Najnowsze obserwacje satelitarne ujawniają, że rozległe morskie farmy wiatrowe mogą wpływać na prędkość wiatru nawet ponad 100 km od miejsca ich lokalizacji. Zjawisko to, znane jako ślad aerodynamiczny, budzi pytania dotyczące przyszłego rozwoju energetyki wiatrowej na Bałtyku, zwłaszcza w kontekście wzajemnego wpływu instalacji należących do różnych inwestorów, a nawet państw.
Ślad aerodynamiczny turbin wiatrowych
Turbina wiatrowa generuje energię, odbierając część energii kinetycznej przepływającemu powietrzu. W efekcie za jej wirnikiem powstaje obszar wolniejszego i bardziej turbulentnego przepływu, określany jako ślad aerodynamiczny lub cień wiatrowy. Projektanci farm wiatrowych od dawna uwzględniają to zjawisko, rozmieszczając turbiny w odpowiednich odstępach, aby zminimalizować wzajemne straty produkcyjne. Dotychczas jednak analizy skupiały się głównie na pojedynczych farmach. Rozwój ogromnych klastrów offshore sprawia, że ślad jednej instalacji może teraz sięgać kolejnych farm, oddalonych o dziesiątki kilometrów.
Satelitarne dowody na długotrwałe ślady
Naukowcy z Uniwersytetu Warwick, analizując 7122 zdjęcia radarowe wykonane przez satelity Sentinel-1A i Sentinel-1B w latach 2020–2022, zbadali ponad 60 morskich farm wiatrowych w Europie i Azji. Obrazy pozwoliły określić prędkość wiatru na wysokości 10 metrów nad powierzchnią morza. Wyniki wskazują, że w sprzyjających warunkach ślady aerodynamiczne klastrów offshore mogą utrzymywać się na dystansie przekraczającym 100 km. W obszarach objętych zidentyfikowanym śladem średnia prędkość wiatru na tej wysokości była niższa o około 0,99 m/s, co stanowi spadek o 12,4%. Zaobserwowano również przypadki, w których efekt ten przekraczał granice państw. Należy jednak pamiętać, że analiza dotyczy prędkości wiatru przy powierzchni morza, a nie na wysokości piast turbin, a badanie jest jeszcze preprintem.
Czynniki sprzyjające długim śladom na morzu
Paradoksalnie, warunki, które zapewniają wysoką produktywność farm offshore, mogą również sprzyjać utrzymywaniu się śladów aerodynamicznych. Nad morzem powierzchnia jest gładka, a turbulencje atmosferyczne często są słabsze niż na lądzie. Powietrze za turbinami miesza się wówczas wolniej z szybszym strumieniem powietrza znajdującym się wyżej i obok farmy. Oznacza to, że prędkość wiatru potrzebuje wielu kilometrów, aby wrócić do poziomu sprzed przejścia przez wirniki. Szczególnie długie ślady obserwowano przy stabilnej warstwie granicznej atmosfery, kiedy pionowe mieszanie powietrza jest ograniczone. Długość i intensywność śladu zależą od pogody, kierunku wiatru, stabilności atmosfery, liczby turbin, ich rozmieszczenia oraz rozmiaru wirników. Ryzyko rośnie wraz z zagęszczaniem zabudowy na morzu.
Potencjalne straty w polskim sektorze offshore
Problem ten dotyczy również projektów rozwijanych w polskiej części Bałtyku. W 2025 roku naukowcy z Politechniki Wrocławskiej przeprowadzili modelowe badanie hipotetycznych wariantów farmy offshore odpowiadającej projektowi Baltic Power. W analizie wykorzystano turbiny referencyjne o mocy 15 MW oraz trzy warianty odległości między rzędami. Skumulowane straty aerodynamiczne, w zależności od konfiguracji i przyjętego tempa zanikania śladu, wynosiły od 16,5% do 38%. Badanie to, oparte na uproszczonym modelu Jensena, nie jest prognozą rzeczywistej produkcji Baltic Power, lecz jasno wskazuje, jak istotne dla wyniku ekonomicznego inwestycji jest optymalne rozmieszczenie urządzeń. Gęstszy układ pozwala na instalację większej liczby turbin, ale pogarsza efektywność pojedynczych maszyn, podczas gdy większe odstępy redukują straty kosztem mniejszej mocy zainstalowanej na danym obszarze. Szacowany współczynnik wykorzystania mocy wahał się od 33,4% do 45,2%, co przekłada się na koszt wytwarzania energii.
Wyzwania dla Bałtyku i regulacji prawnych
Wraz z kolejnymi inwestycjami problem wzajemnego oddziaływania farm będzie narastał. W pierwszej polskiej aukcji offshore z grudnia 2025 roku wsparcie otrzymały trzy projekty o łącznej mocy 3,435 GW: Baltic East, Baltica 9 oraz Bałtyk I, z deklarowaną produkcją przekraczającą 330 TWh w ciągu 25 lat. Należy pamiętać, że atmosfera nie respektuje granic koncesyjnych ani wyłącznych stref ekonomicznych. Farma zlokalizowana w jednym kraju może wpływać na zasoby wiatru dostępne dla inwestycji po drugiej stronie granicy, co jest szczególnie istotne w przypadku Bałtyku – akwenu mniejszego i bardziej zamkniętego niż Morze Północne. Pojawia się zatem kluczowe pytanie, na które obecne prawo energetyczne nie daje odpowiedzi: kto ponosi odpowiedzialność za straty wynikające z „odebrania” wiatru sąsiedniej instalacji, zwłaszcza jeśli jedna farma powstała wcześniej niż druga?
Opracowano na podstawie informacji rynkowych: HVAC / branża ogólna. Inspiracja źródłowa: GLOBEnergia.
