PROBLEM NIESTABILNOŚCI ENERGETYKI WIATROWEJ A MAGAZYNOWANIE ENERGII

__________________________________________

* Politechnika Poznańska.

Grzegorz TRZMIEL*

PROBLEM NIESTABILNOŚCI ENERGETYKI WIATROWEJ A MAGAZYNOWANIE ENERGII

W pracy odniesiono się do problemu niestabilności dostaw energii elektrycznej przez energetykę wiatrową. Na początku wspomniano o dyrektywach Unii Europejskiej, zachęcających do rozwoju sektora odnawialnych źródeł energii. Celem szerszego wprowadzenia do tematu dokonano w pracy skróconej charakterystyki wiatru, jego zmienności oraz zależności łączących energię wiatru z funkcjonowaniem siłowni wia- trowych. Następnie przedstawiono przegląd stosowanych obecnie sposobów magazy- nowania energii elektrycznej generowanej przez energetykę wiatrową. Zaprezentowane przykłady pozwalają ukazać przydatność różnych form magazynowania energii w dąże- niu do zwiększenia stabilności dostaw energii elektrycznej przez energetykę wiatrową.

SŁOWA KLUCZOWE: energia wiatru, niestabilność, magazynowanie energii.

1. WPROWADZENIE

Na Szczycie Rady Europejskiej 8–9 marca 2007 r. uchwalono pakiet energe- tyczno-klimatyczny potocznie zwany pakietem „3 x 20”. W jego skład wchodzi sześć aktów prawnych, które dotyczą [10]:

 promowania energii ze źródeł odnawialnych (OZE),

 ograniczenia emisji szkodliwych substancji do atmosfery,

 monitorowania zanieczyszczeń w trakcie produkcji i podczas wykorzystywa- nia paliw,

 ograniczenia emisji CO2 średnio o 10% z sektorów: transportu, budownictwa, usług, mniejszych instalacji przemysłowych, rolnictwa oraz gospodarki od- padami,

 wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCS),

 przeglądu europejskiego systemu handlu emisjami.

Celem pakietu jest zmuszenie krajów UE do rozwoju w energetyce i przemy- śle technologii sprzyjających środowisku, odejścia od wysokoemisyjnego węgla na rzecz odnawialnych źródeł energii oraz oszczędzania energii. Aby zrealizo- wać te cele Polska musi do 2020 r. zrealizować cele ilościowe tzn. zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych o 20% w stosunku do 1990 roku, zmniejszyć zuży-

cie energii o 20% w porównaniu z prognozami na 2020 r. oraz zwiększyć udział odnawialnych źródeł energii do 20% całkowitego zużycia energii, a w tym zwiększyć wykorzystanie biopaliw w transporcie do 10%.

Dzięki tym działaniom UE chce w 2020 r. uzyskać następujące efekty:

 zmniejszenie o 600-900 milionów ton emisji gazów cieplarnianych do atmos- fery,

 wzrost zatrudnienia w sektorze energii odnawialnej do ponad 300 000 miejsc pracy,

 zwiększenie energetycznego bezpieczeństwa i solidarności państw członkow- skich UE przez zaoszczędzenie 200 Mtoe (równowartość ok. 55 mld EUR) dla gospodarki europejskiej w wyniku zmniejszenia importu energii do UE,

 spadek kosztów pozyskania energii z systemów fotowoltaicznych, technolo- gii wiatrowych oraz energii pływów i fal.

2. CHARAKTERYSTYKA WIATRU

Wiatr to poziomy ruch mas powietrza w dolnej warstwie atmosfery. Pośred- nią przyczyną jego powstania jest nierównomierne ogrzewanie powierzchni ziemi przez promienie słoneczne. Powietrze stykające się z gruntem pobiera od niego ciepło przez przewodzenie. Ciepłe powietrze jest lżejsze od zimnego, przez co unosi się do góry. Powoduje to zmniejszenie ciśnienia barometrycznego przy powierzchni ziemi. Jednocześnie w innym rejonie Ziemi powietrze na- grzewa się wolniej i między tymi dwoma miejscami tworzy się różnica ciśnień.

Właśnie ona jest bezpośrednią przyczyną przepływu powietrza w kierunku od miejsca o wyższym ciśnieniu (wyżu) do miejsca o ciśnieniu niższym (niżu), co odczuwane jest jako wiatr. Wzrost amplitudy tych ciśnień powoduje przepływ wiatru z większą prędkością. Wiatr, w zależności od jego prędkości, został skla- syfikowany w skali zwanej skalą Beauforta, której zależność od prędkości wie- jącego wiatru przedstawiono w tabeli 1.

Słońce najmocniej oświetla okolice równika, a najsłabiej bieguny. Powoduje to cyrkulację powietrza na obu półkulach i ruch mas powietrza w kierunku od biegunów do równika przy powierzchni ziemi (wiatry dolne). Przy równiku na- stępuje ich nawrót i na większych wysokościach przepływają z powrotem w stronę biegunów (wiatry górne).

Kolejnym rodzajem ruchów powietrza jest jego przepływ z zachodu na wschód wysoko nad ziemią i w kierunku odwrotnym tuż przy jej powierzchni.

Takie przemieszczenie mas powietrza spowodowane jest ruchem obrotowym Ziemi i powoduje odchylenie wiatrów w stronę zachodnią, patrząc od biegunów do równika.

Najczęściej występującymi na Ziemi wiatrami są pasaty. Wieją one po obu stronach równika i są wiatrami wschodnimi, które na półkuli północnej odchylo-

ne są na południe, a na półkuli południowej na północ. Są to wiatry o znacznej prędkości wiejące bardzo regularnie, przez co znajdują zastosowanie do celów energetycznych [4].

Tabela 1. Charakterystyka skali Beauforta [8]

Stopnie

[sB] Nazwa wiatru Prędkość wiatru

[m/s]

0 cisza 0-0,2

1 bardzo słaby powiew 0,3-1,5

2 słaby wiatr 1,6-3,3

3 łagodny wiatr 3,4-5,4

4 umiarkowany wiatr 5,5-7,9

5 żywszy wiatr 8,0-10,7

6 silny wiatr 10,8-13,8

7 bardzo silny wiatr 13,9-17,1

8 sztorm 17,2-20,7

9 silny sztorm 20,8-24,4

10 bardzo silny sztorm 24,5-28,4

11 gwałtowny sztorm 28,5-32,6

12 huragan 32,7-36,9

Powstawaniu wiatrów sprzyja również różna szybkość nagrzewania się po- szczególnych rodzajów powierzchni Ziemi (np. lądy, góry, oceany, lasy, pusty- nie). W ten sposób powstają np. wiejące na morskich wybrzeżach bryzy (rys. 1).

Rys. 1. Proces tworzenia bryzy w dzień i w nocy [4, 8]

W dzień wieją przy powierzchni ziemi w kierunku lądu, zaś nocą w przeciwnym kierunku. W przypadku bryz wysokość zawracania wiatrów nie jest jednak duża

i wynosi ok. 300 m. Odpowiednikami bryz dla obszarów nad oceanami są mon- suny.

W rejonach górskich występuje wiatr nazywany halnym (rys. 2). Poza różni- cami temperatur wpływ na powstawanie tego wiatru mają różnice ciśnień mię- dzy równinami a szczytami górskimi. Są to wiatry porywiste i nieregularne, przez co nie nadają się do napędzania turbin wiatrowych.

Rys. 2. Proces tworzenia halnego [4, 8]

Struga wiatru składa się z pędzących poziomo cząstek powietrza, mających pewną energię kinetyczną. Celem elektrowni wiatrowej jest odebranie tej energii i zamiana jej na energię obrotu wirnika elektrowni (rys. 3).

Ilość możliwej do uzyskania mocy, jaką niesie ze sobą powietrze, można ob- liczyć korzystając ze wzoru na moc strugi gazu:

w Av3

2

P  1 , (1)

gdzie:  – gęstość powietrza [kg/m³], A – powierzchnia przepływu [m²], v – prędkość wiatru [m/s].

Dla elektrowni wiatrowej, której wirnik, obracając się, odbiera energię z po- wierzchni w kształcie koła, wzór (1) można przedstawić w nieco innej postaci:

3 w2

w D V

P 8 

 , (2)

gdzie: D_w – średnica wirnika elektrowni wiatrowej [m].

Zgodnie ze wzorem (1) energia wiatru zależy od gęstości powietrza, która ściśle wiąże się z jego wilgotnością oraz ciśnieniem statycznym. Ciśnienie sta- tyczne jest z kolei wywołane ciśnieniem barometrycznym. Tak więc mroźny wiatr w obszarze wyżu atmosferycznego może mieć nawet o ok. 30% większą

gęstość, niż upalny wiatr wiejący w trakcie niżu atmosferycznego. Z uwagi na złożoność tej wielkości i niewielki wpływ na moc, do obliczeń stosuje się śred- nią gęstość powietrza, która dla Polski wynosi  = 1,26 [kg/m³].

Rys. 3. Schemat przepływu wiatru przez turbinę wiatrową [5]

Prędkość wiatru jest czynnikiem mającym duże znaczenie na poziom gene- rowanej mocy, gdyż we wzorze występuje ona w trzeciej potędze. Dwa razy większa prędkość wiatru daje 8 razy większą moc. Dla zobrazowania ilości mo- cy, jaką można uzyskać z wiejącego wiatru, warto przeanalizować konkretny przypadek. W tym celu wykonano obliczenia zgodnie ze wzorem (1), przyjmu- jąc A = 1 m². Wyniki przedstawiono w tabeli 2.

W tabeli 2 przedstawiono wartość mocy, jaką posiada wiatr o danej prędkości dla przekroju 1 m². Nie jest jednak możliwe przetworzenie w turbinie wiatrowej 100% tej mocy na moc mechaniczną wirnika. Można przyjąć, że średnia pręd- kość wiatru, który przechodzi przez wirnik, to średnia prędkości wiatru przed wirnikiem, o niezakłóconym przepływie v₁ i prędkości wiatru po przejściu przez wirnik 2 czyli [3]:

2 2 śr 1



  ^ . (3)

Masa powietrza płynącego przez wirnik w czasie jednej sekundy wynosi:

A 2

m ¹ ²

 ^

 (4)

Tabela 2. Przykładowe średnie roczne zapotrzebowanie na energię elektryczną [8]

v [m/s] PW [W]

0,0 0

1,0 0,63

2,0 5,04

3,0 17,01

4,0 40,32

5,0 78,75

6,0 136,08

7,0 216,09

8,0 322,56

9,0 459,27

10,0 630

11,0 838,53

12,0 1088,64

13,0 1384,11

14,0 1728,72

15,0 2126,25

Zgodnie z II zasadą dynamiki Newtona, moc, jaką wirnik odbiera od wiatru, wynosi:

) (

2m

P 1 ₁²₂² , (5) po podstawieniu równania (4) do równania (5) otrzymuje się:

A ) )(

4(

P  ₁² ₂² ₁ ₂





 . (6)

Moc powietrza przepływającego przez taką samą powierzchnię A, jednak nie zakłóconego przez wirnik, wynosi:

3

0 A 1

P 2 

 . (7)

Porównując wzór (6) ze wzorem (7) otrzymuje się:

)) ( 1 )(

) ( 1 2( 1 P

P

1 2 2

1 2

0 





 



 . (8)

Wykres funkcji r( ) P

P

1 2

0 

  przedstawiono na rysunku 4.

Rys. 4. Wykres funkcji r( ) P

P

1 2

0 

  [3]

Po naniesieniu na wykres z rysunku 4 stosunku prędkości

3 ) 1 (

1 2 



 widać

wyraźnie, że funkcja r( ) P

P

1 2

0 

  osiąga w tym miejscu maksimum równe

593 , P 0

P 0

 . Oznacza to, że idealna turbina wiatrowa spowolni wiatr do 1/3 jego pierwotnej prędkości i odbierze 59,3% energii w nim zawartej, czyli maksymal- na teoretyczna sprawność zamiany mocy wiatru na moc mechaniczną wynosi 59,3%.

3. ZMIENNOŚĆ WIATRU

Prędkość wiejącego wiatru rośnie wraz ze wzrostem wysokości nad po- wierzchnią ziemi. Zależność tę opisuje wzór Suttona [2]:

 

 )

H ( H

0 0 1

1  , (8)

gdzie: v1 – prędkość szukana [m/s], v0 - znana prędkość wiatru na wysokości H0

[m/s], H₀ – wysokość, na której znana jest prędkość wiatru [m], H₁ – wysokość, na której szukana jest prędkość wiatru [m], α - współczynnik potęgowy zależny od szorstkości terenu [-].

Wzór (8) pozwala obliczyć prędkości wiatru na wysokości innej, niż wyso- kość, na której dokonano pomiaru. We wzorze Suttona bardzo ważną rolę od- grywa szorstkość terenu. Jeżeli powierzchnia ziemi jest równiną i nie ma na niej przeszkód w postaci zabudowy, drzew, wąwozów itp. to prędkość wiatru jest duża tuż przy samej ziemi. Są to grunty o małej szorstkości. Na tego typu tere-

nach wysokość nad powierzchnią ziemi nie ma aż tak dużego wpływu na wzrost prędkości wiatru i w związku z tym tuż przy ziemi i na innych wysokościach nie zmienia się ona znacząco. W przypadku, gdy przy powierzchni ziemi wiatr ulega znacznemu wyhamowaniu ze względu na liczne przeszkody i nierówninny kształt terenu, występuje grunt o coraz wyższej szorstkości. Przykładowe klasy szorstkości zestawiono w tabeli 3.

Podstawowym parametrem energii wiatrowej jest prędkość wiatru. Ulega ona zmianom dziennym, miesięcznym i sezonowym. Projektując elektrownię wia- trową, należy pamiętać, że średnia prędkość wiatru nie jest informacją miarodaj- ną, ponieważ pozbawiona jest informacji o czasie jej występowania. Do oceny warunków wiatrowych pod kątem wykorzystania ich do budowy siłowni wia- trowych niezbędna jest analiza rozkładu występowania poszczególnych prędko- ści wiatru w czasie. Dla przykładu, na rysunku 5 przedstawiono przykładowe wykresy zmiany wartości prędkości wiatru w czasie, dla których średnia jest na tym samym poziomie, mimo że przebiegi znacznie różnią się od siebie.

Tabela 3. Wpływ przykładowych przeszkód terenowych na klasę szorstkości terenu i energię wiatru [2]

Klasa szorstkości

terenu

Energia

wiatru [%] Rodzaj terenu - przykłady

0 100 Powierzchnia wody.

0,5 73 Otwarty teren, np. betonowe lotnisko, łąka.

1 52 Otwarte pola uprawne z pojedynczymi niskimi zabudowaniami, lekko pofałdowany teren.

1,5 45

Tereny uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8-metrowymi żywopłotami oddalonymi od siebie

o ok. 1250 m.

2 39

Tereny uprawne z nielicznymi zabudowaniami i 8- metrowymi żywopłotami oddalonymi od siebie

o ok. 500 m.

2,5 31 Tereny uprawne z licznymi zabudowaniami, sadami lub 8-metrowe żywopłoty oddalone od siebie o ok. 250 m.

3 24 Wioski, małe miasteczka, tereny uprawne z licznymi żywopłotami, las lub pofałdowany teren.

3,5 18 Większe miasta z wysokimi budynkami.

4 13 Bardzo duże miasta z wysokimi budynkami i „drapaczami chmur”.

Rys. 5. Przykładowe przebiegi pomiarowe o równej średniej prędkości wiatru [1]

Linie P1 i P2 stanowią obraz odczytów prędkości wiatru wykonywanych co godzinę przez 10 godzin w dwóch różnych stacjach meteorologicznych. Linią gładką zaznaczono wartość średnią obliczoną z dziesięciu odczytów, która w każdym z przebiegów wyniosła 4,6 m/s. Turbina wiatrowa w obydwu wypad- kach pracowałaby w różny sposób i wytworzyłaby różną ilość energii możliwej do wykorzystania.

Na rysunku 6 przedstawiono przykładowy przebieg zmian prędkości wiatru w ciągu dnia. Wyraźnie widać na nim, że prędkość wiatru jest maksymalna w godzinach południowych, a słabnie nocą. Można też zauważyć, że dzienna amplituda prędkości wiatru na terenach uważanych za bardziej wietrzne (obsza- ry nadmorskie – Hel, Ustka) jest dużo mniejsza, niż na terenach położonych w głębi kraju (Warszawa, Kraków).

Ponadto w [2] wykazano, że szczyt zapotrzebowania na moc zaczyna się ok.

godziny 10. Do godziny 16 pokrywa się ono z występowaniem wiatru o najwyż- szych prędkościach w ciągu dnia. Po tej godzinie jednak następuje niekorzystna sytuacja. Zapotrzebowanie na moc po godzinie 16 nadal wzrasta, a wiatr osiąga coraz niższe średnie prędkości. Z tego powodu dzienny rozkład prędkości wiatru nie jest do końca korzystny do bezpośredniego wykorzystania energii wiatru do ogrzewania czy oświetlenia.

W miesiącach zimowych wiatr osiąga nawet dwukrotnie wyższe prędkości niż w miesiącach letnich. Jest to cecha bardzo korzystna z punktu widzenia wy- korzystania energii wytworzonej w elektrowniach wiatrowych do ogrzewania domów i mieszkań. Średnie prędkości wiatru przekraczające 5 m/s przypadają na miesiące listopad – marzec [2]. Są to miesiące, w których temperatura powie- trza na zewnątrz spada i rozpoczyna się okres grzewczy, jednak, jak już wcze- śniej wspomniano, z uwagi na niekorzystny dobowy rozkład średniej prędkości wiatru rozwiązanie to ma sens w połączeniu z magazynem energii.

Rys. 6. Przykładowe przebiegi prędkości wiatru w ciągu doby dla różnych lokalizacji [2]

3. MAGAZYNOWANIE ENERGII A STABILNOŚĆ ENERGETYKI WIATROWEJ

W związku z niestabilnością siły wiatru, występującą zarówno w cyklu do- bowym, jak również rocznym, wykorzystuje się magazyny energii, w których można zmagazynować energię na pewien czas i wykorzystać ją w czasie wzrostu zapotrzebowania, gdy elektrownia wiatrowa nie dostarcza wystarczającej ilości energii.

Turbiny wiatrowe są źródłami o niskiej przewidywalności i stabilności cza- sowej wytwarzanej energii. Ich zdolność wytwórcza jest silnie uzależniona od warunków pogodowych i prędkości wiatru. Zmienne warunki zewnętrzne powo- dują nierównomierność produkcji energii w czasie, co może być powodem wielu niepożądanych zjawisk w sieci takich jak [7]

 wahania napięcia,

 wahania częstotliwości,

 migotanie,

 trudności w planowaniu bilansu mocy i energii,

 problem z regulacją mocy biernej.

Również w przypadku pracy wyspowej nierównomierność produkcji energii powoduje jej niepożądany nadmiar w jednej chwili, zaś w innej jej niedobór spowodowany brakiem wiatru. Energia elektryczna charakteryzuje się koniecz- nością jej wykorzystania w czasie bieżącej produkcji. Można ją jednak przetwa-

rzać na energię potencjalną, kinetyczną, mechaniczną, cieplną czy chemiczną i w tych postaciach można ja też magazynować, co pomaga zbilansować popyt i podaż na energię. Tak więc, aby zmniejszyć zależność turbozespołów OZE od warunków zewnętrznych, buduje się współpracujące z nimi magazyny energii.

Do technologii magazynowania energii, które mogą współpracować z elektrow- nią wiatrową, zaliczyć można [6, 7, 9]:

 zasobniki akumulatorowe: stanowią najprostszą i najbardziej rozpowszech- nioną metodę magazynowania energii. Akumulatory to rodzaj ogniwa gal- wanicznego służący do przechowywania energii. Ładowane są za pomocą energii elektrycznej (prądu stałego). Akumulatory gromadzą energię elek- tryczną dzięki odwracalnym reakcjom chemicznym, które zachodzą w elek- trolicie. Do ich największych zalet zalicza się łatwość użycia, korzystne cha- rakterystyki prądowo-napięciowe, niskie samorozładowanie, powszechność i znajomość technologii. Ich wady związane są z procesem ładowania i roz- ładowywania. Akumulatory nie dają możliwości pełnego naładowania i głę- bokiego rozładowania, a poza tym procesy te trwają dosyć długo i nie dają możliwości szybkiego przekazania dużej ilości energii, jaką jest w stanie przekazać elektrownia wiatrowa. Obecnie najbardziej popularne zasobniki akumulatorowe zbudowane są głównie na akumulatorach: kwasowo- ołowiowych, niklowo-kadmowych (NiCd), niklowo-metalowo-wodorkowych (NiMH), litowo- jonowych oraz żelowych;

 sprężone powietrze: wtłaczane jest do zbiorników ciśnieniowych. Gdy na- stępuje zapotrzebowanie na energię elektryczną, powietrze uwalniane jest z magazynu i napędza turbinę sprzęgniętą z generatorem wytwarzającym prąd. Warto jednak podkreślić, że rozwiązania tego typu są stosowane jedy- nie w układach o dużej mocy z dużymi zasobnikami. Sprężarki małych mocy mają mniejszą sprawność niż duże sprężarki, przez co zastosowanie ich w in- stalacjach małej mocy byłoby nieefektywne. Wynika to z konieczności ogrzania i chłodzenia powietrza w procesie.

 wodór: powstaje w wyniku elektrolizy. Polega ona na rozkładzie wody na wodór i tlen pod wpływem przepływającego przez nią prądu elektrycznego.

Produkty reakcji zbierają się na oddzielnych elektrodach. W procesie o 100%

sprawności, aby uzyskać 1 kg wodoru, konieczne jest dostarczenie 39 kWh energii. Rzeczywisty proces elektrolizy zachodzi ze sprawnością ok. 80%, tak więc, aby uzyskać 1 kg wodoru, należy dostarczyć ok. 50 kWh energii;

 piece akumulacyjne: zbudowane są z rdzeni z magnezytu, w których umiesz- czane są wysokotemperaturowe grzałki. Rdzeń mieści się w termoizolacyjnej obudowie. Pozwala to zmagazynować energię w trakcie, gdy wiatrak pracuje i wykorzystać ją w dogodnym dla prosumenta momencie, gdyż rdzeń, na- grzewając się do ok. 700°C, jest w stanie utrzymywać ciepło we wnętrzu pie- ca przez wiele godzin;

 kinetyczne zasobniki energii (koła zamachowe): energię można zmagazyno- wać w postaci energii kinetycznej wirującej masy koła zamachowego. Ten sposób magazynowania energii znalazł głównie zastosowanie w silnikach hybrydowych, z uwagi na fakt, że energię w ten sposób można przechować jedynie przez krótki czas. W turbinach wiatrowych tego typu urządzenia mo- głyby z powodzeniem wyrównywać chwilowe wahania wytworzonej energii;

 SMES (Superconducting Magnetic Energy Storage): urządzenia SMES zbie- rają energię w polu magnetycznym cewki, która jest wykonana z nadprze- wodnika. SMES-y są w stanie przejąć duże ilości energii w krótkim czasie i równie szybko ją oddają. Są bardzo żywotne, można je wiele razy ładować i rozładowywać. Niestety urządzenia słabo radzą sobie w niskich temperatu- rach i są obecnie bardzo drogie;

 pompy ciepła: są to urządzenia grzewcze transportujące energię cieplną z dolnego do górnego źródła energii. Mogą one wykorzystywać nadmiar pro- dukowanej przez turbinę wiatrową energii do ogrzewania budynków i c.w.u.;

 samochody elektryczne jako mobilne zasobniki energii: idea magazynowania energii w bateriach akumulatorów samochodów elektrycznych zakłada roz- wój inteligentnych sieci „smart grids” i znaczny wzrost liczby samochodów z napędem elektrycznym. Samochody, służące jako mobilne bufory energii, byłyby ładowane w momencie braku zapotrzebowania na energię i oddawały ją, o ile nie będą akurat używane, w momencie jej szczytowego zapotrzebo- wania;

 superkondensatory (kondensatory elektrochemiczne): posiadają zdolność do bardzo szybkiego ładowania i rozładowania energii, którą gromadzą, co sprawia, że urządzenia te bardzo szybko dostosowują się do zmian obciąże- nia.

4. PODSUMOWANIE

Niestabilność energii dostarczanej przez wiatr i jednocześnie chęć otrzymy- wania pożądanych uzysków energii elektrycznej - najczęściej na możliwie nie- zmiennym poziomie powoduje, iż bardzo potrzebnym i popularnym zagadnie- niem jest magazynowanie nadwyżek generowanej energii elektrycznej. W arty- kule wymieniono kilka możliwych do zastosowania rozwiązań, natomiast obec- nie to superkondensatory stają się wiodącym tematem rozważań, poszukiwań i badań naukowych. Kondensatory elektrochemiczne są zdolne do szybkiego ładowania i rozładowania oraz cechują się długim czasem życia, lecz nie są w stanie zmagazynować tak dużej energii elektrycznej, jak akumulatory czy ogniwa paliwowe (w postaci wodoru). Porównanie cech kondensatorów elek- trochemicznych i akumulatorów wykazuje, że urządzenia te wzajemnie się uzu-

pełniają. Właśnie dlatego bardzo dobrym rozwiązaniem jest obecnie połączenie superkondensatorów z chemicznymi źródłami prądu.

LITERATURA

[1] Bogacz P., Nalepa K., Miąskowski W., Piętkiewicz P., Piechocki J, Poradnik Ma- łej Energetyki Wiatrowej, Olsztyn, 2011.

[2] Brzezioski M., Choszowski M., Homoncik J., Pierzga K., Ząber K., Ząber Z., Małe (Przydomowe) elektownie wiatrowe, Nowy Sącz, 2012.

[3] Doerffer P., Aerodynamika turbin wiatrowych -historia i rozwiązania innowacyj- ne, Gdańsk, 2010.

[4] Jagodziński W., Silniki wiatrowe, Państwowe Wydawnictwa Techniczne, War- szawa, 1959.

[5] Lewandowski M.W., Proekologiczne źródła energii odnawialnej, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2002.

[6] Lisowska-Oleksiak A., Nowak A., Wilamowska M., Superkondensatory jako ma- teriały do magazynowania energii, ActaEnergetica, 1/2010.

[7] Lubośny Z., Elektrownie wiatrowe w systemie elektroenergetycznym, Wydaw- nictwo Naukowo- Techniczne, Warszawa, 2007.

[8] http://generatory-wiatrowe.pl/, 23.01.2016.

[9] http://www.srodowisko.pl, 21.01.2016.

[10] http://www.termomodernizacja.com.pl, 18.01.2016.

INSTABILITY PROBLEM OF A WIND ENERGY AND ENERGY STORAGE In this paper reference was made to the problem of instability in supply of electricity by wind power. At the beginning been mentioned directives of the European Union, encouraging the development of renewable energy sector. The aim of a broader introduc- tion to the topic has been made in paper the summary characteristics of the wind, its variability and the relationship connecting wind power with the operation of wind turbi- nes. Further shown overview of current ways of storing electricity generated by wind power. Presented examples allow to show the usefulness of various forms of energy storage in an effort to increase the stability of the supply of electricity by wind power.

(Received: 5. 02. 2016, revised: 9. 03. 2016)