Pojava vjetra ćudljiva je, ne ovisi o dobu dana ili o sezoni u godini, poput Sunčeva zračenja ili – donekle – vodotoka. Premda, dakako, u određenu je predjelu vjetar donekle vjerojatniji u stanovito vrijeme, primjerice u ljetno predvečerje. Ali i na takvim mjestima i u to vrijeme može posve izostati.
Vjetroelektranama proizvodi se električna energija samo kada ima vjetra, točnije, kada je njegova brzina iznad neke minimalne i ispod neke maksimalne vrijednosti. U drugim se razdobljima vjetroelektrana mora obustaviti. U Njemačkoj se potkraj 2010. godine vrtjelo 26.981 MW vjetroelektrana, a godišnje trajanje iskorištenja instalirane snage vjetroelektrana bilo je 1442 sata. Dakle, kada bi vjetroelektrane radile punom snagom, tijekom 16,5% ukupnog godišnjeg trajanja – godina traje 8760 sati – u njemačkim bi se vjetroelektranama proizvela sva godišnja proizvodnja. Ili, još slikovitije: kada bi svaki šesti dan vjetroelektrane radile punom snagom, pet dana posve bi mirovale. Dakako, u stvarnim prilikama ima razdoblja u kojima one rade punom snagom, pa razdoblja kada rade smanjenom snagom i razdoblja kada doista uopće ne rade.
Skupa rezervna snaga
Statistika pogona hrvatskih vjetroelektrana u 2011. godini (tada ih je prosječno bilo u pogonu oko 100 MW) kaže da se u prosjeku svaka četiri dana zbio jedan sat kada je njihov ukupni angažman bio nula ili blizu nule! U tim razdobljima mora se potražnja pokriti konvencionalnim elektranama (točnije: termoelektranama, akumulacijskim hidroelektranama ili elektranama na biomasu i bioplin). Njemačko je iskustvo da se na 1 megavat u vjetroelektranama mora instalirati još 0,85-0,95 megavata u elektranama na stalne izvore energije, dakako računa li se s jednakom sigurnošću opskrbe kupaca.
Dakle, treba li iduće godine – radi pokrića stalno rastuće potražnje za električnom energijom – sustavu dodati novih 100 MW elektrana i namjeravamo li to učiniti vjetroelektranama, morat ćemo izgraditi 100 MW u vjetroelektranama i dograditi još 85-95 MW u elektranama na stalne izvore energije. Da bi istodobno te dograđene elektrane bile donekle podiskorištene, jer neće biti angažirane onda kada vjetra ima te će proizvodnja u njima biti skuplja negoli bi bila da nema vjetroelektrana; stalni troškovi podijelit će se na manje proizvedenih kilovatsati. Ne dogradi li se sustav tim rezervnim elektranama, sigurnost opskrbe kupaca iz vlastitoga sustava bitno će se smanjiti.
Ako je tome tako, a tako jest, zašto uopće gradimo vjetroelektrane? Pa, ostvaruje se ušteda goriva za konvencionalne elektrane i – s tim u vezi – smanjenje opterećenja okoliša stakleničkim plinovima. Točno govoreći, ta ušteda ne odgovara baš potpuno cjelokupnoj proizvodnji u vjetroelektranama. Naime, neke konvencionalne elektrane koje trebaju biti neprestano spremne da preuzmu iznenada izostalu proizvodnju vjetroelektrana ne smiju prije toga raditi blizu punog opterećenja – jer u tom slučaju ne mogu preuzeti dodatno opterećenje. Ili, moraju biti spremne za rasterećenje ako je naglo porastao angažman vjetroelektrana. Radit će, dakle, u području nižeg stupnja djelovanja od optimalnog te će se u njima za takav rad utrošiti više goriva po jedinici proizvedene električne energije nego što bi se utrošilo da rade u optimalnom području.
Sve bolje prognoze
Snaga vjetroelektrane mijenja se s trećom potencijom brzine vjetra u većem dijelu radnog područja. Dakle, smanji li se brzina vjetra na polovinu, ali tako da to bude još uvijek iznad minimalne brzine – snaga vjetroelektrane padne na osminu. Često se upozorava da će stalno povećanje točnosti predviđanja pojave vjetra s vremenom ublažiti probleme u sustavu. To je točno, sve manje će biti potreban regulacijski angažman konvencionalnih elektrana. Ali, i uz pretpostavku potpuno točne prognoze vjetra za određeni sat u ovom ili sljedećem danu, svejedno ostaje potreba jednake rezerve u sustavu. Jer, ako se točno predvidi da će snaga svih vjetroelektrana biti u nekom trenutku 1% i tako se ostvari, trebat će imati 99% rezerve kako bi se to nadoknadilo.
Još jedan zanimljiv pogled prema Njemačkoj: koliki je udio vjetroelektrana u snazi svih elektrana na obnovljive izvore energije a koliki je njihov udio u proizvodnji električne energije iz obnovljivih izvora? Dakle (2010.) udio vjetroelektrana u ukupnoj snazi bio je 52%, a njihov udio u ukupnoj proizvodnji bio je samo 38%. Istodobno elektrane na biomasu i njemačke hidroelektrane imale su zajednički udio u snazi od 20%, a proizvele su čak 50% ukupne proizvodnje iz svih obnovljivih izvora energije.
Ovdje nedostaje još jedan bitan podatak: kontinentalna prijenosna mreža. Danas je već moguće graditi kontinentalne dalekovode s jednosmjernom strujom ( i jednom žicom) napona i do milijun volta (eh, što bi Edison, da je živ, sada likovao, iako se jednosmjeran struja dobiven pretvorbom iz izmjenične koristi samo za prijenos). Kako na kontinenu gotovo uvijek negdje ima vjetra, i same vejtorelektrane mogu pomagati jedne drugima, pa ne moraju uvijek punim kapacitetom uskakati samo klasične elektrane.