Szukaj wiatru w polu! Potencjał energetyczny wiatru w Polsce.
Wietrzność w Polsce
Wietrzność w Polsce zależy od regionu, lokalnego ukształtowania terenu oraz wysokości. Zmienność ta występuje także w zależności od pory roku, a w kontekście turbin wiatrowych kluczowe znaczenie ma dodatkowo wysokość, na której zainstalowany ma być wirnik turbiny.
W tym artykule przyjrzymy się warunkom wietrznym w Polsce pod kątem szacowania opłacalności instalacji przydomowych turbin wiatrowych na niewielkiej wysokości (do kilkunastu metrów). Choć wietrzność zmienia się sezonowo i może znacząco wpływać na profil produkcji energii, w niniejszej analizie skupimy się na ujęciu całorocznym. Warto przy tym pamiętać, że słabsze wiatry latem mogą być kompensowane przez silniejsze zimowe, co ostatecznie może mieć decydujące znaczenie dla opłacalności inwestycji.
Strefy energetyczne
Od wielu lat do określania wietrzności w Polsce wykorzystuje się mapę stref energetycznych, opracowaną przez IMGW na podstawie niemal 30 lat obserwacji.
Mapa ta dzieli obszar kraju na pięć stref energetycznych – od wybitnie korzystnej (I strefa) do niekorzystnej (V strefa). Opracowanie IMGW dostarcza ogólnego obrazu, w których regionach kraju można rozważać inwestycję w elektrownię lub farmę wiatrową. Jednak samo przypisanie lokalizacji do konkretnej strefy to za mało, by jednoznacznie określić opłacalność inwestycji – kluczowe są szczegółowe pomiary i analiza lokalnych warunków.
Cyfrowe atlasy wietrzności
Poza wspomnianym opracowaniem, popularne stały się cyfrowe modele wietrzności i gęstości energii wiatrowej w dokładniejszej skali. Modele te uwzględniają dodatkowo takie czynniki jak ukształtowanie terenu (np. wzniesienia, pagórki, góry, zbiorniki wodne i inne), co umożliwia wytypowanie odpowiedniej lokalizacji.
Jednym z bardziej rozpoznawalnych obecnie atlasów cyfrowych jest Global Wind Atlas (GWA), który udostępnia między innymi informacje o średniej rocznej prędkości wiatru w danej lokalizacji oraz gęstości energii w wybranych przekrojach wysokości (10 m, 50 m, 100 m, 200 m). Warto jednak pamiętać, że dane GWA są uśrednione i nie zawsze oddają wpływ lokalnych przeszkód terenowych, takich jak drzewa czy zabudowa, co ma istotne znaczenie przy planowaniu przydomowych turbin wiatrowych na niskich wysokościach.
Rozkład rocznej wietrzności dla Polski na wysokości 10 m według Global Wind Atlas.
Wietrzność w okolicach Łeby. Na tak niewielkim obszarze widać dużą rozpiętość wietrzności zależną od ukształtowania terenu. Największa wietrzność na jeziorze Łebskim. Na południe od lini brzegowej uwidoczniony pas o dobrej wietrzności, a za nim pas o słabej wietrzności.
Statystyki wietrzności dla zaznaczonego obszaru na wysokości 10 m. Róża wiatrów wskazuje, na przewagę wiatrów zachodnich w wybranym obszarze.
Trzeba jednak pamiętać, że GWA zostało stworzone z myślą o instalacjach dużych turbin czy farm wiatrowych, działających na wysokościach znacznie przekraczających 50 m. W przypadku przydomowych instalacji, które najczęściej funkcjonują na wysokości do 10 m, nawet niewielkie przeszkody terenowe, zabudowa czy zalesienie mogą znacząco wpływać na rzeczywiste warunki wiatrowe.
Dla takich zastosowań Global Wind Atlas może być jedynie punktem wyjścia. Aby uzyskać dokładniejsze dane, warto rozważyć:
- Analizę lokalnych stacji pogodowych – pomiary wiatru na wysokości zbliżonej do planowanej instalacji.
- Długoterminowe pomiary własne – np. rejestrację prędkości wiatru na masztach pomiarowych.
Tylko takie podejście pozwala uniknąć błędnych założeń i oszacować rzeczywistą efektywność turbiny w danej lokalizacji.
Anemometry i stacje pogodowe
Urządzenia do pomiaru wietrzności zainstalowane w miejscu planowanej instalacji stanowią najlepszy sposób na zbadanie rzeczywistych warunków wiatrowych. Istnieje wiele metod pomiaru wietrzności, jednak najpopularniejsze i jednocześnie przystępne cenowo rozwiązania to stacje pogodowe oraz anemometry. Stosując anemometr, uzyskujemy precyzyjne pomiary prędkości wiatru na zakładanej wysokości oraz z dużą częstotliwością. Dane te można przedstawić w postaci histogramu rocznego lub w rozbiciu na pory roku czy pory dnia. Należy jednak pamiętać, że pomiary powinny być prowadzone długoterminowo (najlepiej przez co najmniej rok), aby rzetelnie oszacować całoroczną produkcję energii. Długi czas zbierania danych może stanowić pewną niedogodność, zwłaszcza w przypadku presji czasowej wynikającej z rządowych programów dofinansowania instalacji. Mimo to dokładne pomiary są kluczowe, ponieważ nawet niewielkie różnice w lokalnej wietrzności mogą znacząco wpłynąć na efektywność i opłacalność inwestycji. W kontekście przydomowych instalacji anemometr lub stacja pogodowa stanowią dobrą alternatywę dla GWA, ponieważ w tym przypadku mamy do czynienia z nieco odwróconym modelem decyzyjnym. Osoby decydujące się na własne pomiary najczęściej posiadają już działkę z domem i chcą sprawdzić, czy w danej lokalizacji mogą obniżyć koszty zużycia energii, wykorzystując energię wiatru. W przypadku dużych turbin czy farm wiatrowych sytuacja wygląda inaczej – tutaj decyzja polega na wyborze, a następnie zakupie lub dzierżawie optymalnego terenu pod inwestycję. W takim scenariuszu Global Wind Atlas może być pomocnym narzędziem do wstępnej analizy i wskazania potencjalnie korzystnych lokalizacji. W jaki sposób możemy samodzielnie dokonywać pomiarów? Możemy zakupić stację pogodową rejestrującą dane na karcie pamięci lub skorzystać z serwisów takich jak . Platforma ta umożliwia darmową rejestrację własnej stacji pogodowej (PWS) w ramach społecznościowej sieci, przechowywanie danych w chmurze oraz ich późniejsze udostępnianie. Weather Underground nie jest jedynym tego typu serwisem – podobne usługi oferuje na przykład Weather Cloud.
Procedura rejestracji stacji w sieci PWS serwisu Weather Underground.
Zachęcam do zapoznania się z materiałami i tutorialami dotyczącymi sieci społecznościowej PWS w serwisie Weather Underground lub do poszukania we własnym zakresie alternatywnych rozwiązań dopasowanych do własnych potrzeb.
My natomiast w niniejszym opracowaniu będziemy wykorzystywać dane pomiarowe zgromadzone w serwisie Weather Underground. Przeanalizujemy wyniki wietrzności dla wybranych lokalizacji w różnych strefach energetycznych, aby lepiej zrozumieć tę problematykę.
Dane z przykładowej stacji, która została skonfigurowana w ramach społeczności PWS, wyglądają następująco:
Z opisu wynika, że może to być stacja SBS WS 600.
Serwis Weather Underground udostępnia bieżące dane meteorologiczne dla tej stacji:
oraz daje możliwość wglądu w historię pomiarów w ujęciu dziennym, tygodniowym i miesięcznym dla wskazanego przedziału czasu:
Na podstawie tych informacji możliwa jest analiza danych i określenie wietrzności badanej lokalizacji.
Wietrzność wybranych województw
Zasadniczo podejście porównywania wietrzności w podziale na województwa nie jest optymalne, ponieważ wiatr nie respektuje podziału administracyjnego kraju, a często linia rozdzielająca poszczególne województwa nie ma znaczącego wpływu na zmiany w ukształtowaniu terenu. Niemniej jednak żyjemy w realiach administracyjnych, a w tych realiach operuje także Global Wind Atlas, który udostępnia szczegółowe dane właśnie w takim podziale. Poniżej rozpatrzymy wietrzność dla wybranych województw: Zachodniopomorskie, Warmińsko-Mazurskie, Łódzkie, Mazowieckie, Lubelskie i Śląskie oraz zbadamy wietrzność w wybranych lokalizacjach na podstawie danych zarejestrowanych w serwisie Weather Underground.
Województwo zachodniopomorskie
W województwie Zachodniopomorskim występują następujące strefy energetyczne IMGW:
|  |
Global Wind Atlas przedstawia natomiast potencjał energii wiatrowej dla województwa na podstawie poniższej mapy:
 ll |  |
Przeważają wiatry zachodnie. Północna i północno-zachodnia część województwa należą do strefy wybitnie korzystnych warunków energetycznych. Obszary Zalewu Szczecińskiego oraz dużych jezior charakteryzują się średnią roczną prędkością wiatru na wysokości 10 m wynoszącą powyżej 6,5 m/s. W pasie przybrzeżnym oraz w centrum województwa występują obszary o średniej prędkości wiatru wynoszącej 4–5 m/s na tej samej wysokości, które zazwyczaj mają kolor pomarańczowo-żółty. Natomiast w południowo-wschodniej części województwa, na południe od Drawska Pomorskiego, warunki są niekorzystne.
Rozpatrzmy szczegółowo dwie lokalizacje (Lubin i Pobierowo), w których zainstalowane zostały stacje pogodowe. Porównamy wyniki wietrzności z obu stacji, dostępne w serwisie Weather Underground. Przy wyborze stacji istotne było, aby udostępniały one pełne dane z całego roku bez istotnych przerw w rejestrowaniu oraz charakteryzowały się dużą zmiennością wietrzności, a także były zlokalizowane stosunkowo blisko siebie.
Pzykład 1 – Lubin na wyspie Wolin
| Lokalizacja stacji pogodowej (Maps Google) | (53.86 °N, 14.44 °E) woj. zachodniopomorskie
|
| Stacja pogodowa | (model nieznany) |
| Zdjęcia poglądowe lokalizacji |  |
| Opis lokalizacji | Stacja pogodowa znajduje się na prywatnym domu, usytuowanym przy północnym brzegu Zalewu Szczecińskiego, około 200 m od linii brzegowej. W okolicy rosną niewielkie drzewa i krzewy. Teren jest wyraźnie nachylony w stronę zalewu. |
| Global Wind Atlas | Średnia roczna prędkość na wysokości 10 m: 5,49 m/s
Róża wiatrów:
|
| Histogram na podstawie danych stacji pogodowej |  |
| Podsumowanie | Stacja pogodowa jest zlokalizowana na północnym brzegu Zalewu Szczecińskiego, na terenie o zauważalnym nachyleniu w stronę zalewu. Prawdopodobnie została umiejscowiona na dachu domku jednorodzinnego. Zgodnie z danymi GWA w regionie przeważają wiatry zachodnie. Lokalizacja jest dość dobrze wyeksponowana, szczególnie dla wiatrów południowych, co może sprzyjać wykorzystaniu energii wiatrowej. Warto rozważyć instalację przydomowej turbiny wiatrowej. Zarejestrowano wiatry o prędkości 4+ m/s przez około 3000 godzin rocznie. |
Pzykład 2 – Pobierowo
| Lokalizacja stacji pogodowej (Maps Google) | (54.07 °N, 14.95 °E) woj. zachodniopomorskie
|
| Stacja pogodowa | (model nieznany) Kotwica-Pobierowo |
| Zdjęcia poglądowe lokalizacji |  |
| Opis lokalizacji | Domki letniskowe znajdują się około 180 m od linii brzegowej morza. Są usytuowane wśród wysokich sosen, prawdopodobnie na niewielkiej wysokości – do kilku metrów nad poziomem terenu. |
| Global Wind Atlas | • Kotwica Pobierowo (GWA)• Średnia roczna prędkość na wysokości 10 m to 3,34 m/s• Rozkład wietrzności (położenie stacji oznaczone niebieską pinezką):
• Róża wiatrów:
|
| Histogram na podstawie danych stacji pogodowej |  |
| Podsumowanie | Lokalizacja jest całkowicie osłonięta, mimo bezpośredniej bliskości morza. Według danych ze stacji pogodowej zarejestrowano mniej niż 100 godzin wiatru o prędkości 4+ m/s. Przeważają wiatry zachodnie, jednak bezpośrednie sąsiedztwo wysokich drzew i domków całkowicie ogranicza wietrzność. Zgodnie z danymi GWA obszar lasów jest widoczny jako strefa o słabszej wietrzności, jednak GWA zawyża średnią prędkość wiatru nawet czterokrotnie w porównaniu do pomiarów stacji pogodowej. Nie znamy dokładnej wysokości, na której zamontowano stację, a jeśli jest ona znacząco poniżej 10 m, porównywanie tych wyników może być niemiarodajne. Według skali IMGW miejsce leży w strefie wybitnie korzystnej. |
Te dwa przykłady pokazują, że istnieje wiele czynników, które mogą znacząco wpływać na wietrzność. Mimo że obie lokalizacje znajdują się w I strefie energetycznej wg IMGW i są blisko otwartych przestrzeni (Zalew Szczeciński, Bałtyk), nie musi to oznaczać ich atrakcyjności pod względem energetycznym. W drugim przypadku GWA prawidłowo wskazał ryzyko związane z osłoniętym obszarem, co stanowi cenną informację przy ocenie potencjału wiatrowego.
Województwo warmińsko-mazurskie
W województwie warmińsko-mazurskim występują następujące strefy energetyczne IMGW:
|  |
Global Wind Atlas prezentuje natomiast potencjał energii wiatrowej dla województwa na poniższej mapie:
 |  |
Według Global Wind Atlas (GWA) przeważają wiatry zachodnie i południowo-zachodnie. Istnieje jednak pewna rozbieżność między mapą wietrzności IMGW a modelem obliczeniowym GWA. Zgodnie z danymi GWA, największa wietrzność występuje w środkowym pasie województwa, rozciągającym się od Iławy do Giżycka, natomiast według IMGW wyższe wartości wietrzności obserwuje się w północno-wschodniej części województwa, w kierunku Suwałk. Aby lepiej zrozumieć te różnice, zbadajmy wietrzność w Spytkowie, na wschód od jeziora Dargin, gdzie panują bardzo dobre warunki wietrzne. Pzykład 3 – Spytkowo
| Lokalizacja stacji pogodowej (Maps Google) | Zakład Unieszkodliwiania Odpadów Komunalnych Spytkowo (54.08 °N, 21.80 °E) woj. warmińsko-mazurskie
|
| Stacja pogodowa | Vantage Pro 2 ZUOK Spytkowo |
| Zdjęcia poglądowe lokalizacji |
|
| Opis lokalizacji | Zakład utylizacji odpadów, zlokalizowany 4 km na wschód od jeziora Dargin, jest otoczony lasem ze wszystkich stron. |
| Global Wind Atlas | • Średnia roczna prędkość na wysokości 10 m to 4.25 m/s • Rozkład wietrzności (położenie stacji oznaczone niebieską pinezką):
• Roża wiatrów:
|
| Histogram na podstawie danych stacji pogodowej |  |
| Podsumowanie | Stacja pogodowa zlokalizowana jest 5 km na wschód od jeziora Dargin, przy zakładzie utylizacji odpadów komunalnych, który mieści się na terenie otoczonym lasem ze wszystkich stron. Południowa ściana lasu znajduje się w odległości około 50 m od głównego budynku zakładu, a zachodnia ściana lasu w odległości około 500 m. Histogram danych pomiarowych jest zaburzony, co widać w znaczącym spadku liczby godzin dla wiatru o prędkości 5 m/s. Może to wynikać z niewielkiej dokładności pomiaru realizowanego przez stację pogodową. Z danych wynika, że przez prawie 3000 godzin w skali roku wiatr wiał z prędkością powyżej 4 m/s, a przeważają wiatry z przedziału 3-4 m/s, co wskazuje na dobrą wietrzność. Zgodnie z danymi z Global Wind Atlas (GWA) na tym obszarze przeważają wiatry zachodnie i południowe, ze średnią prędkością wynoszącą 4,25 m/s. Wyniki te mogą być nieco zaskakujące, ponieważ z jednej strony niewielka odległość do jeziora sprzyja dobrej wietrzności, a z drugiej strony zalesienie ogranicza wietrzność. Jednak pas lasu od zachodu nie jest na tyle szeroki, by znacząco ograniczyć wietrzność, a nachylenie terenu w stronę jeziora sprzyja dobrej ekspozycji na wiatr. Według skali IMGW miejsce znajduje się na granicy stref bardzo korzystnej i wybitnie korzystnej. |
Województwo łódzkie
| Województwo łódzkie charakteryzuje się zróżnicowanym potencjałem wiatrowym, a podział na strefy energetyczne w obrębie tego województwa, zgodnie z IMGW, jest następujący: • Strefa II – obejmuje północną część województwa, gdzie warunki wietrzne są dość korzystne, ale nie wybitnie.• Strefa III – dotyczy południowej części województwa, gdzie wietrzność jest słabsza, co ogranicza potencjał energetyczny tego regionu. |  |
Global Wind Atlas (GWA) prezentuje dane dotyczące średniej prędkości wiatru w danej lokalizacji, które uwzględniają m.in. ukształtowanie terenu i inne czynniki wpływające na warunki wietrzne. Poniżej znajduje się mapa pokazująca potencjał energii wiatrowej w województwie łódzkim.
|  |
Wg GWA przeważają wiatry zachodnie. Wietrzność wskazana przez GWA pokrywa się z obserwacjami IMGW. Południowo-zachodnia część województwa łódzkiego charakteryzuje się mniej korzystnymi warunkami, natomiast pozostały obszar ma dobre warunki wietrzne. Wybitne warunki występują nad zbiornikiem Jeziorsko, a dobre warunki można zaobserwować na wschód od Łodzi. Zbadajmy zatem, jak wygląda wietrzność w Woli Wysokiej, która wśród wielu stacji województwa łódzkiego charakteryzuje się dobrymi warunkami wietrznymi. Pzykład 4 – Wola Wysoka, woj. Łódzkie
| Lokalizacja stacji pogodowej (Maps Google) | (51.86 °N, 20.12 °E) woj. łódzkie
|
| Stacja pogodowa | (model nieznany) Wola Wysoka |
| Zdjęcia poglądowe lokalizacji |  |
| Opis lokalizacji | Pojedynczy budynek. Najbliższe obiekty:• 100 m na zachód – las,• część południowa (pola, 1,5 km) i wschodnia (0,5 km) – całkowicie odsłonięte. |
| Global Wind Atlas | • Średnia roczna prędkość na wysokości 10 m to 4.15 m/s • Rozkład wietrzności (położenie stacji oznaczone niebieską pinezką):
• Róża wiatrów:
|
| Histogram na podstawie danych stacji pogodowej |  |
| Podsumowanie | Stacja pogodowa zlokalizowana jest w niewielkiej miejscowości, z dala od zabudowy. Strona zachodnia jest osłonięta lasem (100 m), natomiast pozostałe strony są dobrze wyeksponowane. Według GWA przeważają wiatry zachodnie, co oznacza, że ściana lasu prawdopodobnie wpływa na wietrzność, powodując turbulencje w tym rejonie. Na histogramie zarejestrowano około 2000 godzin rocznie z prędkością wiatru 4+ m/s, jednak dominują wiatry z przedziału 0–1 m/s. Stacja pogodowa działała z przerwami, przez około 15% czasu nie przesyłała danych. Średnia prędkość wiatru według stacji wyniosła 2,8 m/s, a według GWA było to 4,15 m/s. Według skali IMGW lokalizacja znajduje się na granicy strefy bardzo korzystnej i korzystnej pod względem wietrzności. |
Województwo mazowieckie
W województwie mazowieckim występują następujące strefy energetyczne IMGW:
|  |
Global Wind Atlas prezentuje natomiast potencjał energii wiatrowej dla województwa mazowieckiego na podstawie poniższej mapy.
 |  |
Według GWA przeważają wiatry zachodnie. Wietrzność wskazana przez GWA odbiega od wyników obserwacji IMGW. Tereny o mniej korzystnych warunkach wietrznych rozciągają się w pasie wzdłuż rzek Wisły, Narwi i Bugu, natomiast pozostałe obszary wykazują dobre warunki wietrzne. Ponieważ województwo mazowieckie ma zbliżoną charakterystykę wiatrów do województwa łódzkiego, zbadajmy, jak wygląda wietrzność w Warszawie, ale na wieżowcu. Pzykład 5 – Warszawa ul. Klaudyny 4
| Lokalizacja stacji pogodowej (Maps Google) | (52.28° N, 20.976° E) woj. mazowieckie
|
| Stacja pogodowa | Davis Vantage Vue Klaudyny4 |
| Zdjęcia poglądowe lokalizacji |  |
| Opis lokalizacji | Ponad dwudziestopiętrowy wieżowiec z czujnikiem zainstalowanym na wysokości 42m. Bardzo dobra ekspozycja na wiatr, nieco zaburzona od wschodu bliżniaczym wieżowcem oddalonym o 100m. |
| Global Wind Atlas | Średnia roczna prędkość na wysokości 50 m: 5,01 m/s Rozkład wietrzności (położenie stacji oznaczone niebieską pinezką):
• Roża wiatrów:
|
| Histogram na podstawie danych stacji pogodowej |  |
| Podsumowanie | Stacja pogodowa znajduje się na wieżowcu w Warszawie, na wysokości 42 m. Nie jest znana dokładna lokalizacja stacji (w szczególności nie wiadomo, czy jest to stacja zamontowana na dachu, czy na balkonie jednego z mieszkań). Średnia prędkość wiatru zarejestrowana przez stację wynosi 3,2 m/s, co znacząco odbiega od średnich prędkości wyliczonych z GWA na wysokości 50 m. Z histogramu wynika, że ponad 3500 godzin w skali roku wiatr wiał z prędkością powyżej 4 m/s. Według GWA w tej lokalizacji na wysokości 50 m przeważają wiatry zachodnie. Kształt histogramu wskazuje na nieregularność, co może sugerować niedokładność pomiaru przez czujnik, efekt zaokrąglenia danych w oprogramowaniu czujnika lub w chmurze. |
Województwo śląskie
| W województwie śląskim występują następujące strefy energetyczne IMGW: • Strefa IV – warunki niekorzystne występują na prawie całym obszarze województwa.• Strefa III – warunki korzystne w okolicach Bielska-Białej. |  |
Global Wind Atlas prezentuje natomiast potencjał energii wiatrowej dla województwa, zgodnie z poniższą mapą:
 |  |
Według GWA przeważają wiatry południowo-zachodnie oraz zachodnie. Mapa IMGW i model GWA prezentują zbieżne dane. Dobre warunki wietrzne występują głównie w okolicach Zawiercia oraz w pasie na północ od Częstochowy. Zbadajmy zatem, jak wygląda wietrzność w okolicy Gliwic, gdzie panują warunki niekorzystne. Wybierzemy jednak taką stację pogodową, która jest dobrze wyeksponowana na wiatr, aby sprawdzić, ile potencjalnie można uzyskać energii w strefie niekorzystnej. Pzykład 6 – Gliwice
| Lokalizacja stacji pogodowej (Maps Google) | (50.332° N, 18.577° E) woj. śląskie
|
| Stacja pogodowa | (model nieznany) Gliwice, ul. Bydgoska |
| Zdjęcia poglądowe lokalizacji |   |
| Opis lokalizacji | Gospodarstwo domowe zlokalizowane jest przy terenach rolnych. Od strony zachodniej oraz północnej lokalizacja jest dobrze wyeksponowana – brak drzew, budynków czy nierówności terenowych. Natomiast od strony południowej i wschodniej znajdują się domy jednorodzinne. |
| Global Wind Atlas | Średnia roczna prędkość na wysokości 10m: 3,49 m/s• Rozkład wietrzności (położenie stacji oznaczone niebieską pinezką):
• Roża wiatrów:
|
| Histogram na podstawie danych stacji pogodowej |  |
| Podsumowanie | Stacja pogodowa jest zlokalizowana na północny-zachód od centrum Gliwic, na terenach dominujących przez uprawy. Obszar ten jest dobrze wyeksponowany na wiatr od strony zachodniej i północnej, natomiast od strony południowo-wschodniej osłonięty jest innymi gospodarstwami. Zgodnie z danymi GWA, na tym terenie przeważają wiatry południowo-zachodnie. Profil histogramu wskazuje, że przez ponad 3500 godzin w skali roku wiatr praktycznie nie występował, natomiast przez około 1500 godzin wiatr wiał z prędkością 4+ m/s. Średnia roczna prędkość wiatru, według GWA, wynosi 3,49 m/s, natomiast zgodnie z danymi ze stacji pogodowej wynosi 2 m/s. |
Województwo lubelskie
| W województwie lubelskim występują następujące strefy energetyczne IMGW: • Strefa III – warunki korzystne w większości województwa.• Strefa IV – warunki niekorzystne w południowo-wschodniej części, w okolicach Zamościa. |  |
Global Wind Atlas przedstawia natomiast potencjał energii wiatrowej dla województwa, jak pokazano na poniższej mapie.
 |  |
Według danych GWA przeważają wiatry zachodnie. Mapa IMGW i model GWA prezentują zbieżne dane dotyczące wietrzności z niewielkimi różnicami – w Atlasie GWA gorsza wietrzność występuje na południowy zachód od Zamościa. Zbadajmy zatem, jak wygląda wietrzność w miejscowości Koszoły, która znajduje się w strefie korzystnej według IMGW. Wybierzemy jednak stację pogodową, która jest dobrze wyeksponowana na wiatr. Pzykład 7 – Koszoły
| Lokalizacja stacji pogodowej (Maps Google) | Koszoły 21-532 (51.924° N, 23.282° E) woj. lubelskie
|
| Stacja pogodowa | (model nieznany) Koszoły |
| Zdjęcia poglądowe lokalizacji |    |
| Opis lokalizacji | Gospodarstwo znajduje się na terenach rolnych. Jedynie od strony północnej jest osłonięte lasem, podczas gdy z pozostałych stron lokalizacja jest dość dobrze wyeksponowana. Najbliższe lasy znajdują się około 500 metrów na zachód, a w okolicy nie ma innych budynków ani nierówności terenowych. Umiejscowienie stacji pogodowej nie jest znane. |
| Global Wind Atlas | • Koszały (GWA)• Średnia roczna prędkość na wysokości 10m: 3,94 m/s• Rozkład wietrzności (położenie stacji oznaczone niebieską pinezką):
• Roża wiatrów:
|
| Histogram na podstawie danych stacji pogodowej |  |
| Podsumowanie | Stacja pogodowa znajduje się we wsi Koszoły w województwie lubelskim. Dominują tam tereny rolne, płaskie i dobrze eksponowane na wiatr, z wyjątkiem strony północnej. Według danych z Global Wind Atlas (GWA), w tym rejonie przeważają wiatry zachodnie, południowo-zachodnie oraz północno-zachodnie. Z analizy histogramu wynika, że ponad 2000 godzin rocznie wiatr osiągał prędkość powyżej 4 m/s. Rzeczywista zmierzona średnia prędkość wyniosła 2,5 m/s, podczas gdy według GWA na wysokości 10 m średnia prędkość wiatru to 3,94 m/s. |
Podsumowanie
Przeanalizowaliśmy charakterystykę wietrzności w kilku punktach w różnych regionach Polski — od Pomorza, przez Polskę centralną i wschodnią, aż po Śląsk. Opisaliśmy specyfikę wietrzności dla wybranych województw, a dla każdego z nich wybraliśmy po jednej stacji pogodowej, aby przeanalizować i porównać warunki wietrzne. Głównym kryterium wyboru była dobra ekspozycja na wiatr, szczególnie od strony zachodniej, w celu zbadania, jak duża jest różnica wietrzności w różnych regionach kraju. Wyjątek stanowi województwo zachodniopomorskie, gdzie dodatkowo przyjrzeliśmy się stacji w Pobierowie o słabej ekspozycji na wiatr w celu dokonania porównania.
Należy podkreślić, że za konfigurację stacji meteorologicznych odpowiadają użytkownicy społeczności serwisu Weather Underground. Ważne jest, aby mieć na uwadze, że każdy z członków tej sieci deklaratywnie określa położenie geograficzne i wysokość stacji — nie ma możliwości weryfikacji zadeklarowanych danych, co oznacza, że przedstawione wyniki mogą być obarczone błędem. Użytkownicy nie mają obowiązku wprowadzać prawdziwych danych, a co więcej, mogą nie być zainteresowani energetyką wiatrową i umieścić stację np. 2 metry nad ziemią, co skutkowałoby mocnym zniekształceniem wyników. Z drugiej strony, cena stacji pogodowych do niedawna była dość wysoka (1000 PLN i więcej), więc część użytkowników inwestujących w takie urządzenia prawdopodobnie miała jakiś cel związany z pomiarami.
Aby zminimalizować błąd, z naszej strony wybieraliśmy stacje, których średnia prędkość wiatru w najbardziej wietrznych miesiącach roku była najwyższa, a także takie, które miały zarejestrowane dane przez cały rok. Na podstawie przedstawionych danych o wietrzności oraz przy wykorzystaniu prostych szacunków obliczeniowych możemy podsumować warunki energetyczne w tabeli poniżej wzbgacając analizę o przykładowy profil produkcji energii dla turbiny o powierzchni zamiatania 8 m2 i sprawności 10-15% generującej energię od prędkości 4 m/s.
| Lublin | Pobierowo | Spytkowo | Wola Wysoka | Warszawa | Koszoły | Gliwice | |
| województwo | zach.pom | zach.pom. | warm.maz. | łódzkie | mazow. | lubelskie | śląskie |
| Strefa IMGW | I | I | II | II – III | II | III | IV |
| wysokość instalacji stacji | < 10 m | < 5 m | 5 – 15 m | < 10 m | < 50m | < 10m | < 10 m |
| rodzaj stacji | nieznany | nieznany | Vantage Pro 2 | nieznany | Davis Vantage Vue | nieznany | nieznany |
| Dokładność pomiaru | 0,1 m/s | 0,1 m/s | ~0,45 m/s | 0,1 m/s | ~0,45 m/s | 0,1 m/s | 0,1 m/s |
| lokalizacja stacji | dom jednorodzinny | domek letniskowy | zakład przemysłowy | gospod. rolne | wieżowiec | dom jednorodzinny | gospodarstwo rolne |
| cechy terenu | zbocze nad zalewem | teren leśny | plac otoczony lasem | pole uprawne | miasto | pola uprawne | pola uprawne |
| średnia prędkość roczna (GWA) | 5.49 m/s | 3.34 m/s | 4.25 m/s | 4,15 m/s | 5,01 m/s | 3,49 m/s | 3,94 m/s |
| szacunkowa roczna produkcja energii przez turbinę o powierzchni 8 m2 i sprawności od 10 do 15% wyliczona w/g GWA | 710-1060 kWh | 160 – 240 kWh | 330 – 500 kWh | 300 – 460 kWh | 540 – 810 kWh(na 50 m) | 180 – 270 kWh | 260 – 390 kWh |
| średnia zmierzona prędkość roczna (stacja PWS) | 3,47 m/s | 0,8 m/s | 3 m/s | 2,8 m/s | 3,2 m/s | 2 m/s | 2,5 m/s |
| szacunkowa roczna produkcja energii przez turbinę o powierzchni 8 m2 i sprawności od 10 do 15% wyliczona w/g histogramu ze stacji | 300 – 450 kWh | 0 | 160 – 240 kWh | 250 – 375 kWh | 430 – 645 kWh(na 50 m) | 180 – 270 kWh | 200 – 300 kWh |
Wnioski są następujące i zgodne z ogólnie znanymi regułami: bez względu na strefę wietrzności, podniesienie instalacji turbiny na dużą wysokość (np. wieżowiec) odgrywa kluczową rolę. Bliżej gruntu, czyli na wysokości do 10 m, istotna jest bardzo dobra ekspozycja na wiatry zachodnie, co najczęściej występuje w pobliżu dużych zbiorników wodnych lub na otwartych przestrzeniach, takich jak pola (np. Lubin, Wola Wysocka). Szukanie wiatru w polu nabiera nowego znaczenia! Tereny mocno osłonięte, nawet w wybitnych strefach wietrzności, nie zapewnią wystarczającego uzysku energetycznego z wiatru (np. Pobierowo).
Ustalenie rocznej produkcji energii z turbiny według danych z GWA jest zawsze przeszacowane w stosunku do analogicznych wyliczeń na podstawie histogramu wiatru i rzeczywistych danych ze tacji pomiarowej. Co prawda w lokalizacjach dobrze eksponowanych na wiatr ta rozbieżność jest mniejsza, nie mniej zebranie własnych pomiarów wydaje się koniecznością do uzyskania wiarygodnych szacunków i zminimalizowania ryzyka nietrafionej inwestycji.
I co dalej?
W kolejnych artykułach dokonamy analizy kilku wybranych turbin możliwych do nabycia na rynku krajowym. Na podstawie dostępnych informacji i specyfikacji producentów sprawdzimy wiarygodność tych turbin. Spróbujemy również oszacować ile energii mogłaby wyprodukować każda z nich różnych lokalizacjach w Polsce.