4.3. A szélenergia hasznosításának lehetőségei hazánkban

Az energiaáraknak az elmúlt évtizedekben tapasztalt nagymértékű növekedésével egyre csökken azon térségek száma, ahol nem gazdaságos a szélenergiának mint önerőből megújuló energiaforrásnak a hasznosítása. A szélenergia-hasznosítás legfontosabb komponenseit a 4.4. ábra mutatja be. A helyi szélviszonyok és az alkalmazott energia-átalakító rendszer teljesítményértékei együttesen definiálják a kinyerhető energia mennyiségét. Ezen paraméterek kölcsönhatásban állnak a beruházás költségeivel, illetve az értékesítés piaci feltételeivel. Látható tehát, hogy a szél gazdasági hasznosításának témaköre rendkívül összetett, s csak időben dinamikusan változó, sokparaméteres folyamatként tekinthető. Így még arra a nagyon egyszerű kérdésre sem adható egyértelmű válasz hazánkban, hogy egy adott térségben érdemes-e a szélenergia kiaknázása érdekében befektetéseket végezni.

A szél gazdasági hasznosításának legfontosabb komponensei és azok kapcsolatának folyamatábrája

4.4. ábra: A szél gazdasági hasznosításának legfontosabb komponensei és azok kapcsolatának folyamatábrája (Troen és Petersen, 1989 nyomán)

4.3.1. A hazai szélenergia-kutatás legfontosabb mozzanatai

A legelső említhető tudományos vizsgálatokat a szélklimatológia témakörében Hegyfoky Kabos végezte hazánkban 1894-ben, amikor a meteorológiai obszervatóriumok adatai alapján a szélirányok eloszlását, napi menetét és évszakos változását elemezte a Kárpát-medencében (Hegyfoky, 1894). Kimutatta, hogy az uralkodó szél irányára nagy hatással vannak hazánk domborzati viszonyai. Véleménye szerint az ország legszelesebb tája a Felső-Tisza vidéke. Úttörő munkája vitathatatlan, de megállapításait és magyarázatait az őt követő nemzedékek joggal bírálták.

A meteorológiai szakirodalmat áttanulmányozva nagy valószínűséggel állítható, hogy elsőként Steiner (1923) végzett szélenergetikai szempontú vizsgálatokat Túrkeve és Ógyalla többéves szélsebesség megfigyelései alapján (Tar, 1991). Eredményei rámutattak arra, hogy energetikai szempontból nincs lényeges eltérés a két állomás között. Hasonló elemzést készített Hille (1932) is, aki két budapesti, valamint az ógyallai állomáson mért szélsebességek gyakorisági értékeit határozta meg.

Az ország szélenergia készleteinek bizonyos mértékű feltárása a 30-as évek elején indult meg a Műszaki Egyetem Géptani Tanszékének kutatásai keretében (Szokol, 1964). Sajnálatos módon a II. világháború véget vetett az itt folyó munkának, s komoly veszteséget okozott a kutatások dokumentálásában is.

1938-ban Réthly és Bacsó írt hazánk szélrendszeréről, a szélirány és a szélsebesség napi menetéről (Réthly és Bacsó, 1938). Érvelésükben – mivel a szél sebessége növekszik a magassággal – a legélénkebb széljárású területeknek hegyvidékeinket, azon belül a legmagasabb Kékestető környékét jelölték meg.

Az ötvenes évek elején íródott, Magyarország éghajlatát taglaló könyv (Bacsó et al., 1953) széllel foglalkozó fejezete alapműnek tekinthető ebben a témakörben. Szabóné (1962) 49 állomás 1921–1950-ig terjedő adatsorából számított szélirány gyakorisági értékei jó egyezést mutattak a Bacsó et al. (1953) által közöltekkel. Kakas (1947, 1952) szélklíma vizsgálatai során kitért annak energetikai vonatkozásaira is. Megállapította, hogy éghajlatunk az alacsony tengerszint feletti magasságokban nem bővelkedik szélenergiában.

A témával foglalkozó szakemberek hamar felismerték, hogy a levegő energiatartalmának megítéléséhez nem elegendő az átlagos értékek vizsgálata, hanem ismerni kell a szélsebesség négyzetének és köbének jellegzetességeit is (Aujeszky, 1951). A meteorológusok szélenergia kutatásban betöltendő szerepét először Czelnai (1953) fogalmazta meg: feladatuk a legelőnyösebb helyek kiválasztása és a műszaki szakemberek tájékoztatása a várható szélenergia mennyiségéről. Levezette az elméletileg kinyerhető teljesítményt és az elméleti hatásfokot. Bebizonyította, hogy az elméleti hatásfok akkor éri el a maximumát, ha a rotor mögötti és előtti szélsebesség aránya 1:3. Tanulmányában rámutatott arra, hogy energetikai célú vizsgálatok során a szél vertikális eloszlása is lényeges szerepet játszik. Ő javasolta elsőként az energetikai célú, többszintű szélméréseket.

Ezt a véleményt támogatta, sőt konkrét terveket dolgozott ki ilyen mérőhelyek felállítására Kakas és Mezősi (1956). Elsőként foglalták össze a hazai szélenergia-kutatás legfontosabb teendőit, lépéseit is. Eredményeik felhívták a figyelmet arra, hogy bár kiemelkedő tereppontokon komoly eredményre lehet számítani a szélenergia kitermelése szempontjából, viszonylag kis térségen belül is lényeges különbségek mutatkozhatnak.

Szokol (1964) 10 meteorológiai megfigyelő állomás 30 éves, órás széladatai alapján azt a következtetést vonta le, hogy a szélenergia nagyüzemi hasznosítására hazánkban – főként sík vidékeken – nincs lehetőség. Lassú járású, kis teljesítményű gépek talán Szombathely környékén működtethetők, de ezek is rossz hatásfokkal.

Ledács Kiss (1966) azonban ezzel ellentétes véleményen volt. Állításának igazolására meghatározta 17 sík vidéken telepített meteorológiai állomáson, 35 méteres magasságban a napi lehetséges szélenergiát. Energetikai szempontból Siófokot és Pápát tartotta a legjobb széljárású helyeknek.

Bárány et al. (1970) bebizonyította, hogy az Alföldön (az északkeleti rész kivételével) szoros, fordított összefüggés áll fenn a szélcsendes időszakok gyakorisága és a múltban telepített szélmalmok területi eloszlása között. Ez a tény valószínűsíti annak lehetőségét, hogy ezeken a vidékeken, ebben az alacsony magasságban is létezik hasznosítható szélenergia, mely legalább kisüzemi méretekben kinyerhető.

A szélsebesség magassággal való növekedése a szélenergia-hasznosítás igen fontos tényezője. A különböző szélprofil törvényekben szereplő paraméterek azonban hely-, idő-, sőt sebességfüggők (Tar et al., 2001a). Mivel a szélprofil egyenletek egzakt formája nem alkalmas a magasabb szintek szélsebességeinek meghatározására, ezért ennek becslésére több empirikus összefüggést dolgoztak ki (Aujeszky, 1949).

Ambrózy és Tárkányi fogalmazta meg 1981-ben a szélenergia felmérésének alapvető irányait: a meglévő éghajlati adatbázis alapján tartamgyakoriságok számítása, toronymérések végzése, valamint e szempontból a határréteg vizsgálata és modellezése (Ambrózy és Tárkányi, 1981).

Wágner és Papp (1984) vizsgálta a szél néhány statisztikai jellemzőjét a szélenergia felhasználása szempontjából. Megállapították, hogy a hasznosítható szélsebességek gyakoriságának éves menete megegyezik a szélsebesség átlagok éves menetével.

Komplett statisztikus szélklíma elemzést adott Tar (1991) 13 meteorológiai állomás öt éves (1968–1972) adatsorából. Vizsgálta a szélviszonyok és a szélenergia kapcsolatát a makroszinoptikus helyzetekkel, majd későbbi kutatásai során (Tar et al., 2001b) a szél időbeli változását a globális felmelegedéssel összefüggésben.

A statisztikai vizsgálatok mellett ún. spekulatív becslési módszerekkel (Tar et al., 2001a) is kísérletet tettek hazánk hasznosítható szélenergiájának meghatározására. Ide sorolható Vajda (1999) tanulmánya, melyben egy érdekes gondolatmenet során a teljes légkör mozgási energiájából az alsó 100–200 méteres rétegre és a szárazföldekre vonatkoztatva 3 TW szélteljesítménnyel számol. A gondolatmenetet Tar et al. (2001a) folytatta tovább, s a fentiek alapján azt a következtetést vonta le, hogy a hazánk területére eső hasznosítható szélteljesítmény mennyisége 1,8 GW.

Koppány (1989) a budapesti magaslégköri megfigyelések alapján meghatározott átlagos szélsebesség és légköri sűrűség magasság szerinti változásaiból arra következtetett, hogy egy 500 m magas dombtetőn közel 11-szer akkora fajlagos szélteljesítmény nyerhető, mint sík területen. Számításai szerint az ország villamos energia fogyasztásának közel három százalékát fedezni lehetne a szélenergia hegyvidéki területeken történő hasznosításával.

Az MVM és az OVIT támogatásával 1991-ben elindult egy program, mely során az országban 10 távvezeték oszlopra (26 és 50 m magasság között) szélsebességmérőket szereltek fel, melyek 1991 augusztusától 1 éven át működtek. A mérés eredményeit és a szélenergia-felhasználás szempontjából készített gazdasági értékelést egy tanulmányban foglalták össze (MVM, 1992). E mérések és néhány meteorológiai állomás szélsebesség adatainak felhasználásával született hazánk első energetikai széltérképe (Blahó és Marshall, 1993), mely azt sugallja, hogy csak a Dunántúl nyugati, északnyugati részén van gazdaságosan hasznosítható szélenergia.

A 90-es évek közepén indultak el azok az új kutatások, melyek energetikai szempontból vizsgálják hazánk szélviszonyait. Az első eredményeket az Európai szélatlasz által megkívánt formában részben a Közép-európai országok szélatlasza (Dobesch és Kury, 1997) közli. Lényegesen részletesebbek és informatívabbak az ELTE Meteorológiai Tanszékén végzett kutatások (Radics, 2004; Radics és Bartholy, 2008; Radics et al., 2010; Péliné et al., 2011), valamint a Magyarország légköri eredetű megújuló energiaforrásainak vizsgálatával foglalkozó konzorcium keretein belül (Dobi, 2006) összeállított munkák, melyek a szélmező átfogó statisztikai elemzései mellett már hazánk különböző magasságra modellezett energetikai célokat szolgáló széltérképeit is bemutatják.

A korábbi szélklimatológiai vizsgálatok eredményeit összevetve nem mutatható ki hazánk szélklímájának alapvető megváltozása az elmúlt évszázad során annak ellenére, hogy kisebb térségeket és rövidebb idősorokat vizsgálva esetenként szignifikáns trend is megjelenik. Továbbá, levonható az a legfontosabb következtetés, hogy hazánkban az alapáramlás sebességét és irányát a domborzati viszonyok nagymértékben módosítják. Ezért még a klimatológiailag optimálisnak mutatkozó helyeken is elengedhetetlen a kifejezetten energetikai szempontú szélmérés és vizsgálat egy tervezett szélerőmű telepítése előtt.

4.3.2. Hazánk szélklímája

Az Európai Unió finanszírozásában, a dán Risø Nemzeti Kutatólaboratórium kiadásában a 80-as évek végén megjelent az Európai szélatlasz (Troen és Petersen, 1989). Ez a közel 700 oldalas kiadvány országonkénti összesítésben tartalmazza az uniós országok szélklíma adatait, elsősorban a szélenergia-hasznosítás szempontjából lényeges információkra koncentrálva. Magyarország – számos közép- és kelet-európai országgal együtt – kimaradt ebből az atlaszból. Ezt a hiányt pótolták később négy hazai meteorológiai állomás (Budapest, Debrecen, Pécs és Szeged) adatainak feldolgozásával – az Európai szélatlasz által megkívánt formában – a Közép-európai országok szélatlaszában (Dobesch és Kury, 1997). Azonban a lokális sajátosságokkal rendelkező hazai szélviszonyok megfelelő pontosságú bemutatásához ennél lényegesen több mérőállomás bevonása szükséges. Az Európai szélatlasszal megegyező módszertant alkalmazva 2004-ben az ELTE Meteorológiai Tanszékén már 29 magyarországi állomásra készült el hazánk szélatlasza (Radics, 2004), mely megjelenési formájában is pontosan követte az európai ajánlásokat (4.5. ábra).

Budapest-Pestszentlőrinc állomás klímalapja

4.5. ábra: Budapest-Pestszentlőrinc állomás klímalapja (forrás: Radics, 2004)

A meteorológiai világszervezet, a WMO (World Meteorological Organisation) által elvárt automatizált mérőrendszerek telepítése Magyarországon az 1990-es évek során megtörtént. Míg az automatizálás előtti időszakban a Fuess rendszerű szélmérők voltak az általánosan elterjedt műszerek, az automatizálás óta az Országos Meteorológiai Szolgálat mérőhálózatában a szélmérések a finn Vaisala szenzorokkal történnek rendszeres kalibrálás, ellenőrzés és karbantartás mellett. Az automatizálás nem csupán az eljárások, a műszerek, de sok esetben a mérési magasságok és helyszínek változását is jelentette. Így hazánk szélklímájának hosszabb időszakra történő egységes vizsgálata – az adatsorokban fellelhető inhomogenitások miatt – nem lehetséges. Az alábbiakban a szélatlaszok által tartalmazott legfontosabb információk alapján a szinoptikus meteorológiai állomások 1997–2010 között mért adatai alapján mutatjuk be hazánk szélklímájának legfontosabb jellemzőit.

Éves átlagos szélsebesség, annak szórása és a szélsebességek köbének átlaga:

Magyarországon – 10 m-es standard magasságban – az éves átlagos szélsebesség 1,4–4,3 m s-1 között változik, míg a szélsebesség szórása 1,2–3,0 m s-1 között mozog. Hazánk így az európai szélosztályozás kategóriáit követve a mérsékelten szeles tartományba sorolható. Az átlagos szélsebességi értékekben viszonylag nagy térbeli változásokat észlelhetünk. A legszelesebb vidék az északnyugati, míg a legkevésbé szeles területek a délnyugati és az északkeleti országrészben találhatók. Hazánk területét két lokális minimum jellemzi, egy a délnyugati, egy pedig az északi, északnyugati országrészben. Általánosságban elmondható, hogy a Dunántúlon uralkodó átlagos szélsebességek nagyobbak, mint az ország keleti felét jellemző értékek.

A kinyerhető szélenergia azonban a szélsebesség harmadik hatványával arányos, ezért becsléséhez köbös mennyiségeket használunk, melyek lényegesen nagyobb változékonyságot mutatnak. A szélsebesség köbének átlagai 10–250 m3 s-3 közé esnek, melyek áttekintésével már a szélsebesség szélsőértékeinek eloszlásáról is képet kaphatunk. Hiszen a ritkán előforduló erős, viharos szelek a köbös átlagot jelentősen megnövelik, míg az átlagos szélsebességhez csak kismértékben járulnak hozzá.

A szélsebesség átlagos évi menete:

A szélsebesség és annak harmadik hatványa határozott éves menetet mutat tavaszi maximummal, őszi, ritkábban téli minimummal. A szélenergia-hasznosítás szempontjából a legkritikusabb időszakot így hazánkban az átmeneti évszakok jelentik. Az éves menet vázolt jellege jól magyarázható a tavasszal megerősödő ciklontevékenységgel. A legszelesebb és a legszélcsendesebb hónap átlagos szélsebességeinek különbsége 0,5–2 m s-1 közé esik. Ez közel 40–60 %-os ingadozásnak felel meg az éves átlaghoz képest. A köbös átlagok évi menete még sokkal inkább kifejezett, itt sok esetben 100 m3 s-3 feletti eltérések is előfordulnak az egyes hónapok között.

A szélsebesség átlagos napi menetei januárban és júliusban:

A szélsebesség és köbös átlagai határozott napi menetet mutatnak. A hőmérséklettel való szoros kapcsolatot erősíti az is, hogy júliusban sokkal nagyobb a nappal és éjjel mért szélsebesség értékek közötti különbség, mint januárban. Olyannyira, hogy egyes mérőhelyeken a nappali maximum az éjjeli minimum több mint kétszerese is lehet. Megfigyelhető, hogy a legmelegebb órákban legerősebbek a szelek. Míg a januári maximumok általában 12–13 órakor, addig a júliusi maximumok ettől egy–két órával később jelentkeznek. A szélsebesség köbének menetei itt is teljesen hasonlóan futnak, s a napi változékonyság mértéke akár 150–200 m3 s-3 is lehet.

A szélirányok gyakorisága:

A legváltozatosabb képet a szélirányok eloszlása mutatja. A Dunántúlon és a középső országrészben az északi és északnyugati szelek, míg a keleti országrészben az északi és északkeleti szelek a leggyakoribbak. Természetesen a tájegységet jellemző uralkodó szélirány mellett sokszor a lokális orográfiai hatások is jelentősek. Hazánkban az uralkodó szélirányok relatív gyakorisága alacsony, csupán 11,5% és 25,4% közé esik. A szélcsendes időszakok aránya viszont néhány térségben kifejezetten magas értéket vesz fel, átlagosan 1,3% és 23,2% között változik.

A szélsebességtartam és a fajlagos energia:

Az egyes szélsebességi értékek átlagos éves időtartamának áttekintéséből megállapítható, hogy a legtöbb állomáson az 1–3 m s-1 sebességű szelek a maximális gyakoriságúak, tartamuk átlagosan 1500–3000 óra. Tehát a gyenge szelek a legjellemzőbbek országunkra. A szélcsendes órák száma nagyon változó, 120 és 2000 óra közé esik. A legtöbb állomáson a 10 m s-1-nál nagyobb szélsebességértékek tartama éves átlagban nagyon kicsi, általában 100 óra alatt marad.

A szélenergia hasznosítása szempontjából kiemelkedő fontosságú, hogy a telepítési helyszín szélklímájának megfelelően legyen megtervezve és kiválasztva a szélgenerátor. Ehhez nyújt óriási segítséget az egyes állomások szélsebesség eloszlásaihoz rendelhető mennyiség, az ún. rendelkezésre álló fajlagos energia. Hazánkban a legnagyobb átlagos éves energiát a 4–9 m s-1-os szelek hordozzák, melyek már elég erősek és még elég gyakoriak ahhoz, hogy számottevő fajlagos energiát képviseljenek (átlagosan 20–120 kWh m-2).

Havi szélsebesség-anomáliák:

A szélsebesség havi anomáliáit gyenge fluktuációk jellemzik. Az eltérések néhány kivételtől eltekintve 1 m s-1-on belül maradnak, tehát azonos nagyságrendűek az éven belüli és a napi változásokkal. A szélsebesség harmadik hatványának havi anomáliái jól követik az átlagos szélsebességet jellemző görbét. Nincs jelentős különbség sem a pozitív, sem a negatív irányú eltérések előfordulásában. Azaz szélklímánk az év során kiegyenlítettnek mondható.

A szélsebesség relatív gyakoriságai a legszelesebb és legszélcsendesebb hónapban:

A legszelesebb hónapban az 1–4 m s-1-os szelek a leggyakoribbak, 15–35%-os relatív gyakorisággal. A legkisebb átlagsebességű hónapban az 1–2 m s-1-os szelek fordulnak elő a legnagyobb – átlagosan 20–40%-os – gyakorisággal. Ezen értékek kifejezetten magasnak mondhatók, s igazolják, hogy hazánkra általában a gyenge szelek jellemzőek. A legkevésbé szeles hónapban néhány állomáson rendkívül magas a szélcsendes időszakok aránya.

Látható tehát, hogy az ország területén belül jelentős eltérések mutatkoznak mind a szélsőértékekben, mind azok előfordulásának időpontjában. A hazai szélenergia-viszonyok részletes, kisebb léptékű áttekintéséhez szükséges tehát a szélmező energetikai szempontú modellezése.

4.3.3. A szélmező modellezése

Egy szélerőmű vagy akár egy szélpark tervezésének előfeltétele a – lokális szélmező pontos ismeretét feltételező – lehetséges éves energiatermelés becslése. Kizárólag ennek felhasználásával igazolhatjuk a szélenergiát átalakító rendszerek gazdaságosságát. A szakszerű tervezéshez és telepítéshez a rotortengely magasságában mért szélvektor legalább kétéves adatsora (Dobesch és Kury, 1999) szükséges. A gyakorlatban azonban az ilyen magasságban történő mérések ritkák, mert megvalósításuk technikai akadályokba ütközik és rendkívül drága. A helyszíni mérések mellett vagy helyett szükség van tehát a meteorológiai mérőhálózatok hosszú mérési adatsorait felhasználó matematikai-fizikai modellek adaptálására. Egy szélerőmű optimális elhelyezésének meghatározásához pedig nélkülözhetetlen a numerikus áramlási modellek alkalmazása.

A domborzat áramlásmódosító hatásának figyelembevételével 10 és 120 m felszín feletti magasságra modellezett rendelkezésre álló szélteljesítmény-mező kompozit térképét a 4.6. és 4.7. ábrán mutatjuk be. Magyarország szélenergia viszonyait bemutató térképek alapján elmondható, hogy hazánkban az átlagos szélsebesség és a rendelkezésre álló szélteljesítmény nagy térbeli változékonyságot mutat. Különösen a hegyvidéki területeken találunk kis távolságon belül jelentős eltéréseket. 120 m-es magasságban az átlagos szélsebesség közel másfélszerese, a modellezett rendelkezésre álló szélteljesítmény pedig több mint háromszorosa a 10 m-re számított értéknek. A felszín feletti magasság növekedésével a leginkább és legkevésbé szeles vidékek szélenergia-viszonyai közti különbség egyre nő. Mindezek alapján levonható az a legfontosabb következtetés, hogy a szélenergia hasznosítására leginkább alkalmas térség az északnyugati országrész.

A domborzat áramlásmódosító hatásának figyelembe vételével 10 m felszín feletti magasságra modellezett rendelkezésre álló szélteljesítmény-mező

4.6. ábra: A domborzat áramlásmódosító hatásának figyelembe vételével 10 m felszín feletti magasságra modellezett rendelkezésre álló szélteljesítmény-mező (forrás: Radics, 2004)

A domborzat áramlásmódosító hatásának figyelembe vételével 120 m felszín feletti magasságra modellezett rendelkezésre álló szélteljesítmény-mező

4.7. ábra: A domborzat áramlásmódosító hatásának figyelembe vételével 120 m felszín feletti magasságra modellezett rendelkezésre álló szélteljesítmény-mező (forrás: Radics, 2004)

A nagyteljesítményű, elektromos áramot termelő szélerőművek helyének kiválasztása nem csak klimatológiai, de komoly műszaki, gazdasági és környezetvédelmi megfontolásokat is igényel. A beépítettség és az érdesség megváltozása, a szélklíma esetleges változása és a pontos helyszín egyedi domborzati viszonyai miatt azonban minden egyes konkrét esetben el kell végezni a helyszíni szélmérést, majd a részletes domborzati és érdességi paraméterek felhasználásával a modellezést.

4.3.4. Problémák és kilátások

Hazánkban – meteorológiai szempontból – a legnagyobb problémát általában az jelenti, hogy a tervezett erőmű helyszínéről nem áll rendelkezésre megfelelő hosszúságú, elegendően gyakori időközönként észlelt széladat. Magyarországon (mint ahogy szerte a világon) a meteorológiai állomásokon elhelyezett szélmérő műszerek konvencionális magassága 10 m. A szélerőművek átlagos magassága azonban ennél lényegesen nagyobb (100–150 m). A hazai mérési idősorok felhasználásával a működési szint szélenergia készletét vertikális extrapoláció segítségével becsülhetjük, de sokkal pontosabb értékeket kapunk, ha az adott magasságban elhelyezett mérőműszerek adataival dolgozunk.

Az energiatermelés szempontjából fontos tényező a szélsebesség éves átlagának eltérése a sokéves átlagértéktől. Már tíz százalékos eltérés is körülbelül harminc százalékos bizonytalanságot okoz az éves energiatermelés becslésében. A becslés hibája természetesen időfüggő mennyiség, a vizsgálatokban felhasznált mérési idősor hosszának függvénye (Aspliden et al., 1986). A szélmező évszakos változásai miatt a három hónapnál rövidebb szélmérés adatainak használata több mint 80%-os, az egy évnél rövidebb adatsor több mint 30%-os bizonytalanságot jelent, s egy öt éves idősor is majdnem 20%-os pontatlanságot okoz a kinyerhető energia becslésében. Látható tehát, hogy a helyszínen végzett mérések időtartamának hossza az energiatermelés becslésének egyik kulcskérdése.

A nagyteljesítményű, villamos energiát termelő szélerőművek felállítása gyakran a helyi közösségek erős ellenállásába ütközik, amelynek leggyakrabban a bizonytalanság és a tájékozatlanság a fő oka. A lakosságot a telepítést megelőzően leginkább az erőművek környezeti hatásai – a zajkibocsátás, a telekommunikációs összeköttetések zavarása, a biztonság, az esztétikai hatás, az állatok élőhelyére gyakorolt hatás stb. – aggasztják. Ez onnan ered, hogy míg a szélenergia hasznosításának – az alábbiakban részletezett – környezeti előnyei globális vagy regionális szinten, addig hátrányai lokálisan jelentkeznek.

A szélturbinák üzemeltetése igen olcsó. Kezelő személyzetet nem igényelnek, felügyeletük távfigyelési rendszerrel megoldható. Éves karbantartási költségük igen alacsony, élettartamuk legalább 25 év. A berendezések önfogyasztása a kimenő teljesítmény kb. 3%-a. A megtérülési mutatókat azonban a magas beruházási költségek jelentősen rontják.

Egy működő szélerőműnek nincs közvetlen szennyezőanyag kibocsátása. Az erőmű felépítése, szállítása és összeszerelése során okozott közvetett kibocsátás mértéke elhanyagolható. Egy átlagos, szárazföldi területen felállított szélturbinának a betonalapozáson, földmunkákon, valamint a felépítéshez szükséges munkálatokon kívül nincs eróziós hatása sem. A működésüket befejező szélerőművek lebontása után nem marad hátra környezetszennyező anyag, s jelentős tereprendezésre sincs szükség. Az alkatrészek többsége újrahasznosítható, a létesítmény megszüntetését követően az eredeti táj teljes mértékig visszaállítható.

A szárazföldi telepítésű szélerőmű parkok által használt területen kettős földterület használat lehetséges. A szélparkok által elfoglalt terület szinte teljes egészében továbbra is mezőgazdasági művelés alatt állhat vagy megmaradhat természetes állapotában. Napjainkban azonban a szélparkok egy jelentős részét a tengerekre telepítik.

A lokálisan mérhető hátrányok egyike a működő szélerőművek zajszennyezése. Az erőművek akusztikus kibocsátásai a mechanikai és aerodinamikai hatások együtteseként jönnek létre a szélsebesség függvényében. A turbinák által okozott zajszennyezés az egyik legfontosabb kritérium, amely miatt nem szabad a szélerőműveket a lakóövezetek közelébe telepíteni. Jelenleg is folynak azok a kutatások, amelyek az erőművek által kibocsátott infrahangok állatvilágra gyakorolt hatását vizsgálják. Az elérhető legmagasabb hangkibocsátási szint azonban erősen függ a helyi szabályozásoktól.

A táj jellegétől függetlenül a modern szélerőművek megjelenése mind vizuális, mind esztétikai hatást kifejt a környező tájra. Míg az esztétikai megítélés szubjektív, a vizuális hatások egy része objektíven mérhető. Ilyen például a rotor lapátok által okozott mozgó árnyékok hatása. Megfelelő tervezéssel és a lapátok reflexiós hatást csökkentő burkolásával ez a jelenség könnyen elkerülhető.

Bizonyos területeken a szélturbinák visszaverhetik, szórhatják az elektromágneses hullámokat, azaz zavart okozhatnak a telekommunikációs összeköttetésekben. Az előzetes felmérések alapján az előre kijelölt kulcsfontosságú területek elkerülésével ez a probléma is könnyen orvosolható.

Elképzelhető, hogy a nagyfeszültségű elektromos áramot termelő szélerőművek, szélparkok mellett – a villamos energia rendszer szabályozhatósága, befogadó képességének korlátai miatt – a szélenergia kisüzemi (kisfeszültségű elektromos áramot termelő, valamint mechanikai munkát végző) felhasználása talán még nagyobb szerephez juthat a közeljövőben Magyarországon.

Összefoglalásként, a szélenergia hazai hasznosítási lehetőségeivel kapcsolatban a következő kijelentések fogalmazhatók meg:

  • A szélenergia hasznosításának fizikai alapjai egyszerűek. Az áramlás teljesítménysűrűsége (egységnyi felületen és egységnyi idő alatt áthaladó légtömeg mozgási energiája) a szélsebesség harmadik hatványával arányos, így a meteorológiai szélmérések felhasználásával könnyen becsülhető. Az összes mozgási energia nyilvánvalóan nem nyerhető ki (ehhez olyan turbina kellene, amely mögött leáll a levegő). Az elvi határ az ún. Betz limit (59,3%), de további veszteségek is fellépnek. A legkorszerűbb erőművek hatásfoka lassan megközelíti az 50%-ot.

  • A napjainkban telepített szélerőművek modern technológiájú, megbízható eszközök, melyek elterjedtsége világszerte nő.

  • A szélenergia kiaknázásának legnagyobb problémája az erőforrás rendelkezésre állásának bizonytalansága. Akár kifejezetten rövid időtartam alatt is jelentős eltérések, ingadozások mutatkozhatnak a pillanatnyi szélsebességben, melyek rendkívül nehezen jelezhetők előre. Mivel napjainkban a szélerőművekkel előállított elektromos energiát szinte teljes egészében a meglévő elektromos hálózatokba integrálják, szükség van a (nem szél alapú, gyorsan kapcsolható) operatív tartalék kapacitások megfelelő arányú növelésére és az aktív piaci elosztás megszervezésére. A szélenergia hálózati integrálásának alapkérdése tehát az előrejelezhetőség, melynek legjobb eszköze a numerikus időjárási előrejelző programok adaptálása.

  • A fölösleges szélenergia gazdaságos felhasználásának technológiái (akkumulátorok töltése, lendkerekes tárolás, víztározók szivattyús feltöltése stb.) még csupán kísérleti stádiumban vannak, ezért az ilyen céllal létrehozott beruházások egyelőre nagyon magas kockázatot viselnek.

  • Az Európai Unióban megfogalmazott elvárásoknak megfelelően már a hazai energiapolitika is támogatja a megújuló energiaforrások hasznosítását. A kitűzött energiapolitikai cél, hogy a megújulók (köztük a szélenergia) bruttó végső energiafogyasztásban képviselt részaránya 2020-ra elérje a 14,65%-ot.

  • Magyarország a rendelkezésre álló szélenergia tekintetében kifejezetten gyenge adottságú. Ez a tény a szélerőmű telepítések megtérülési idejét a fejlett piacokon szokásos 8–10 évhez képest jelentősen megnövelheti.

  • A villamos energia termelését célzó szélenergia-hasznosítás 2000-ben még nem volt jelen hazánkban. Az utóbbi években végzett kistérségű vizsgálatok és beruházások azonban igazolták, hogy hazánk megfelelően kiválasztott térségeiben is lehetséges nagyteljesítményű, gazdaságosan üzemelő, villamos energiát termelő szélerőműveket telepíteni.

  • Magyarországnak van kinyerhető szélenergia-kincse, amit elődeink a kor technológiai szintjének megfelelően ki is használtak. A szélenergiának – mint megújuló energiaforrásnak – a napenergia, a vízenergia és a biomasszából nyert energia hasznosítása mellett Magyarországon is fontos szerepe lehet a jövőben. Jelenlegi ismereteink birtokában azonban elmondható, hogy a szélenergia hazánkban nem válhat a hagyományos energiaforrásokat nagymértékben kiváltó megújuló energiaforrássá, de jelentősen hozzájárulhat az antropogén környezetszennyezés megfékezéséhez. Hiszen csökkentheti a fosszilis energiahordozók felhasználási ütemét és növelheti a lokális energiaellátás biztonságát úgy, hogy közben a környezetvédelem érdekeit is szolgálja.