Sva vazdusna kretanja u atmosferi nastaju usled temperaturnih razlika izmedju susednih vazdusnih masa. Pri tome vazduh struji od mesta viseg ma mestu nizeg vazdusnog pritiska. To hotizontalno strujanje moze biti horizontalno, vertikalno(ulazno i silazno) i vrtlozno.

Horizontalno kretanje vazduha naziva se vetar. Ima odredjeni pravac, brzinu i jacinu. Pravac vetra oznacava se prema strani sveta s koje vazduh struji i predstavlja se graficki na ruzi vetrova. On najcesce ima 8 ili 16 pravaca, a kruzic u njenom centru upisuje se trajanje tisina, tj. osmatranje bez vetra, pravac vetra odredjuje se pomocu Vildovog vetrokaza, koji se postavlja na visinu 6-12 m iznad povrsine zemlje. Brzina vetrapretstavlja put koji cestice vazduha predju u jednoj sekundi. Meri se anemometrom i izrazava u m/s. brzina vetra zavisi od mnogo faktora. Medju njima su najznacajniji reljef, biljni ipokrivach i razni objekti i razni objekti na zemljistu. Brda i planine su prepreke vetru, za razliku od recnih dolina i prostranih ravnica koje pogoduju njegovom razvoju. Sume u velikoj meri slabe vetar i zato se sumski pojasevi podizu kao zastita pojedinih delova naselja, komunikacija, plaza i slicno od jakih udara vetra. Viskoke zgrade u velikim gradovima ne samo da menjaju pravac vetra nego zbog povecanog trenja vazduha o vrlo rasclanjen reljef gradjevina menjaju i njegovu brzinu. Grad smanjuje godisnju brzinu vetra cak 25%-30% ali povecava njegovu mahovistost. Zato je ucestalost tisina ovde uproseku 15% veca nego u okolini.

Stalni vetrovi

Stalni vetrovi ucestvuju u opstoj cirkulaciji atmosphere. Nazivaju se jos i planetarni jer neprekidno duvaju preko Zemljine povrsine. U njih spadaju: pasati, antipasati, zapadni vetrovi i istochni ili polarni vetrovi.

Pasati su prizemni vetrovi i duvaju u sloju troposphere do 2 000m nadmorske visine. Dolaze iz suptopskih oblasti visokog vazdusnog pritiska(oko 30 stepeni N i S) i usmereni su ka ekvatoru. Zbog Zemljine rotacije oni skrecu ka zapadu tako da postaju severoistochni ( na severnoj polulopti), odnosno jugoistochni vetrovi (na juznoj polulopti). Iznad ekvatora, gde se stichu pasati s jedne i druge strane nalazi se pojas ekvatorijalnih tisina ili ekvatorijalnih kalmi. On se prostire izmedju 2°i 8° g.s., u njemu preovladjuju ulazna vazdusna strujanja i vlada oblacno vreme s obilnim kisama.

Antipasati su visinski vetrovi, koji duvaju iznad ekvatora ka suprotskim oblastima. Pod uticajem Zemljine rotacije skrecu ka istoku in a taj nacin postaju

jugozapadni vetrovi i severozapadni vetrovi. Nagomilane vazdusne mase u suptropskim oblastima najvecim delom se spustaju ka topografskoj povrsini i zbog preovladjujucih silaznih vazdusnih strujanja nema vetra. Tako se na obe hemisphere obrazuju pojasevi suptropskih tisina ili suptropskih kalmi u kojima vlada vedro i suvo vreme.

Zapadni vetrovi duvaju priblizno izmedju 40° i 65° g.s. vazdusne mase dolaze iz oblasti suptropskih anticiklona i zbog Zemljine rotacije skrecu ka istoku, odnosno imaju zapadni pravac kretanja. Ovi vetrovi su jachi u visim geografskim sirinama i izrazitiji su zimi nego leti.

Istocni ili polarni vetrovi nastaju kao posledica strujanja vazduha iz polarnih oblasti visokog vazdusnog pritiska prema depresijama oko stozenika. Pod uticajem Zemljine rotacije skrecu ka zapadu i dobijaju skoro istochni pravac. Oko 60° g.s. sudaraju se sa zapadnim vetrovima, dizu u vis i krecu prema polovima.

Periodicni vetrovi

Sezonske promene atmosferskog pritiska u jednom istom mestu prouzrokuju strujanje vazduha u toku izvesnog perioda u jenom pravcu. To su periodicni vetrovi monsuni. Oni zahvataju velike povrsine kopna i okena i duvaju zimi s kopna, koje je tada hladnije i iznad koga je visi vazdusni pritisak, prema toplijem moru, dok je u toku leta obrnuto – vetrovi duvaju od mora ka kopnu. Zato su zimski monsuni suvi a letnji donose obilne kise. Monsuni su slabo razvijeni u oblasti ekvatora zbog malog godisnjeg kolebanja temperature i vazdusnog pritiska. Za njihov postanak pogodnije su vise geografkse sirine, narocito tamo gde nema jacih stalnih vetrova, kao sto su pojasevi suptropskih tisina. Prema polozaju oblasti u kojima se javljaju razlikuju se dva tipa monsuna: tropski monsoon i vantropski.

Tropski monsuni duvaju u pojasu do 20°N i 15°S. najrazvijeniji su u juznoj i istocnoj Aziji – u Indiji, Pakistanu, Bangladesu i Indokini. Tokom leta monsun polazi s INdiskog okeana i pretstavlja zapravo produzetak juznog pasata, koji posto predje ekvator menja svoj pravac i z jugoistochnog u jugozapadni. Vazdusne mase prezasicene vodenom parom nailaze na planine Gati u Indiji i juzxne padine Himalaja uz koje se izdizu i hladne, vodena oara se kondezuje i izlucuje se ogromna kolicina kise. Od juna do septembra u pojedinim delovima Indije izluchi se i preko 90% godisnje sume padavin. U zimskoj polovini godine

monsun duva s rashladjenog kopna, iz Pendzaba i podnozija Himalaja, gde se tada obrazuje prostrani anticiklon. Dolazi iz pravcaseveroistoka, tako da je to u stvari severni pasata. Zimski monsun je suv i slabiji od letnjeg, a kisu donosi jedino ako prelazi preko mora.

Vantropski monsuni su najtipichniji na Dalekom istoku – u Japanu, istochnom Sibiru i Istochnoj Kini. Na Dalekom istoku letnji monsun duva sa severozapadnog pacifika donoseci obilne padavine. U toku zime oblast visokog vazdusnog pritiska je iznad istochne Azije, sa centrom u Mongoliji, a niskog pritiska istochno od Japana. Monsun prelazi preko Ohotskog, Japansog i Zutog mora, izlucuje padavine duz zapadnih obala Japana i iscezava u severnom delu Tihog okeana.

Osim monsuna sa polugodisnjom periodom, u periodicne vetrove se ubrajaju i oni sa poludnevnom periodom. U toku dana oni duvaju u jednom pravcu, au toku noci u suprotnom pravcu. Nazivaju se dnevni vetrovi i u njih spadaju: danik, nocnik, dolinski vetar i gorski vetar. Dnevni vetrovi su najizrazitiji u tropskim predelima gde je veliko dnevno kolebanje temperature vazduha. U umerenim sirinam obrazuju se u toku leta pri vedrom vremenu.

Lokalni vetrovi

Lokalni vetrovi su karakteristichni za odredjene oblasti na Zemlji. Nastaju pod uticajem lokalnih preriodnih uslova, imaju uvek isti pravac i podrzavaju iste vremenske prilike. Najpoznatiji vetrovi ove vrste su:kosava, bura, jugo, fen, vardarac, maestral i tornado.

Kosava duva u severoistocnom delu Srbije, dolinom Dunava i u Vojvodini, ali se javlja i u Pomoravlju do Nisa i Kraljeva i u Posavini do Samca. To je jugoistochni i istochni vetar, koji nastaje kada je visok vazdusni pritisak nad Ukrainom i Rumunijom, a nizak iznad Jadranskog mora i zapadnog Sredozemlja, duva na mahovo odnosno udare, cija brzina prelazi 100km/h. javlja se tokom cele godine, ali najcesce u jesen i zimu. Kosava obicno traje dva do tri dana, ponekad iduze, dok je krajem 1928. godine u Beogradu duvala punih 30 dana. Ona je suv vetar u donosi vedro vreme.

Bura je suv i izrazito mahovit vetar, koji duva duz istochne obale Jadranskog mora, od Trsta do Albanije, ali se cesce javlja i imavecu jacinu u severnom nego u juznom primorju. Dolazi sa severoistoka , probija se kroz recne doline i drevoje Dinarskih planina, na kojima dostize brzinu do 180km/h, i spusta se na

more, gde dize kratke ali visoke talase. Najjaca je u podnoziju planina Velebit(cuvena senjska bura) i Biookovo u Hrvatskoj. Javlja se uglavnom od oktobra do marta, traje obicno dva do tri dana, u izuzetnim slucajevima i do tri nedelje i uslovljava vedro i hladno vreme.

Jugo ili siroko je jugoistocni vetar koji duva po uzduznoj osi jadranskog mora. Nastaje kada je visok vazdusni pritisak nad severnom Afrikom, a nizak iznad severnog dela Sredozemlja. Iz Afrike polazi kao suv u vreo vetar, ali pri prelazu Sredozemnog mora vazdusne mase apsorbuju veliku kolicinu vodene pare, tako da dosnosi oblacno i kisovito vreme. Ponekad sa sobom nosi saharski pesak i prasinu i tada se u Evropi dogadjaju zanimljive pojave- padaju blatne, crvene ili zute kise i obojen sneg. Jugo je cesci i jaci u hladniojem delu godine in a juznom ne go na severnom Jadranu. Duva oko 4 dana, izuzetno do dve nedelje. Usled duzeg trajanja izdize nivo mora u severnom delu Jadrana i mnoge luke su tada pod vodom, kao i cuveni trgovi Venecije. Na moru jugo stvara talase visoke do 4,5 m, zbog cega se plovidba prekida do nekoliko dana.

Fen je jak i slapovit planinski vetar koji dolazi topliji nego sto je bio vazduh pre duvanja fena. Najtipicniji je u Alpima, gde nastaje kada je visok vazdusni pritisak iznad severne Italije, a nizak iznad Bavarske u Nemackoj, ili obratno. Tada se toplije vazdusne mase penju uz navetrene padine Alpa i hlade, vodena para u njima se kondezuje i izlucuju se padavine. Posto predje Alpe vazduh se spustanjem zagreva i postaje topliji i suvlji nego sto je bio na istoj visini prilikom uzdizanja. Fen donosi vedro i toplo vreme. U zimskom period izaziva lavine i naglo topljenje snega. Leti ako dugo duva moze toliko da osusi vazduh da se sumski pozari lako i brzo sire.

Vardarac se obrazuje pri velikom vazdusnom pritisku nad sredisnjim oblastima Balkanskog poluostrva i depresiji iznad Egeskog mora. Diva sa Sar-planine i Skopske crne gore dolinom Vardaraka Solunskom zalivu. Traje jedan do dva dana redje do 8 dana i dostize brzinu do 60km/h. pretezno se javlja zimi podrzava hladno i suvo vreme i ponekad prouzrukuje pojavu leda uz severnu obalu Solunskog zaliva.

Maestral je lokalni vetar na istocnoj obali Jadrana. Duva sa mora u toku leta, kada su dani topli i vedri, iz jugozapadnog, zapadnog ili severozapadnog pravca, zavisno od konfiguracije obale i ostrva. Brzina mu je mala i konstantna, bez mahova, tako da je vrlo pogodan za jedrenje. Traje jedan do dva dana. U nizim

slojevima na njega se u toku dana nadivezuje periodicni vetar danik, koji pocinje da duva izmedju 8 i 10 casova, a prestaje pred zalazak Sunca.

Tornado je vrlo znazan vazdusni vrtlog u obliku levka koji se spusta iz tamnih olujnih oblaka(kumulonimbusa) i sastoji se od kapljica vode, peska prasine i raznih predmeta koji jak vetar podize sat la. Najcesce se javlja u juznim i centralnim delovima SAD i u Meksiku. Nastaje u sparnim letnjim danima pri intezivnom zagrevanju vazduha sa jakim ulaznim strujama, izmedju 15 i 21 cas i krece se brzinom do 50 km/h. u samom vrtlogu cije mrecnik od nekoliko desetina metara do 1km, vazduh rotira brzinom od 160 do 800km/h. tornado nanosi velike stete jer iza sebe ostavlja pustos. On moze da podigne i nosi teske predmete, zivotinje i ljude. Zabelezeni su slucajevi kada je oborio u vodu masovni gvozdeni most ili pomerio 4m katolicku crkvu sa 50 vernika u njoj. U meksickom zalivu 1900. Godine samo jedan ovakav vazdusni vrtlog odneo je 6 000 ljudskih zivota. Ukoliko nastane na moru, onda se nazuva morska pijavica ili tromba. Desava se da zajedno s vodom usisa i zivotinje. Kasnije iz oblaka padaju ribe, rakovi skoljke i zabe. Morske pijavice se javljaju in a Jadranskom moru i traju od nekoliko munuta do jednog casa.

.

Promene inteziteta vetra sa visinom posebno su izrazene do visina od 100 metara. Tako na primer, brzina vetra na visini od 100 metara je za 1,5 do 2,5 puta veca od brzine vetra na 10 metara visine. S obzirom da je energija vetra srazmerna trecem stepenu brzine vetra, u pojedinim situacijama je moguce da energetski potencial vetra na visini od 100 metara bude 15 puta veci od onog na 10 metara visine. U proseku je raspoloziva energija na 100 metara visine za oko 3 do 4 puta veca od energetskog potenciala vetra na 10 metara iznad tla.

Uobicajni postupak kojim se procenjuje energetski potencial vetra se mbazira na merenju brzine vetra na stubovima visine 10 metaraiznad tla. Kod nas se to merenje vrsi (u 7, 14, 21h) na osnovu cega se vrsi procena brzine vetra na

vecim visinama. Ovako odredjivanje brzine vetra je prilicno nepouzdano, kako zbog male visine merenja, tako i zbog malog broja merenja tokom dana. Preciznije merenje zahteva visoke meteoroloske stubove, vremensku kontiunalsnost merenja, uzimanje u obzir drugih meteoroloskih uticaja i uticaj topografije lokaliteta tla u cijoj se zoni vrsi merenje.

Jacina vetra pretstavlja pritisak koji on vrsi na vertikalnu povrsinu. Odredjuje se prema Boforovoj skali koja ima 13 stepeni, utvrdjenih prema dejstvu vetra na razne predmete. Vetar dostize maksimalnu brzinu na visinama oko 10km. medjutim, sa aspekta eksploatacionih mogucnosti, moze se ocekivati eksploatacija energije vetra na visinama do 200m iznad tla.

Br.Po B

Naziv vetra Brzina m/s Opis pojava na kopnu

0 Tisina 0-0,2 Tiho; dim se dize uspravno uvis

1 Lak povetarac 0,3-1,5 Pravac vetra se zapaza po kretanju dima, a ne po vetrokazu

2 Povetarac 1,6-3,3 Vetar se oseca na licu, lisce treperi, vetrokaz se pokrece

3 Slab vetar 3,4-5,4 Lisce i grancice se stalno klate; razvijaju se lake zastave

4 Umereni vetar 5,5-7,9 Vetar dize prasinu i listove hartije, pokrtece male grane

5 Umereno jak 8-10,7 Tanja lisnata stable pocinju da se ljuljaju

6 Jak vetar 10,8-13,8 Pokrecu se velike grane;

7 Vrlo jak vetar 13,9-17,1 Drvece se ljulja;

8 Olujni vetar 20,8-24,4 Vetar lomi grane na drvecu

9 Oluja 20,8-24,4 Nastaju laksa ostecenja na zgradam

10 Zestoka oluja 24,5-28,4 Cupa drvece iz zemlje,ostecena na zgra.

11 Orkanska oluja 28.5-32,6 Vrlo retka pojava pracena razaranjima

12 Orkan 32,7-36,9

Procena potenciala vetra

Procena potenciala vetra je sa aspekta tacnosti procene nedovoljno precizna, posto metodologija procene ne moze obezbediti potpuno pouzdane podatke. Danas se u svetu za procenu energetskog potenciala vetra koriste dva pristupa, od kojih se jedan bazira na proceni dela Suncheve energije koji se trosi na stvaranje opste cirkulacije atmosphere, a drugi na merenju vetra u nizu tachaka i rako dobijeni podaci integrisu preko odredjenih povrsina.

Polazeci od globalnih procesa, od ukupne Zemlji dozracene sunceve energije, oko 2% se trosi na stvaranje vazdusnih struja odnosno oko 2x10 na 16kWh. Naravno, ne moze se smatrati da se ova kolicina energije moze u potpunosti koristiti kao vetroenergetski potencial. Raspoloziva energija u sloju do 200 metara visine iznosi 50-ti deo od date vrednosti, odnosno oko 10 na 14 do 10 na 15kWh. Ni ovaj energetski potencial nije u velikoj meri iskoristiv.

Energija vetra nije ravnomerno rasporedjena po zemljinoj povrsini. Dok u nekim zonama vazduh struji pojacano, dotle u drugim delovima vrlo slabo. Navedene prosechne vrednosti se stoga odnose, pre svega, na zone pojachanog strujanja. Sama Evropa pretstavlja oblast sa izrazenim delovanjem zapadnih vetrova(kao i nasa zemlja) i raspolaze energetskim potencialom vecim od svetskog proseka.

Pojava vetra je globalni fenomen. To je energetski izvor za koji je prakticna primena novih tehnologija imala nabrzi rast na svetu. Istovremeno to je cista i efikasna moderna tehnologija koja pretstavlja svetionik nade za buducnost. Njenu osnovu cini odrziva tehnologija koja ne izaziva zagadjenja. Energija vetra presla je dalek put u odnosu na prototipove od pre samo dvadeset godina. Danasnje moderne turbine su poslednji hit moderne tehnologije one su rasklapajuce lako se instaliraju i nabavljaju. Snaga vetrogeneratora varira od samo nekoliko kW do preko 3500kW, sa najvisim tornjevima koji dostizu najvecu visinu vecu od 100m. ultra moderna postrijenja na vetar danas mogu biti mala sa svega jednom turbinom do farme turbine sa snagom od nekoliko stotina MW. Vetar stvara 200 puta vise energije nego sto je svetu danas potrebno. U studujama koje su radile istrazivacke institucije iz ove oblasti u saradnji sa Evropskom industrijom za energiju vetra pod nazivom Snaga vetra 12, izvodi se zkljucak d ace kolicina energije koju proizvodi vetar do 2020. g. porasti za 12% na svetskom nivou.

Energija vetra za proizvodnju elektricne energije je naispaltivija u izolovanim podrucjima, udaljene od elektroenergetske mreze, cije su energetske potreberelativno male, obicno manje od 10 kW. Ovakvi sistemi, koji nisu prikljuceni na mrezu, obicno koriste vetrogenerator za proizvodnju elektricne energije kojom pune akumulatorske baterije, koje osiguravaju snadbevanje potrosaca prema potrebi. Vetrogeneratori se takodje tradicionalno koriste i u sistemima vodosnadbevanja, u kojima se voda, a ne energija sprema za buducu upotrebu. Off gird primene energije vetra za proizvodnju elektricne energije svakako su konkurentne drugim nacinima snadbevanja tIh podrucija, kao sto su npr prosirene mreze, primarne baterije, dizel-agregati, gasne ili parne turbine. Energija vetra takodje je konkurentna u sistemima vodosnadbevanja.

Energija vetra se moze koristiti i za proizvodnju elektricne energije koja se potom isporucuje u elektrodistributivnu mrezu(on gird). S obzirom na elektroenergetski system u kojem se nalaze, on gird instalacije mogu biti primenjene u:

1. izolovanim oblastima gde se primenjuju vetrogeneratori snaga od 10kW do 200kW.

2. srwdisnjim oblastima gde se primenjuju vetrogeneratori snaga od 200kW do 2MW.

Ovakve primene energije vetra danas postaju sve cesce. Savremene elektronske komponente omogucile su projektantima vetroelektrana kontrolu izlazne snage, kao i proizvodnju elekricne energije izvrsnog kvaliteta. Ovakav tehnoloski razvoj omogucava laksu integraciju vetro elektrana u postojecu elektroenergetsku infastrukturu in a kraju njihov znacajniji proboj u elektrodistributivni system.

Razvoj tehnologije usmeren je kavecim proizvodnjim jedinicama. Sedamdesetih godina uobicajni su bili vetrogeneratori nominalne snage 30kW dok se danas primenjuju vetrogeneratori nominalne snage od 5MW pa i vise.

Do kraja 2002 godine ukupno instalirani kapaciteti u vetrogeneratorima u svetu iznosili su oko 30 000MW, od cega oko 22 000MW u Evropi, vecinom u Nemackoj, Danskoj i Spaniji. Sta vise proizvodnja elektricne energije iz vetroelektrana prikljucenih na elektroenergetsku mrezu belezi impresivan godisnji porast od oko 30%.

Najznacajnije tehnicke karakteristike vetroturbina su:

orjentacija ose radnog kola turbine,

broj lopatica

nacini regulacije izlazne snage rotora