Globalny zestaw danych dotyczący naziemnych turbin wiatrowych z miejscowo-specyficznymi historycznymi (1989–2018) i przyszłymi (2030–2059) zasobami wiatru dla 89 krajów

Dlaczego to ma znaczenie dla naszej energetycznej przyszłości

Turbiny wiatrowe stały się powszechnym widokiem, ale za każdym obracającym się łopatą kryje się proste pytanie: ile energii może ta maszyna rzeczywiście wytwarzać dziś, a ile w cieplejszym świecie jutro? Do tej pory nie istniała jednolita, spójna globalna mapa łącząca każdą naziemną turbinę wiatrową zarówno z lokalnym krajobrazem, jak i zmieniającymi się warunkami wiatrowymi. W artykule przedstawiono GOWIRES — nowy światowy zestaw danych, który robi dokładnie to, oferując szczegółowy przegląd ponad 400 000 turbin lądowych oraz wiatrów, które je napędzają, w przeszłości i w przyszłości.

Globalny obraz rzeczywistych farm wiatrowych

Autorzy zgromadzili informacje o 416 417 turbinach o osi poziomej rozmieszczonych w 89 krajach. Dla każdej turbiny GOWIRES zapisuje jej dokładną pozycję, kraj, do którego należy, oraz źródło danych współrzędnych. Duża część danych lokalizacyjnych pochodzi z OpenStreetMap i została następnie sprawdzona w porównaniu z oficjalnymi rejestrami krajowymi, tam gdzie one istnieją. To po raz pierwszy tworzy ujednolicony obraz światowego parku turbin lądowych zamiast zbioru krajowych, niespójnych wycinków.

Otoczenie turbiny ma znaczenie

Turbiny wiatrowe nie stoją w próżni: wzgórza, lasy i miasta kształtują wiatr docierający do łopat. GOWIRES dodaje więc podstawowy kontekst środowiskowy dla każdego miejsca, w tym wysokość nad poziomem morza, nachylenie terenu oraz informację, czy turbina stoi na obszarze zalesionym czy miejskim. Zbiera też kluczowe cechy techniczne, takie jak znamionowa moc elektryczna, średnica wirnika, wysokość piasty i producent, gdy te dane są dostępne. Te szczegóły pozwalają użytkownikom badać, jak wybory konstrukcyjne i lokalny teren różnią się między regionami i jak wpływają na potencjalną produkcję energii.

Od przeszłych wiatrów do przyszłych możliwości

Główny wkład GOWIRES polega na powiązaniu każdej turbiny z opisem lokalnych warunków wiatrowych, zarówno historycznych, jak i w scenariuszach klimatycznych przyszłości. Dla okresu przeszłego 1989–2018 zestaw danych opiera się na wysokorozdzielczym globalnym modelu wiatru, który łączy reanalizy pogodowe, pomiary naziemne i cechy powierzchni lądu. Model ten dostarcza typowych prędkości wiatru na wysokości turbiny oraz związaną z nimi gęstość mocy wiatru, wraz z parametrami opisującymi częstość występowania różnych prędkości wiatru. Na ich podstawie można odtworzyć realistyczne rozkłady prędkości wiatru na wysokości 100 metrów nad gruntem i oszacować typowe uzyski energetyczne.

Jak modele klimatyczne sprowadza się do skali turbiny

Patrząc w przyszłość na lata 2030–2059, autorzy wykorzystują 13 globalnych modeli klimatycznych w ramach dwóch powszechnie stosowanych ścieżek rozwoju, aby prognozować, jak wiatry mogą się zmieniać przy każdej turbinie. Ponieważ modele klimatyczne działają na grubych siatkach, stosują technikę statystyczną zwaną mapowaniem kwantylowym, aby „dowskalować” duże zmiany w statystykach wiatru do drobnej skali pojedynczych turbin, zachowując jednocześnie lokalne wzorce widoczne w historycznym modelu wiatru. Dla każdej turbiny i każdej kombinacji model–scenariusz GOWIRES przechowuje parametry opisujące przyszłe rozkłady prędkości wiatru, wraz ze znacznikiem wskazującym rzadkie, ekstremalne przesunięcia, które mogą wynikać z artefaktów modelu, a nie z solidnych sygnałów klimatycznych.

Weryfikacja danych i rozsądne ich użycie

Zespół starannie sprawdził zarówno lokalizacje turbin, jak i oszacowania zasobów wiatrowych. Porównali lokalizacje z OpenStreetMap z oficjalnymi rejestrami w pięciu krajach, które łącznie mają ponad jedną czwartą światowej mocy wiatrowej na lądzie, stwierdzając, że prawie dziewięć na dziesięć turbin zgadza się między tymi dwoma źródłami w granicy 100 metrów. Dla pól wiatrowych sami zweryfikowali model wiatrowy w oparciu o niemal 600 stacji meteorologicznych na całym świecie oraz szczegółowe pomiary z 79 turbin w Niemczech. Model dobrze odwzorowuje typowe prędkości wiatru, z większymi różnicami głównie przy bardzo niskich i bardzo wysokich wiatrach, gdzie efekty turbulencji wewnątrz farm wpływają na pomiary. Autorzy podkreślają, że zestaw danych opisuje nieskazone warunki wiatrowe i zalecają użytkownikom stosowanie własnych korekt strat związanych z wpływem sąsiednich turbin oraz procedur filtracji danych do dokładnych analiz inżynieryjnych.

Co to nowe źródło oznacza dla społeczeństwa

Dla niespecjalisty GOWIRES można uznać za żywy atlas światowych maszyn wiatrowych i wiatrów, które je napędzają. Może wspierać badania nad tym, ile energii mogą produkować farmy wiatrowe w nadchodzących dekadach, pomagać planistom w decyzjach o modernizacji starzejących się turbin oraz wskazywać potrzeby rozbudowy sieci i infrastruktury. Decydenci mogą sprawdzać, czy krajowe plany rozwoju są zgodne z celami klimatycznymi, a analitycy danych mogą wykorzystać zestaw do trenowania modeli wyszukujących obiecujące nowe lokalizacje. Choć dla części turbin brakuje niektórych szczegółów technicznych i wszystkie prognozy obarczone są niepewnością, coroczne aktualizacje i przejrzyste kontrole jakości czynią z GOWIRES potężne, otwarte narzędzie dla każdego zainteresowanego rolą energetyki wiatrowej w zmieniającym się klimacie.

Cytowanie: Jung, C., Schindler, D. A global dataset of onshore wind turbines with site-specific historical (1989–2018) and future (2030–2059) wind resources across 89 countries. Sci Data 13, 631 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-07290-4

Słowa kluczowe: energia wiatru na lądzie, dane o zasobach wiatru, wpływ zmian klimatu, planowanie odnawialnej energetyki, globalne turbiny wiatrowe