Techniczno-ekonomiczna analiza farm wiatrowych A Technical-economic Analysis of Wind Farms

Transkrypt

1 Tehnizno-ekonomizna analiza farm wiatrowyh A Tehnial-eonomi Analysis of Wind Farms Monika MÁDROVÁ ), Andrze JAROSIŃSKI ) ) Ing.; Deartment for Siene and International Affairs, Faulty of Mining and Geology, VŠB Tehnial University of Ostrava; 7.listoadu 5, 78 Ostrava Poruba, Czeh Reubli; monika.madrova@vsb.z, tel.: (+4) ) dr hab. inŝ; Zakład Polityki i Badań Strategiznyh, Instytut Gosodarki Surowami Mineralnymi I Energią, PAN; ul. Wybikiego 7, -6 Kraków, Polska; aar@min+an.krakow.l, tel.: (+48) 6 wew. 4 Streszzenie W ray omówiono arametry tehnizne i ekonomizne farm wiatrowyh. Są one szzególnie waŝne, oniewaŝ wiele farm zostało wzniesionyh w miesah o niekorzystnyh warunkah, bez wiedzy teoretyzne i ekserkie a takŝe tła legislaynego. Analiza właśiwośi tehnizno-ekonomiznyh sugerue wyznazenie związków arametrów istotnyh dla roesu odemowania deyzi dotyząyh konstruki farmy wiatrowe w rozwaŝane lokalizai. NawaŜnieszym zynnikiem deyduąym zy wsomniany reon est odowiedni dla budowy farmy wiatrowe est szybkość wiatru, która musi być określona doświadzalnie. Uzysklane wyniki analizy tehnizno-ekonomizne mogą być zastosowane zarówno dla Reubliki Czeskie ak i innyh kraów euroeskih. Szzególnie interesuąe est orównanie analiz dla kraów śródlądowyh (n. Reublika Czeska) oraz nadmorskih (n. Polska), szzególnie w rzyadku aństw sąsiaduąyh ze sobą. Summary The aer disusses tehnial and eonomi arameters of wind farms. They are artiularly imortant as a number of wind farms have been ereted in loalities with unfavourable wind onditions being unaware of theoretial and exert knowledge and legislative bakground. The analysis of tehnial-eonomi arameters imlies a determination of links among the arameters vital for the deision-making roess related to a onstrution of a wind farm in a onsidered loality. The most imortant arameter to deide whether the given loality is suitable for onstrution of a wind farm is the wind seed whih must be identified in the loality in question. The stated results of the tehnial-eonomi arameter analysis may be alied both for the Czeh Reubli as well as for other Euroean ountries. What is eseially interesting is to omare analyses for inland ountries (e.g. the CR) and seaside ountries (e.g. Poland), artiularly in ase of neighbouring ountries. Słowa kluzowe: farma wiatrowa, analiza ekonomizna Keywords: wind farm, eonomi analysis Wrowadzenie Pozątkowo, rozwaŝana ako mało ersektywizna, energetyka wiatrowa est obenie głównym trendem w gosodare światowe. WzmoŜony rozwó energetyki wiatrowe est obserwowany od lat 7 ako rezultat oszukiwania alternatyw dla konwenonalnyh źródeł energii. Nastęowało hone wsarie dla energii wiatrowe w Kalifornii, które stymulowało budowę kolenyh farm wiatrowyh na ałym świeie. Zorganizowany rozwó est głównie związany z Danią. Obenie moŝna zaobserwować rozległe farmy wiatrowe na ałym swieie. Ih dalszy rozwó ednak est zagroŝony rzez zmnieszenie ilośi odowiednih lokalizai i ogranizeń systemów energetyznyh odzas wytwarzania energii. PowaŜniesze instalae farm wiatrowyh są rzewidywane w reonah nadmorskih, szzególnie na wybrzeŝah Morza Półnonego. erwsze farmy wiatrowe zostały wzniesione w zasah, kiedy ten rozwiaąy się obszar nie odstaw teoretyznyh i ekserkih oraz odłoŝa legislaynego. Farmy wiatrowe były budowane w reonah o niesrzyaąyh warunkah wiatrowyh, o skutkowało sowolnieniem rozwou tego tyu energetyki. Rozwó energetyki wiatrowe w Czehah był wsie- Introdution Formerly onsidered as low rosetive, wind energetis is urrently one of the maor trends in the world eonomy. More rominent develoment of this tye of energetis has been observed from the 97s as a result of searhing for alternatives to onventional soures of energy. A generous suort to wind energy in California followed, whih stimulated onstrutions of wind farms (WF) world-wide. An organized develoment is mainly onneted with Denmark. Currently, extensive installations of wind farms may be observed on a global level. However, their further develoment is threatened by a shortage of suitable loalities and energy system limits during the generated energy transmission. More extensive onstrution of wind farms is exeted in seaside regions, eseially on the shores of the North Sea. The first wind farms were ereted at times when the develoing field did not have a vital theoretial, exert and legislative bakground. Wind farms were installed in loalities with unfavourable wind onditions, whih resulted in a slow-down of the develoing ower-engineering field. The develoment of wind energetis in the CR has been suorted sine InŜynieria Mineralna STYCZEŃ CZERWIEC < > JANUARY JUNE Journal of the Polish Mineral Engineering Soiety 9

2 rany od roku na odstawie deyzi Urzędu Regulai Energetyki. Tabela ukazue ałkowitą mo zainstalowaną farm wiatrowyh w [MW] w latah 7 w Czehah. RozwaŜaą rzyszły rozwó energetyki wiatrowe w Czehah, uwarunkowania kosztowe są korzystne, a w wybranyh regionah Czeh istnieą dobre warunki wiatrowe. Rozwó est ednak hamowany rzez skomlikowane zasady rzyznawania konesi oraz nieednoznazna oinia ublizna [, ]. W roku lizba farm wiatrowyh w Polse znaząo wzrosła i rzez to równieŝ zwiększył się udział źródeł odnawialnyh w roduki energii elektryzne. Zagęszzenie zainstalowanyh farm wiatrowyh est naniŝsze w Euroie. Obenie w Polse wsiera się budowę farm, o est konsekweną dotai z Unii Euroeskie. Biorą od uwagę znakomite warunki wiatrowe i dogodne regulae rawne, Polska est ednym z nabardzie obieuąyh rynków energii wiatrowe w Euroie. W odniesieniu do geografii, nalesze lokalizae znaduą się w ołudniowyh górzystyh terenah oraz wzdłuŝ Morza Bałtykiego, gdzie rędkość wiatru osiąga wartość 9 m s - [, 4]. W tabeli zestawiono ałkowitą mo zainstalowaną w farmah wiatrowyh w Polse w [MW] w latah 7 i. Na ałym świeie wystęuą analogizne roblemy związane z budową farm wiatrowyh w niesrzyaąyh warunkah wiatrowyh i rzez to waŝne est zwróenie szzególne uwagi na analizę tehniznoekonomizną dotyząą farm wiatrowyh. Parametry tehnizne Turbina wiatrowa umieszzona na wieŝy zamienia energię aerodynamizną na energię mehanizną za ośrednitwem łoatek. Ta est rzenoszona on the basis of a Prie Deision of the Energy Regulatory Offie. Table states the overall installed aaity of WF in MW between 7 and in the CR. Considering future develoment of wind energetis in the CR the urhase rie is favourable and in artiular regions of the Czeh Reubli there are rather good wind onditions. However, the develoment is deelerated by a omliated ermissiongranting roess and disunited attitudes of the ubli administration [, ]. In the number of wind farms in Poland grew signifiantly and thus also their artiiation on the Polish ower lants outut making use of renewable soures. The density of installed wind farms is one of the lowest in Euroe. There is urrently a favourable suort in Poland to onstrut WF as subsidies may be obtained both from the state as well as from the EU. Considering exellent wind onditions and suitable legal regulations, Poland is one of the most romising markets as for wind energy in Euroe. Aording to the atlas, the best loalities are in the southern hilly areas and along the Balti Sea oast, where the wind seed may reah 9 m s [, 4]. Table states the overall installed aaity of WF in MW between 7 and in Poland. In all robability, analogous roblems, artiularly with onstruting WF in loalities with unfavourable wind onditions, may be identified worldwide and thus it is ruial to ay due attention to tehnial-eonomi analyses of wind farms. Tehnial arameters A wind turbine, whih is loated on a ole, onverts the ation of aerodynami fores on the rotor blades, wind energy into mehanial energy. Tabela Mo elektrowni wiatrowyh w Czehah w latah 7 Table Overall installed aaity of WF in MW between 7 and in the CR Rok Year 7 8 MW Tabela Mo elektrowni wiatrowyh w Polse w latah 7 Table Overall installed aaity of WF in MW between 7 and in Poland Rok Year 7 8 MW ,7 InŜynieria Mineralna STYCZEŃ CZERWIEC < > JANUARY JUNE Journal of the Polish Mineral Engineering Soiety

3 dzięki skrzyni biegów na generator gdzie est konwertowana na energię elektryzną. az ze wzrostem rędkośi wiatru obserwue się wzrost siły udźwigu, rooronalne do kwadratu rędkośi wiatru i energii rodukowane rzez generator, rooronalne do sześianu moy uzyskane z rędkośi wiatru. WaŜne est zaewnienie efektywnego ustawienia wydanośi wirnika aby zaobie mehaniznemu i elektryznemu rzeiąŝeniu turbiny wiatrowe. PoniŜsze równania są istotne dla oisania odstawowyh arametrów tehniznyh dowolnego rodzau turbiny wiatrowe. Są one oarte równaniem energii kinetyzne E k strumienia wiatru: E k = m () gdzie m est masą owietrza [kg], a v est rędkośią wiatru [m s - ]. Mo wyśiowa P strumienia wiatru est wyra- Ŝona równaniem: Ek P = () t gdzie t oznaza zas [s]. Mo wyśiowa moŝe być równieŝ oisana ako: P = ρ V () gdzie ρ est gęstośią owietrza [kg m ] a V est strumieniem obętośiowym wiatru [m s - ]. Jako Ŝe mo wyśiowa P est funką rędkośi wiatru v, gęstośią owietrza ρ i owierzhnia omiatania wirnika S, to moŝna zastosować oniŝsze równanie: P = S ρ = S ρ (4) Na odstawie równania (4), moŝna określić, Ŝe energia est rooronalna do sześianu moy rzeływaąe masy owietrza. Łoatki turbiny wiatrowe są zasilane edynie zęśią energii kinetyzne rzeływaąego owietrza. Zgodnie z regułą Betz a, turbina rzy swobodnym rzeływie nie est w stanie osiągnąć wydanośi większe niŝ 59 %. MoŜna dodać, Ŝe mo wyśiowa wiatru zwiększa się wraz ze wzrostem rędkośi i est generalnie bardzo niska w rzyadku niŝsze rędkośi. Oblizenia ozwoliły na zweryfikowanie orawnośi oblizeń, o okazano na rysunku. W rzyadku oedynzego obszaru, teoretyzna mo wyśiowa P t est wyraŝona formułą: P t = k B ρ (5) gdzie k B est stałą Betza. This is arried by means of a gearbox into a generator, where it is onverted into eletri ower. Along with a rise in the wind stream seed there is an inrease in the lift fore roortional to the square of the wind seed and the energy rodued by the generator roortional to the ubi ower of the wind seed. It is neessary to ensure an effetive regulation of the rotor s outut to revent mehanial and eletri overload of a wind turbine. The equations below are vital to desribe basi tehnial arameters of any tye of a wind turbine. They are grounded in the kineti energy E k of the wind stream: E k = m () where m is the air mass [kg] and v is the wind seed [m.s - ]. The ower outut P of the wind stream is given by the equation: Ek P = () t where t is time [s]. The ower outut may also be exressed as: P = ρ V () where ρ is the air density [kg.m - ] and V is the volume rate of wind stream [m.s - ]. As the wind ower outut P is a funtion of wind seed v, air density ρ and the rotor swet area S, the formula below may be used: P = S ρ = S ρ (4) Aording to the formula (4) the gained energy is roortional to the ubi ower of the flowing air mass seed. The wind turbine blades are delivered only a roortion of the air flow s kineti energy. Aording to Betz s law, a turbine in free stream annot ahieve greater than 59 % effiieny. It may be added that the wind ower outut augments along with an inrease in the seed and is very low at slower wind seeds. Doing suh alulations, the result orretness may be verified aording to Figure. In ase of a unit area the theoretial reahed ower outut P t is given by the formula: P t = k B ρ (5) where k B is the Betz s oeffiient. InŜynieria Mineralna STYCZEŃ CZERWIEC < > JANUARY JUNE Journal of the Polish Mineral Engineering Soiety

4 rzeustowość wiatru [kw m ] wind aaity [kw m ] rędkość wiatru [m s ] wind seed [m s ] Rys. ZaleŜność ilośi energii od wielkośi strumienia owietrza Fig. Deendene of the ower outut of wind streaming through m on its seed Aby określić wielkość moy wyśiowe P turbiny wiatrowe moŝna zastosować nastęuąy wzór: P = ρ S (6) gdzie S est owierzhnią omiatania wirnika wyra- Ŝaąą się równaniem S = π r [m ], ρ est gęstośią owietrza [kg m ], v est nominalną rędkośią wiatru [m s ] a est stałą moy [5]. Stała moy wskazue, Ŝe zęść energii wiatru est zamieniana na energię mehanizną (maksymalnie,59) i est zaleŝna od stonia do akiego wirnik zmniesza rędkość wiatru v. Jest definiowana równaniem: = 4 α α (7) ( ) gdzie α to zynnik doływu określany ako: α = (8) gdzie v est rędkośią wiatru w górę wirnika [m s ] a v est rędkośią wiatru na oziomie wirnika [m s ]. Aby otrzymać wymaganą nominalną wydaność rzy nominalne rędkośi wiatru, średnia wirnika D [m] moŝe być otrzymana na odstawie równania: To determine the rated outut P of a wind turbine the formula below may be alied: P = ρ S (6) where S is the rotor swet area seified by the equation S = π r [m ], ρ is the air density [kg m ], v is the rated wind seed [m s ] and is the ower oeffiient [5]. The ower oeffiient indiates what roortion of wind energy is onverted into mehanial energy (maximum.59) and it is deendent on the extent to whih the rotor dereases the wind stream seed v. It is defined by the equation: = 4 α α (7) ( ) where α is the inflow fator defined as: α = (8) where v is the wind seed ustream the rotor [m.s ] and v is the wind seed at the rotor s level [m.s ]. To obtain a required rated outut at the rated wind seed, the rotor diameter D [m] may be determined aording to the formula: D 8P π ρ (9) D 8P π ρ (9) InŜynieria Mineralna STYCZEŃ CZERWIEC < > JANUARY JUNE Journal of the Polish Mineral Engineering Soiety

5 Końowym oęiem, które est niezbędne do oblizenia w rzyadku turbiny wiatrowe est ilość obrotów wirnika n rzy nominalne moy wyśiowe P : λ n = () π D gdzie λ est wsółzynnikiem rędkośi końa wirnika oblizonym na odstawie rędkośi końa wirnika v r i rędkośi wiatru łynąego v łynąego do wirnika: r λ = () Maksymalny wsółzynnik rędkośi dla końa turbiny wiatrowe est ogranizona rzez hałas owodowany rzez wirnik, który znaząo wzrasta wraz z rędkośią końa wirnika. Im mniesza ilość łoatek tym wyŝszy wsółzynnik rędkośi końa wirnika [6]. Jeśli średnia wirnika D zaleŝy od wydanośi turbiny wiatrowe to lizba obrotów równieŝ, o rzedstawia równanie: ρ n = λ () 8 π P Odowiednie ilośi, które określaą tehnizne arametry turbiny wiatrowe rzedstawiono w tabeli. Tabela zestawia ilośi hronologiznie tak, ak owinny być one z owodzeniem określane. Przegląd arametrów tehniznyh niezbędnyh do określenia rodzau turbiny wiatrowe wskazue na koniezność kontynuai i waŝnośi ih odowiednie identyfikai. Tabela ustala orządek według którego naleŝy sukesywnie dobierać arametry tehnizne w elu oszaowania właśiwe lokalizai. Tabele od 4 do 6 rzedstawiaą koleno krytyzne wartośi rędkośi wiatru w skali Beaufort a, które to rędkośi mogą być wykorzystane odzas budowy farm wiatrowyh, oraz krytyzne wartośi zynnika doływaąego od zero do maksimum. Według V. Železnego, wartośi rędkośi wiatru rzy dokładnym wykorzystaniu zainstalowane moy turbiny wiatrowe wynoszą około m s. Krytyzne wartośi rędkośi wiatru rzedstawione w tabeli odnoszą się do rędkośi wiatru na Maie Wiatru Reubliki Czeskie, gdzie zaznazone są terytoria o rędkośi wiatru oniŝe 4 m s, w rzedziale 4 do 5 m s, w rze- Tabela Wielkośi determinuąe arametry tehnizne dla gęstośi owietrza ρ For an overall onet of a wind turbine it is neessary to alulate the rotor revolutions n at the rated outut P aording to: λ n = () π D where λ is the rotor ti seed ratio defined by the ratio of the rotor ti seed v r and the wind seed ustream of the rotor v : r λ = () The maximum wind turbine ti seed ratio is limited by the rotor s noise whih signifiantly grows along with the ti seed. The lower the number of blades, the higher the ti seed ratio [6]. If the rotor s diameter D deends on the wind turbine outut, the revolutions are deendent on it too, aording to the equation: ρ n = λ () 8 π P Suitable quantities that determine the wind turbine tehnial arameters are in Table. The table lists the quantities hronologially as they an be suessively determined. The overview of the tehnial arameters neessary to determine a wind turbine tye imlies a neessary ontinuation and imortane of their aurate identifiation. Table stiulates the order of the tehnial arameters whih must be suessively determined in order to evaluate a suitable loality. Tables 4 to 6 hronologially state the wind seed ritial values of the Beaufort Wind Sale for wind seeds whose values may be used to onstrut a wind farm and ritial values of the inflow oeffiient from zero to maximum. Aording to V. Železný the values of a thorough utilization of the installed aaity are wind seeds around m s. The wind seed ritial values stated in Table orresond to wind seed values in the Wind Ma of the CR, where there are territories with wind seed below 4 m s in the interval from 4 to 5 m s, in the interval from 5 to 6 m s and over 6 m s. Table Quantities determining the tehnial arameters for air density ρ v v α P v D v r λ n m s m s MW m s m m s InŜynieria Mineralna STYCZEŃ CZERWIEC < > JANUARY JUNE Journal of the Polish Mineral Engineering Soiety

6 Tabela 4 Wartośi krytyzne rędkośi wiatru Table 4 Wind seed ritial values 4 m s Minimalna rędkość wiatru niezbędna do wytwarzania energii elektryzne w turbinah wiatrowyh Minimum wind seed required for eletri ower generation in wind turbines m s Otymalna rędkość wiatru Otimal wind seed 5 m s Prędkość wiatru,rzy które zęść energii wiatrowe ozostae niewykorzystana (ogranizone weśie) Wind seed at whih a roortion of the wind energy remains unused (restrited inut) over 5 m s Przy takih rędkośiah turbina wiatrowa musi być zatrzymana (niebeziezeństwo uszkodzenia wirnika) The wind turbine must be halted at suh seeds (danger of rotor damage) Tabela 5 Skala siły wiatru Beauforta, zgodnie z tabelą 4 Table 5 Beaufort Wind Sale for wind seed ritial values aording to Table 4 Prędkość wiatru według tabeli 4 Wind seed aording to Table 4 Prędkość [m s ] Seed [m s ] 4 m s m s m s Obserwowane oznaki Observable signs Słaby wiatr (szelest liśi drzew) Light breeze (tree leaves rustle) Łagodny wiatr (liśie drzew są w iągłym ruhu) Gentle breeze (tree leaves onstantly moving) Silny wiatr (duŝe gałęzie w ruhu) Strong breeze (large branhes in motions) Sztorm (drzewa są łamane lub wyrwane z korzeniami) Storm (trees are broken off or urooted) Skala Beaufort a Beaufort Sale 6 Tabela 6 Krytyzne wartośi wsółzynnika α Table 6 Critial values of the inflow oeffiient α Niezmienny wsółzynnik α Invariant oeffiient α α = α = α =. Konwersa energii wiatru Wind energy onversion Strumień wiatru rzeływaąego rzez wirnik nie sowalnia wale The wind stream flowing through the rotor does not slow down at all Cała energia wiatrowa zostanie rzekształona w raę mehanizną (wirnik ma ałą energię ze strumienia wiatru) All the wind energy gets onverted into mehanial work (the rotor takes all the energy from the wind stream) Maksymalne rzekształanie energii wiatru w energię mehanizną (maksymalnie wirnik wyśiowy) Maximum onversion of wind energy into mehanial energy (maximum rotor outut) wsółzynnik moy Power oeffiient = = =.59 (Limit Betz a) (Betz Limit) dziale od 5 do 6 m s oraz owyŝe 6 m s. Zarezentowane tabele, szzególnie tabela wykreślona dla odanyh lokalizai rzy uŝyiu tabel 4 i 6, mogą być omone dla inwestorów odemuąyh deyzę o budowie farmy wiatrowe na danym obszarze [5]. Wybór rędkośi wiatru v est odnosi się do May Wiatru Reubliki Czeskie, która reyzue obszary według nastęuąyh rędkośi wiatru w m s : oniŝe 4, omiędzy 4 a 5, omiędzy 5 a 6 oraz owyŝe 6. Ostatnia grua klasyfikue rędkość The resented tables, eseially Table lotted for a given loality also using Tables 4 to 6, may assist investors in their deision-making roess whether to onstrut a wind farm in the loality in question [5]. The hoie of wind seed v is aording to the Wind Ma of the CR whih seifies territories with wind seeds below 4 m s, in the interval from 4 to 5 m s, in the interval from 5 to 6 m s, and over 6 m s. The last grou lassifies wind seed around 4 InŜynieria Mineralna STYCZEŃ CZERWIEC < > JANUARY JUNE Journal of the Polish Mineral Engineering Soiety

7 wiatru równą około m s, o ozwala na dokładne wykorzystanie zainstalowane moy turbiny wiatrowe [7]. Analizy arametrów tehniznyh została rzedstawiona n. w [8, 9]. Parametry ekonomizne W obszarah o srzyaąyh warunkah i bliskim odłązeniu do siei elektryzne, farmy wiatrowe mogą konkurować z elektrowniami ielnymi zy ądrowymi od względem kosztów roduki energii. Koszty zaleŝą głównie od zasobów wiatru, inwestyi, kosztów oeraynyh oraz kosztów obsługi turbiny. Konkurenyność energii wiatru w orównaniu z konwenonalnymi źródłami energii est równieŝ zaewniona dzięki ekonomiznym względom takim, ak obowiązkowe eny zakuu, zielone ertyfikaty oraz róŝnego rodzau zniŝki. Oróz arametrów tehniznyh, bardzo istotna est analiza asektów ekonomiznyh, w szzególnośi zewnętrznyh kosztów tehnologii energetyznyh, aby otrzymany efekt nie był rzyadkowym roduktem uboznym innyh działań. W Tabeli 7 odano ilośi determinuąe arametry ekonomizne, które są nawaŝniesze odzas oerai stawiania farmy wiatrowe. Analiza owyŝszyh arametrów dla lokalizai owinna wływać na deyzę o budowie farmy wiatrowe w odanym obszarze. Dla bezstronnego orównania róŝnyh tehnologii energetyznyh naleŝy rozwaŝyć wszelkie koszty, to est zarówno wewnętrzne ak i zewnętrzne. Zezwala się uŝywanie owyŝszyh arametrów w tym elu. Dla odstawowe oeny warunków ekonomiznyh wykorzystania farm wiatrowyh waŝna est wiedza obemuąa arametry zebrane oniŝe. Właśiwe koszty inwestyi ir związane są z moą wyśiową P r. Ci Ci ir = = kr () Pr gdzie C i to koszty inwestyi [CZK], P i to mo zainstalowana [kw] a k r est wsółzynnikiem rozne eksloatai zainstalowane moy [-,%]. m s, whih are values when a thorough utilization of the installed aaity is reahed [7]. See [8, 9] for the tehnial arameters. Eonomi arameters In loalities with favourable onditions and a lose onnetion to the eletri network, as for rodution osts wind farms are able to omete with the eletri ower generated by thermal and nulear ower lants. The osts mainly deend on the wind soures, the investment and oerational osts as well as the turbine servie-life. The ometitiveness of wind energy when omared with onventional soures of energy is also ensured by means of suortive eonomi tools, suh as mandatory urhase ries, green bonus and various subsidies. Aart from tehnial arameters, it is also vital to analyze the eonomi arameters, in artiular the external osts of energeti tehnologies, so that the rodued effet was not a random by-rodut of other legitimate ativities. Table 7 states quantities determining the eonomi arameters whih are the most signifiant during the oeration of a wind farm. An analysis of the stated arameters for a loality should ontribute to a deision whether to onstrut a wind farm in the given loality. For an imartial omarison of various energeti tehnologies all osts must onsidered, i.e. both internal and external ones. This is ermitted using the arameters above. For a basi evaluation in terms of an eonomi use of wind farms, it is ruial to know the arameters below. Seifi investment osts ir related to the mean annual ower outut P r. Ci Ci ir = = kr () Pr where C i are the investment osts [CZK], P i is the installed aaity [kw] and k r is the annual installed aaity exloitation oeffiient [-,%]. Tabela 7 Wielkośi determinuąe arametry ekonomizne w zasie x-godzin ray farmy wiatrowe [w godzinah] Table 7 Quantities determining eonomi arameters during an x-hour oeration of a wind farm [in hours] C i P i ir W r k r P r CZK kw CZK kw kwh _ kw lub or CZK MW CZK MW MWh _ MW InŜynieria Mineralna STYCZEŃ CZERWIEC < > JANUARY JUNE Journal of the Polish Mineral Engineering Soiety 5

8 Wsółzynnik rozne eksloatai energii wskazue na to, ak zainstalowana mo est zuŝywana w yklu roznym. Jest to wskaźnik aktualnie generowane energii W r i maksimum energii rodukowane zakładaą, Ŝe turbina wiatrowa raowała rzy nominalne wydanośi rzez x godzin w iągu roku, a wskaźnik ten wyraŝony est równaniem oniŝe []: kr = (4) x Rozna roduka energii elektryzne est równa: = Pr x (5) gdzie P r oznaza rozną rodukę moy [kw, MW, GW] k r = (6) Średnia rozna roduka moy P r ozwala oszaować rozne wykorzystanie zainstalowanyh farm wiatrowyh w ałkowite roduki moy: Pr = = kr (7) x Odowiednie wielkośi, które kształtuą arametry ekonomizne farm wiatrowyh rzedstawiono hronologiznie w tabeli 4 o moŝe osłuŝyć w elu ih orawne identyfikai. Skutki zewnętrzne naleŝy rozwaŝać z unktu widzenia ekonomiznego ak i tehnologiznego. W rzeiwieństwie do finansowyh skutków zewnętrznyh, mogą wystęować równieŝ tehnologizne skutki zewnętrzne eśli roduka i konsuma ednego z odmiotów są zagroŝone w zakresie stonia roduki i konsumi innyh elementów. Zobaz [7,,, ] w elu analizy arametrów ekonomiznyh. Wskaźniki zaewniaąe atrakyność inwestyi w odnawialne źródła energii zostały oisane w [4, 5]. Wnioski Energetyka wiatrowa wykorzystue niewyzerane źródła energii kinetyzne wiatru, a uzyskana na farmah wiatrowyh energia zwraa koszty inwestyi znaznie szybie niŝ w rzyadku energetyki ądrowe zy elektrowni oalanyh węglem. Dlatego wymagana est dogłębna analiza arametrów ekonomiznyh i tehnologiznyh dotyząyh farm wiatrowyh. Energetyka wiatrowa nie szkodzi środowisku i dzięki zmnieszaniu kosztów generowania kwh, koszt energii elektryzne rodukowane z wiatru i węgla brunatnego wyrówna się w niedalekie rzyszłośi. Jak się okazue, fizyzne uwarunkowania oszzególnyh lokalizai takie ak asekty kraobrazowe, ilość turbin, odległość od domów mieszkalnyh są na drugim miesu eśli hodzi o odemowanie deyzi w srawie budowy farmy wiatrowe i zostało The oeffiient of annual exloitation of an energy soure determines how the installed aaity of an energy soure is used during the year. It is a ratio of the atually generated energy W r and maximum energy rodued suosing the wind turbine worked at a rated outut of x hours er year, exressed by an equation below []: kr = (4) x The annual rodution of eletri ower is: = Pr x (5) where P r is the mean annual ower outut [kw, MW, GW] k r = (6) The mean annual ower outut P r evaluates the annual exloitation of the installed wind farms in the eletri ower generation. Pr = = kr (7) x The suitable quantities that determine the eonomi arameters of a wind farm are in Table 4, whih lists the quantities hronologially as they may be suessively identified. The externality must be onsidered both for eonomi as well as tehnologial effets. Contrary to finanial externalities, there may be tehnologial externalities if rodution and onsumtion ativities of one entity are affeted by the extent of rodution and onsumtion of other entities. See [7,,, ] for the eonomi arameters. Ratios ensuring the attrativeness for investment in renewable resoures are desribed in [4, 5]. Conlusion Wind energetis exloits the inexhaustible kineti energy of the wind and the energy return on investment in wind farms is muh faster than in nulear and oal-fired ower lants. Therefore, a thorough analysis of tehnial and eonomi arameters of wind farms is required. Wind energetis does not harm the environment and thanks to lowering of seifi osts of a generated kwh, the osts of eletri ower rodued from wind and brown oal will even out in lose future. The hysial variations in the individual loalities, suh as the aset of the landsae, extent of the roet, number of turbines, distane from residenes, are seondary in the deision-making roess whether to onstrut a wind farm, as it aears 6 InŜynieria Mineralna STYCZEŃ CZERWIEC < > JANUARY JUNE Journal of the Polish Mineral Engineering Soiety

9 to otwierdzone w badaniah oinii ublizne, szzególnie osób mieszkaąyh w sąsiedztwie farm. Czynnikami wływaąymi na oinię lokalnyh sołeznośi są koleno: oziom ublizne świadomośi, korzyśi finansowe zarządów mieskih, kwota rekomensaty finansowe oraz stoień w akim na oinię wływaą aktywiśi i kamanie medialne. Przedstawione tehnizne i ekonomizne arametry są waŝne dla inwestorów i eksertów, którzy biorą udział w roesie rzyznawania zezwoleń. W dodatku, sołezeństwa wśród któryh budowa farm wiatrowyh est rozwaŝana owinny zaoznać się z analizą tehnizno-ekonomizną oszzególnyh asektów. studying ubli attitudes and oinions of nearby living itizens. Fators influening the oinion level of the loal ommunity are as follows: the level of ubli awareness, benefits for the muniiality, the amount of finanial omensation and the extent of influene exerted by various ativists and media amaigns. The stated tehnial and eonomi arameters are imortant for investors and exerts who artiiate in the rogatory and ermission-grating roess. In addition, ommunities where onstrution of wind farms is onsidered should also familiarize themselves with the analysis of tehnial-eonomi arameters. Literatura Referenes htt:// htt:// htt:// 4 Větrná energie v Polsku, Zráva o trhu ES, obnovitelné zdroe energie Baltské entrum, Gdaňsk Waršawa, září. 5 Klenovčanová A., Imriš I.: Zdroe a remeny energie.. vyd. Prešov: ManaCon, s. ISBN Ryhetník V., Pavelka J., Janoušek, J.: Větrné motory a elektrárny.. vyd. Praha: ČVUT, s. ISBN Železný V.: Větrné elektrárny, Školská fyzika /5, s Kubín M.: Problematika větrnýh a hybridníh elektráren. Energetika 6/9, roč. 59, s Odhad realizovatelného oteniálu větrné energie na území ČR. Zráva Ústavu fyziky atmosféry AV ČR, v.v.i. Akademie věd ČR 8, s.. Křenek V.: Člověk a energie.. vyd. Plzeň: Záadočeská univerzita v Plzni, 6. 9 s. ISBN Kael J.: Větrné motory, větrná energie č./98. Vašíček J.: Zásady ekonomikého hodnoení energetikýh roektů. htt:// 4 Mádrová M.: Analysis of Risks of Renewable Energy Soures. Otimization of Strutures of manufaturing roesses. Politehnika Oolska, 9, ISBN , ISSN Gierulski K.: Obnovitelné zdroe energie v Polsku, Aktuální olitiké trendy, Seminář Brandenburg Energie tehnologiké iniiativy,. 6 Gawłowski S., Listowska-Gawłowska R., euh T.:Uwarunkowania i rognoza beziezeństwa energetyznego Polski na lata -, Roznik Ohrona Środowiska, Tom, Rok, InŜynieria Mineralna STYCZEŃ CZERWIEC < > JANUARY JUNE Journal of the Polish Mineral Engineering Soiety 7

10 Stowarzyszenie Polski Komitet Światowego Kongresu Górnizego al. Mikiewiza ; -59 Kraków htt:// KRS: 4794, REGON: 76787, NIP: Komitet oiera swą działalność o zadania i ele wynikaąe ze statutu Światowego Kongresu Górnizego. Komitet konentrue się na: ) iniowaniu i wsieraniu wsółray dla narodowego i międzynarodowego ostęu w zakresie górnitwa surowów mineralnyh, ) uzestnitwie w wymianie informai z zakresu rozwou nauk górnizyh w dziedzinie tehniki, ekonomiki, beziezeństwa i higieny ray, ak równieŝ ohrony środowiska na szzeblu kraowym i międzynarodowym, ) odemowaniu działań na rzez rawidłowego rozwou wszystkih rodzaów górnitwa i rzemysłów wsółrauąyh z górnitwem, a takŝe ih romoi wobe władz aństwowyh, administrai rządowe, samorządu terytorialnego oraz mediów, 4) wsieraniu młodyh inŝynierów górnizyh w iniatywah na forum kraowym i międzynarodowym. Władze stowarzyszenia Przewodniząy rof. dr hab. inŝ. otr CZAJA Wierzewodnizy rof. dr hab. inŝ. Antoni TAJDUŚ Członkowie rof. dr hab. inŝ. Krystian PROBIERZ mgr inŝ. Stanisław GAJOS Sekretarz dr inŝ. Tomasz NIEDOBA Iniatorem Światowego Kongresu Górnizego (The World Mining Congress - WMC) był olski naukowie i inŝynier górnik rof. Bolesław Kruiński. Zorganizował on w 958 roku w Warszawie ierwszy Światowy Kongres Górnizy. Prof. Kruiński był rzewodniząym Światowego Kongresu Górnizego do 97 roku. Światowy Kongres Górnizy est organizaą afiliowaną rzez ONZ. Działa w sosób iągły rzez sekretariat maąy swoą siedzibę w Polse. XXIII Międzynarodowy Kongres Górnizy odbędzie się w dniah -5 września w Montrealu w Kanadzie Informae moŝna znaleźć na stronie: htts:// On behalf of Canadian National Organizing Committee we kindly invite you to attend the rd World Mining Congress and Exo whih will be held from August to 5, in Montréal, Canada. The theme for WMC is Maing the Future: Advanes in Mining Engineering, and an extensive tehnial rogram of leading-edge, eer-reviewed aers will rovide the oortunity for high level knowledge sharing with eers. Please note the following deadlines: Abstrat Submission Otober, Notifiation of Abstrat Aetane November, Paer Submission Deember, Paer Review February 8, Authors Registration and Payment Marh, Early-Bird Registration Marh, More details an be found by liking here: htts:// 8 InŜynieria Mineralna STYCZEŃ CZERWIEC < > JANUARY JUNE Journal of the Polish Mineral Engineering Soiety