich farmach wiatrowych na świecie na przełomie wieków.

Wynalazcy i pionierzy morskiej energetyki wiatru

Historia wiatraków morskich - gdy zaczęły się kręcić pierwsze turbiny na morzu

Za rozwojem morskiej energetyki wiatrowej stoją pokolenia inżynierów i wynalazców, którzy przyczynili się do powstania i udoskonalenia turbin offshore. Do najważniejszych należą:

Poul la Cour - duński wynalazca, który już na początku XX wieku zbudował pierwszą turbinę wiatrową na morzu

Johannes Juul - duński inżynier, który opracował automatyczny system zmiany kąta łopat w zależności od wiatru

Uno Eriksson - szwedzki konstruktor, który w latach 70. zaprojektował jedną z pierwszych większych turbin (200 kW) wykorzystanych komercyjnie

Henrik Stiesdal - duński inżynier, który stworzył turbiny o mocy 2-3 MW, stosowane powszechnie w latach 90. i na początku XXI wieku

Dzięki takim osobom, morskie farmy wiatrowe mogły się upowszechnić i znacząco przyczynić się do produkcji zielonej energii.

Postęp w budowie coraz większych turbin offshore

Wraz z rozwojem sektora offshore, rosła nie tylko liczba farm wiatrowych, ale także jednostkowa moc pojedynczych turbin. O ile w latach 90. dominowały turbiny 250-600 kW, to na przełomie XX/XXI wieku standardowe modele osiągnęły 2-3 MW mocy.

Jednak inżynierowie dążyli do jeszcze większych jednostek, aby zmniejszyć koszty inwestycji. W 2007 roku powstała pierwsza turbina o mocy 5 MW, a w 2017 - już o mocy 9,5 MW. Obecnie trwają prace nad jeszcze potężniejszymi, 10-12 MW turbinami, które mają szansę całkowicie zdominować przyszły rynek morskich farm wiatrowych.

Ekspansja morskich farm wiatrowych na świecie

Na początku XXI wieku morskie farmy wiatrowe zaczęły powstawać na coraz większą skalę, wykraczając poza Europę Północną, gdzie rozwijały się w pierwszej kolejności.

W 2008 roku pierwszą turbinę offshore oddano do użytku w Chinach. W 2009 roku powstała pierwsza taka farma w USA. W kolejnych latach przybywało inwestycji m.in. w Japonii, Korei Płd. czy na Tajwanie.

Według danych za 2021 rok, najwięcej mocy w morskich farmach wiatrowych mają: Chiny (16 GW), Wielka Brytania (10 GW) i Niemcy (7,5 GW). Polska posiada zaledwie 84 MW. Jednak prognozy wskazują, że w nadchodzących latach offshore będzie notować spektakularny wzrost na świecie.

Podsumowanie

Historia morskiej energetyki wiatrowej sięga początku XX wieku, kiedy to w Europie ruszyły pierwsze eksperymentalne kampanie morskie z zastosowaniem prototypowych turbin wiatrowych. Choć na początku napotykano liczne problemy techniczne, to stopniowo inżynierowie i wynalazcy opracowywali coraz doskonalsze i niezawodniejsze konstrukcje, które mogły sprostać wymagającym warunkom panującym na pełnym morzu.

Przełom nastąpił w latach 90. XX wieku, kiedy to w Danii powstały pierwsze komercyjne farmy wiatrowe na morzu. Rozpoczął się tym samym dynamiczny rozwój technologii turbin offshore, które rosły zarówno pod względem mocy jak i niezawodności. Dzięki postępowi w dziedzinie materiałów i systemów sterujących, mogły powstawać coraz większe i wydajniejsze konstrukcje.

W efekcie na przełomie XX i XXI wieku nastąpił prawdziwy boom na morską energetykę wiatrową, która z mało znanej niszy przekształciła się w jeden z kluczowych trendów w energetyce. Obecnie farmy na morzach produkują już znaczne ilości zielonej energii, a ich udział będzie w przyszłości tylko rósł.

Podsumowując, historia morskich farm wiatrowych to fascynujący przykład jak z pozornie nierealnego pomysłu, dzięki pracy wizjonerów i postępowi technicznemu, może powstać przełomowa technologia o globalnym znaczeniu.

5 Podobnych Artykułów

  1. Źródła energii słonecznej - odnawialne, ekologiczne, darmowe | Najlepsze sposoby wykorzystania
  2. Wpływ wiatraków morskich na rynek pracy w Polsce – fakty i dane
  3. Solarna energia w kosmosie - jak działają panele słoneczne na satelitach i statkach kosmicznych?
  4. Zwiedzanie farm wiatrowych na wybrzeżu - turystyka przybrzeżna i atrakcje
  5. Projektowanie wiatraków morskich - piękne i zrównoważone rozwiązania
tagTagi
shareUdostępnij artykuł
Autor Przemysław Chmielewski
Przemysław Chmielewski

Jestem doświadczonym instalatorem systemów fotowoltaicznych. Dzielę się doświadczeniem w zakresie optymalizacji instalacji, rozwiązywania problemów i uzyskiwania maksymalnych oszczędności. Moje porady bazują na praktyce i są pisane prostym, konkretnym językiem.

Oceń artykuł
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
rating-fill
Ocena: 0.00 Liczba głosów: 0

Komentarze(0)

email
email

Polecane artykuły