KWALIFIKACJA ELE10 - TEST WIEDZY NR 5

PYTANIE NR 27.
Parametr Lokalizacja A Lokalizacja B
Prędkość wiatru 5 m/s 8 m/s
Wysokość nad poziomem morza 100 m 200 m
Dostępność sieci energetycznej Wysoka Niska
Która lokalizacja ma lepszy potencjał energetyczny dla turbiny wiatrowej?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Lepszy potencjał energetyczny wynika przede wszystkim z zasobu wiatrowego.
Moc turbiny rośnie w przybliżeniu proporcjonalnie do sześcianu prędkości (P ∝ v³), więc 8 m/s daje ok. 4 razy większy potencjał niż 5 m/s. Dlatego właściwy wybór to lokalizacja z 8 m/s.

Pełne wyjaśnienie:

"Potencjał energetyczny" lokalizacji dla turbiny wiatrowej jest w pierwszej kolejności związany z zasobem wiatrowym, czyli m.in. typową prędkością wiatru. W energetyce wiatrowej kluczowe jest to, że moc dostępna w strumieniu powietrza (a więc i potencjalna moc turbiny, w uproszczeniu) rośnie bardzo szybko wraz ze wzrostem prędkości wiatru: P ∝ v³.

Dlatego porównując 5 m/s i 8 m/s nie oceniamy różnicy "o kilka m/s", tylko zmianę w trzeciej potędze:

  • dla 5 m/s: v³ = 5³ = 125
  • dla 8 m/s: v³ = 8³ = 512
  • stosunek: 512/125 ≈ 4,1

To oznacza, że lokalizacja z 8 m/s ma teoretycznie około czterokrotnie większy potencjał produkcji mocy/energii niż lokalizacja z 5 m/s (przy porównywalnych pozostałych warunkach). Z tego powodu poprawna jest odpowiedź "Lokalizacja B".

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "Lokalizacja A" może wydawać się korzystna ze względu na wysoką dostępność sieci, ale to kryterium dotyczy głównie kosztów i łatwości przyłączenia, a nie samego potencjału energetycznego wiatru. Przy kryterium energetycznym decyduje prędkość wiatru.
  • "Lokalizacje są równie dobre" jest błędne, bo zasób wiatrowy znacząco się różni; przy zależności sześciennej ta różnica ma duży wpływ na możliwy uzysk.
  • "Brak wystarczających informacji do podjęcia decyzji" byłoby trafne przy pytaniu o opłacalność ekonomiczną (brakowałoby np. odległości do punktu przyłączenia, kosztów budowy linii, profilu wiatru w czasie), ale do oceny potencjału energetycznego wystarcza informacja o prędkości wiatru i jej konsekwencjach.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w zadaniu pojawia się porównanie prędkości wiatru, zawsze rozważ, czy pytanie dotyczy energii/mocy (wtedy pamiętaj o v³), czy kosztów/infrastruktury (wtedy ważna będzie dostępność sieci i warunki przyłączenia).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Zasób wiatrowy to opis warunków wiatrowych w danej lokalizacji (np. typowe prędkości, ich rozkład w czasie, turbulencje). Dla turbiny jest to kluczowe, bo od wiatru zależy możliwa produkcja energii. Im lepszy zasób, tym większy potencjał energetyczny instalacji.
W uproszczeniu moc dostępna w strumieniu powietrza wynika z energii kinetycznej przepływu. Gdy prędkość rośnie, rośnie zarówno strumień masy powietrza, jak i energia kinetyczna, co prowadzi do zależności przybliżonej P ∝ v³. To dlatego niewielki wzrost prędkości daje duży wzrost potencjalnej mocy.
Użyj zależności sześciennej: policz 5³ i 8³ albo oszacuj stosunek (8/5)³. Otrzymasz ok. 4,1, czyli lokalizacja z 8 m/s ma teoretycznie około cztery razy większy potencjał mocy/energii niż lokalizacja z 5 m/s (przy podobnych pozostałych warunkach).
Nie zawsze. Dla "potencjału energetycznego" dominuje prędkość wiatru, ale dla opłacalności projektów on-grid dostęp do sieci może być krytyczny (koszty przyłącza, budowy linii, warunki techniczne). Na egzaminie kluczowe jest rozpoznanie, czy pytanie dotyczy energii, czy ekonomii/infrastruktury.
Typowe błędy to: traktowanie różnicy prędkości wiatru jako zmiany liniowej, pomijanie wpływu v³ na moc, wybór lokalizacji tylko "bo łatwiej podłączyć", bez sprawdzenia zasobu wiatrowego, oraz mylenie pojęcia "potencjał energetyczny" z "najniższym kosztem inwestycji".
W praktyce część turbin ma prędkość rozruchową rzędu kilku m/s, a przy niskich prędkościach uzysk energii jest mały. Dlatego lokalizacja z ok. 5 m/s bywa na granicy sensownej produkcji, a wzrost do ok. 8 m/s zwykle znacząco poprawia uzysk (i często opłacalność).
Wysokość npm może korelować z innymi warunkami (np. ekspozycją na wiatr, ukształtowaniem terenu), ale sama liczba metrów npm nie jest wystarczająca do oceny. W praktyce ważniejsze są pomiary i analiza wiatru. Na potrzeby prostych zadań często traktuje się większą wysokość jako potencjalnie korzystną.
Jeśli pytanie dotyczy wyłącznie prostego porównania potencjału energetycznego na podstawie średniej prędkości, to tak — większa prędkość zwykle oznacza większy potencjał (v³). Jeśli jednak chodzi o projektowanie i opłacalność, potrzebne są dodatkowe dane (rozkład prędkości, turbulencje, przeszkody).
Gdy w treści pojawi się kontekst ekonomiczny lub techniczny przyłączenia, np. "ograniczony budżet na budowę linii", "warunek minimalizacji kosztów przyłącza", "mikroinstalacja on-grid blisko punktu przyłączenia". Wtedy dostępność sieci może przeważyć, ale musi to wynikać wprost z kryterium pytania.
Ćwicz rozpoznawanie kryterium pytania: energia/moc vs koszty/infrastruktura. Zapamiętaj zależność P ∝ v³ i umiej szybko porównywać prędkości. Przerób zadania z tabelami i opisami lokalizacji oraz listę czynników: wiatr, sieć, teren, dostęp serwisowy i ograniczenia środowiskowe.
info

Statystycznie 33% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że dlatego właściwy wybór to lokalizacja z 8 m/s.

Źródła:

  • Manwell J.F., McGowan J.G., Rogers A.L., "Wind Energy Explained: Theory, Design and Application" (zależność mocy od prędkości wiatru, część teoretyczna dotycząca P ∝ v³)
  • Burton T., Sharpe D., Jenkins N., Bossanyi E., "Wind Energy Handbook" (podstawy zasobu wiatrowego i wpływu prędkości na produkcję energii)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z podstaw energetyki wiatrowej (zależność mocy od prędkości wiatru)
  • Materiały dydaktyczne do kwalifikacji dotyczące doboru lokalizacji i oceny zasobu wiatrowego
  • Kalkulatory i zadania ćwiczeniowe pokazujące wpływ v³ na uzysk energii

Aktualizacja pytania: 03.04.2026



Aktualizacja pytania: 03.04.2026
📡 Brak połączenia internetowego