Publikacje

 

Potencjalne oddziaływanie elektrowni wiatrowych na człowieka

Elektrownie wiatrowe mogą potencjalnie oddziaływać na ludzi poprzez:
 emisję dźwięków z zakresu słyszalności, infradźwięków i wibracji,
 pole elektromagnetyczne,
 efekty optyczne – tzw. efekt migotania cieni i efekt błysku („efekt disco”),
 efekt rzucania lodem.

Stosowane obecnie technologie wyciszają odgłosy mechaniczne tak, że przestają być one uciążliwe. Słyszalne są głównie tzw. „świsty”, które są wynikiem turbulencji powietrza. W przypadku nowoczesnych konstrukcji poziom generowanych infradźwięków jest poza granicą odczuwania przez człowieka i nie stanowi źródła szkodliwego oddziaływania na jego zdrowie.

Generator turbin wiatrowych umieszczany jest zazwyczaj na dużej wysokości (ok. 100-130 m n.p.t.), zamknięty w przestrzeni otoczonej przewodnikiem o cechach ekranujących, w związku z tym pole elektromagnetyczne, które w nim jest wytwarzane, nie oddziaływuje w sposób szkodliwy na zdrowie ludzi.

Efekt migotania cieni powodowany jest przez obracające się łopaty wirnika turbiny wiatrowej, które rzucają cień na otaczające je tereny. Występuje w krótkich okresach dnia, w godzinach porannych i popołudniowych, gdy nisko położone na niebie słońce świeci zza turbiny, a cienie rzucane przez łopaty wirnika są znacznie wydłużone. Wg British Epilepsy Association (Brytyjskiego Stowarzyszenia Epilepsji) nie ma żadnych dowodów na to, że zjawisko migotania cieni, którego źródłem jest farma wiatrowa, może wywoływać ataki epilepsji. Wirniki współczesnych turbin wiatrowych obracają się zbyt wolno, aby wywołać efekt stroboskopowy, który może być przyczyną tej choroby.

Efekt błysku, nazywany również „efektem disco”, występuje podczas słonecznych dni, gdy obracające się łopaty wirnika odbijają padający na nie strumień światła. Powstają refleksy świetlne, które mogą zaburzać pole widzenia. W celu jego wyeliminowania stosuje się specjalną matową farbę do pokrycia łopat turbiny wiatrowej.

W niekorzystnych warunkach atmosferycznych nieosłonięte części turbin wiatrowych są zagrożone gromadzeniem się na nich warstw lodu. Efekt rzucania lodem może się pojawić w związku z oblodzeniem zarówno elementów dynamicznych turbiny jak np. łopaty wirnika, jak również na statycznych. Pewne niebezpieczeństwo, spowodowane przez spadający z turbiny lód, pojawia się w przypadku użytkowania infrastruktury drogowej czy przebywania na terenie pól uprawnych, zlokalizowanych w bezpośrednim sąsiedztwie elektrowni. W okresie, gdy efekt rzucania lodem może potencjalnie wystąpić, prace polowe nie są prowadzone.

Warto przeczytać:

  • AWEA, 2009, Wind turbines and health
  • AWS Truewind, 2006, Deerfield Shadow Flicker Analysis
  • Brinckerhoff P., 2011, Update of UK Shadow Flicker Evidence Base, Department of Energy and Climate Change
  • British Epilepsy Association,2009, Photosensitive Epilepsy
  • DELTA, 2008, Low frequency noice from large wind turbines, Danish Energy Authority
  • Derrick A., 2008 Assessment of shadow flicker at Ytterberg wind farm, RES
  • Ingielewicz R., Zagubień A., 2011, Problematyka hałasu towarzyszącego pracy turbin wiatrowych – ocena zagrożeń, Politechnika Koszalińska – Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Koszalin
  • National Health and Research Council, 2010, Wind Turbines and Health – A Rapid Review of the Evidence
  • Studium wpływu turbin wiatrowych na zdrowie: Sprawozdanie panelu niezależnych specjalistów, 2012, Departament Ochrony Środowiska Stanu Massachusetts, Departament Zdrowia Publicznego Stanu Massachusetts

Oddziaływanie farm wiatrowych na krajobraz – podejścia metodyczne

Istnieje wiele różnych metod sporządzania analiz oddziaływania inwestycji, takich jak farmy wiatrowe, na krajobraz. Jednak żadna z opracowanych metod nie jest obowiązująca. Taka sytuacja nie pozwala obiektywnie ocenić, za pomocą prostego postępowania, jaki będzie potencjalny wpływ na krajobraz planowanych inwestycji tego typu. Rozsądnym wydaje się stwierdzenie, że stworzenie odpowiedniej metodyki badań, mającej zastosowanie we wszystkich przypadkach, jest niemożliwe ze względu na subiektywne postrzeganie krajobrazu przez poszczególnych obserwatorów.

Turbiny wiatrowe są stosunkowo nowymi obiektami w polskim krajobrazie. Zazwyczaj nowe elementy krajobrazu, niespotykane wcześniej na danym obszarze – szczególnie te o dużych rozmiarach – wywołują silne wrażenia i emocje u obserwatorów. Zazwyczaj, początkowo pojawiają się emocje negatywne, wynikające głównie z niewiedzy, które z reguły zanikają z czasem, co jest związane z przyzwyczajaniem się do istnienia nowych obiektów w przestrzeni. Zdarza się także, że dobrze zlokalizowane obiekty, komponujące się z otoczeniem, mogą być postrzegane jako elementy zwiększające atrakcyjność krajobrazu.
Aby określić potencjalny wpływ turbin wiatrowych na krajobraz istotne jest wyznaczenie odległości, z jakiej mogą być one widoczne w terenie. Jest to jednak proces złożony i uzależniony od wielu czynników, m.in. od rozmiarów turbin, ukształtowania terenu, przeszkód znajdujących się na powierzchni Ziemi (zadrzewienia, budynki), wzrostu obserwatora, ekspozycji punktu obserwacji, innych planowanych, dużych obiektów. Dodatkowo istotne znaczenie mają warunki atmosferyczne oraz przejrzystość powietrza, na którą wpływa m.in. zawartość zanieczyszczeń.

Oddziaływanie na krajobraz elektrowni wiatrowych maleje wraz ze wzrostem odległości. W literaturze podawane są różne odległości maksymalnej widzialności oraz strefy oddziaływania. Według opracowania Environmental impacts of wind energy (2007) turbiny o mocy około 3MW mogą być widoczne z odległości nawet ponad 30 km. Jednak największy wpływ wizualny występuje w strefie do 5 km od obiektu, a jeśli obserwacje są dokonywane z obszarów o dobrej ekspozycji, strefa ta może się rozszerzyć do prawie 13 km.

Opracowanie Visual Assessment of Windfarms Best Practice (2002) przytacza następujący podział stref teoretycznej widzialności (ZTV) w zależności od odległości obserwatora od farmy wiatrowej:
 Strefa I – do 2 km – turbiny wiatrowe dominują w polu widzenia, ruch wirnika jest wyraźnie widoczny,
 Strefa II – od 1 do 4,5 km – turbiny są ważnym elementem krajobrazu, wyróżniają się, jednak nie dominują, ruch wirnika jest widoczny i może przyciągać wzrok obserwatora,
 Strefa III – od 2 do 8 km (zależnie od warunków atmosferycznych) – turbiny są widoczne, jednak wydają się niewielkie w ogólnym polu widzenia i nie są elementem narzucającym się, ruch wirnika jest zauważalny przy dobrej widoczności,
 Strefa IV – powyżej 7 km – turbiny są niewyraźne, stanowią drobne elementy krajobrazu, ruch wirnika jest praktycznie niedostrzegalny.
Na powyższym podziale bazuje opracowanie Stryjeckiego i Mielniczuka (2011) „Wytyczne w zakresie prognozowania oddziaływań na środowisko farm wiatrowych”, które stanowi zbiór wskazówek i dobrych praktyk stosowanych przy określaniu wpływu elektrowni wiatrowych na środowisko. Autorzy zwracają jednak uwagę, że podane odległości są orientacyjne, należy więc zasięg potencjalnego oddziaływania dostosować do każdej lokalizacji planowanej farmy wiatrowej.

Warto przeczytać:

  • Assessing the Cumulative Impact of Onshore Wind Energy Developments, 2012, Scottish Natural Heritage
  • Environmental Impacts of Wind-Energy Projects, 2007, Committee on Environmental Impacts of Wind-Energy Projects, Board on Environmental Studies and Toxicology, Division on Earth and Life Studies, The National Academies Press, Washington DC
  • Stryjecki M., Mielniczuk K., 2011, Wytyczne w zakresie prognozowania oddziaływań na środowisko farm wiatrowych. Generalna Dyrekcja Ochrony Środowiska,
  • University of Newcastle (2002) Visual Assessment of Windfarms Best Practice. Scottish Natural Heritage Commissioned Report F01AA303A

 

Fotowoltaika – technologia produkcji energii

Technologia produkcji energii elektrycznej w instalacji fotowoltaicznej jest w pełni pasywna i polega na bezpośredniej konwersji energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną za pomocą ogniw fotowoltaicznych. Zamiana ta jest bezgłośna, bezwibracyjna oraz nie powoduje skutków ubocznych. Fotowoltaika jest alternatywą dla energetyki konwencjonalnej i może odgrywać kluczową rolę w dywersyfikacji struktury wytwarzania energii, przyczyniając się do wzrostu udziału energii produkowanej ze źródeł odnawialnych, do czego Polska, jako jeden z krajów członkowskich Unii Europejskiej, powinna stale dążyć. Jednocześnie postrzegana jest ona jako jedno z najbardziej obiecujących i przyjaznych środowisku źródeł energii, gdyż przy tak produkowanej energii elektrycznej nie dochodzi do zużywania naturalnych zasobów nieodnawialnych.

Ogniwa fotowoltaiczne (PV, ogniwa słoneczne) są elementami półprzewodnikowymi, składającymi się z cienkich płytek wykonanych głównie z krzemu lub z siarczku kadmu, tellurku kadmu, dwuselenku indowo-miedziowego (zwanego CIS), arsenku galu, polimerów. Na przedniej i tylnej stronie płytki znajdują się metaliczne połączenia (kontakty), które umożliwiają jej działanie jako ogniwo fotowoltaiczne. Płytki te są cienkie i kruche. Ich grubość wynosi od 200 do 400 μm, dlatego w celu ochrony przed uszkodzeniami, korozją, wilgocią, zanieczyszczeniami oraz zwiększenia odporności na warunki atmosferyczne, są one chronione warstwą przezroczystego, twardego szkła, laminowanego tworzywem sztucznym i pokryte warstwą antyrefleksyjną.

Pojedyncze ogniwo ma zazwyczaj niewielką nominalną moc (1-2 W), dlatego dla jej zwiększenia łączone są one szeregowo lub równolegle w moduły fotowoltaiczne. Dzięki wysokim wymaganiom rynku, które stawiane są producentom paneli fotowoltaicznych, obecnie spełniają one najwyższe standardy. Sztywne i hermetyczne obudowy pozwalają na pracę takich modułów przez około 25-30 lat. Instalacja przystosowana jest do pracy w temperaturach od -40oC do 85oC oraz wytrzymuje obciążenie wiatrem do 2400 Pa i śniegiem do 5400 Pa.

W związku z tym, że ogniwa produkują prąd stały konieczne jest zastosowanie w systemie fotowoltaicznym inwerterów. Inwertery są urządzeniami przetwarzającymi prąd stały (DC – direct current) na prąd przemienny (AC – alternating current).  Prąd do inwertera przekazywany jest za pomocą specjalnych przewodów, znajdujących się w ziemi, które odporne są na działanie czynników atmosferycznych i promieniowanie UV.
Z inwerterów prąd przekazywany jest do stacji transformatorowej, gdzie napięcie z niskiego jest zmieniane na średnie, a wytworzona energia przekazywana do lokalnego systemu energetycznego poprzez przyłączenie linią kablową do GPZ.

Warto przeczytać:

  • Horváth G. et al. 2010. Reducing the maladaptive attractiveness of solar panels to polarotactic insects. Conservation Biology 24:6, 16, 44-1653
  • Nowicki M., 2012, Nadchodzi era słońca, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
  • Peschel T. 2010. Solar parks – Opportunities for Bio diversity. A report on biodiversity in and around ground-mounted photovoltaic plants. Renews Special, issue 45. 6.
  • Protogeropoulos C, Zachariou A. 2010. Photovoltaic module laboratory reflectivity measurements and comparison analysis with other reflecting surfaces. Materials from 25nd European Photovoltaic Solar Energy Conference, 6–10 September 2010, Valencia, Spain.