Што такое энергія ветру?
Людзі выкарыстоўваюць энергію ветру ўжо тысячы гадоў. Вецер перамяшчае лодкі па рацэ Ніл, перапампоўвае ваду і малоць збожжа, падтрымлівае вытворчасць прадуктаў харчавання і многае іншае. Сёння кінетычная энергія і сіла прыродных паветраных патокаў, якія называюцца ветрам, выкарыстоўваюцца ў велізарных маштабах для вытворчасці электрычнасці. Адна сучасная афшорная ветравая турбіна можа выпрацоўваць больш за 8 мегават (МВт) энергіі, чаго дастаткова для забеспячэння чыстай энергіяй амаль шасці дамоў на працягу года. Наземныя ветраныя электрастанцыі выпрацоўваюць сотні мегават, што робіць энергію ветру адной з самых эканамічна эфектыўных, чыстых і лёгкадаступных крыніц энергіі на планеце.
Ветраэнергетыка — самая танная буйная крыніца аднаўляльнай энергіі і найбуйнейшая крыніца аднаўляльнай энергіі ў ЗША на сённяшні дзень. У ЗША ёсць амаль 60 000 ветраных турбін агульнай магутнасцю 105 583 мегаваты (МВт). Гэтага дастаткова, каб забяспечыць энергіяй больш за 32 мільёны дамоў!
Акрамя жыццёва важнай ролі ў энергазабеспячэнні, ветраэнергетычныя рашэнні таксама дапамагаюць камерцыйным кампаніям выконваць мэты і патрабаванні па аднаўляльных крыніцах энергіі.
Перавагі ветраэнергетыкі:
- Ветраныя турбіны звычайна акупляюць выкіды вугляроду, звязаныя з іх разгортваннем, менш чым за год, перш чым забяспечыць да 30 гадоў практычна безвугляроднай вытворчасці электраэнергіі.
- Энергія ветру дапамагае скараціць выкіды вуглякіслага газу — у 2018 годзе яна дазволіла пазбегнуць выкідаў CO2 на 201 мільён метрычных тон.
- Ветраэнергетыка забяспечвае падатковыя паступленні для супольнасцей, якія рэалізуюць праекты. Напрыклад, падатковыя плацяжы штатаў і мясцовых органаў улады ад ветраэнергетыкі ў Тэхасе склалі 237 мільёнаў долараў.
- Ветраэнергетыка спрыяе стварэнню працоўных месцаў, асабліва падчас будаўніцтва. У 2018 годзе ў гэтай галіне было створана 114 000 працоўных месцаў па ўсіх ЗША.
- Ветраэнергетыка забяспечвае стабільную дадатковую крыніцу даходу: ветраныя праекты штогод прыносяць больш за 1 мільярд долараў дзяржаўным і мясцовым органам улады, а таксама прыватным землеўладальнікам.
Як выглядае праект ветраэнергетыкі?
Ветраэнергетычны праект або ветраная ферма азначае вялікую колькасць ветраных турбін, якія пабудаваны блізка адна да адной і функцыянуюць гэтак жа, як электрастанцыя, адпраўляючы электрычнасць у сетку.
Праект Frontier Wind power I у акрузе Кей, штат Аклахома, працуе з 2016 года і пашыраецца за кошт праекта Frontier Wind power II. Пасля завяршэння будаўніцтва Frontier I і II будуць генераваць у агульнай складанасці 550 мегават ветравой энергіі — гэтага дастаткова для забеспячэння энергіяй 193 000 дамоў.
Як працуюць ветраныя турбіны?
Энергія выпрацоўваецца з дапамогай кручэння ветраных турбін, якія выкарыстоўваюць кінетычную энергію паветра, што рухаецца, і пераўтвараецца ў электрычнасць. Асноўная ідэя заключаецца ў тым, што ветраныя турбіны выкарыстоўваюць лопасці для збору патэнцыяльнай і кінетычнай энергіі ветру. Вецер круціць лопасці, якія круцяць ротар, падлучаны да генератара для стварэння электрычнай энергіі.
Большасць ветраных турбін маюць чатыры асноўныя часткі:
- Лопасці прымацаваны да ступіцы, якая круціцца разам з лопасцямі. Лопасці і ступіца разам утвараюць ротар.
- У гондоле размешчаны каробка перадач, генератар і электрычныя кампаненты.
- Вежа ўтрымлівае лопасці ротара і генерацыйнае абсталяванне высока над зямлёй.
- Фундамент утрымлівае турбіну на месцы на зямлі.
Тыпы ветраных турбін:
Вялікія і малыя турбіны падзяляюцца на дзве асноўныя катэгорыі ў залежнасці ад арыентацыі ротара: турбіны з гарызантальнай воссю і турбіны з вертыкальнай воссю.
Гарызантальныя восевыя турбіны, безумоўна, з'яўляюцца найбольш распаўсюджаным тыпам ветраных турбін сёння. Гэты тып турбіны прыходзіць на розум, калі ўяўляюць сабе ветраэнергетыку, з лопсцямі, якія вельмі падобныя на прапелер самалёта. Большасць з гэтых турбін маюць тры лопасці, і чым вышэйшая турбіна і чым даўжэйшая лопасць, тым больш электраэнергіі выпрацоўваецца.
Вертыкальныя турбіны значна больш падобныя на міксер для ўзбівання яек, чым на самалётны прапелер. Лопасці гэтых турбін прымацаваны як уверсе, так і ўнізе вертыкальнага ротара. Паколькі турбіны з вертыкальнай воссю працуюць не так добра, як іх гарызантальныя аналагі, яны сёння сустракаюцца значна радзей.
Колькі электрычнасці выпрацоўвае турбіна?
Гэта залежыць ад аб'ёму вытворчасці электраэнергіі. Памер турбіны і хуткасць ветру, які праходзіць праз лопасці ротара, вызначаюць аб'ём вытворчасці электраэнергіі.
За апошняе дзесяцігоддзе ветраныя турбіны сталі вышэйшымі, што дазволіла выкарыстоўваць больш доўгія лопасці і лепш выкарыстоўваць рэсурсы ветру, даступныя на большай вышыні.
Каб разабрацца ў сітуацыі: ветравая турбіна магутнасцю каля 1 мегавата можа выпрацоўваць дастаткова чыстай энергіі для забеспячэння прыкладна 300 дамоў штогод. Ветравыя турбіны, якія выкарыстоўваюцца на наземных ветраных электрастанцыях, звычайна выпрацоўваюць ад 1 да амаль 5 мегават. Хуткасць ветру звычайна павінна складаць прыблізна 9 міль у гадзіну або больш, каб большасць ветравых турбін вялікага памеру пачалі выпрацоўваць электраэнергію.
Кожны тып ветравой турбіны здольны выпрацоўваць максімальную магутнасць электраэнергіі ў дыяпазоне хуткасці ветру, часта ад 30 да 55 міль у гадзіну. Аднак, калі вецер дзьме слабей, вытворчасць звычайна зніжаецца ў геаметрычнай прагрэсіі, а не спыняецца цалкам. Напрыклад, колькасць выпрацоўваемай энергіі памяншаецца ў восем разоў, калі хуткасць ветру падае ўдвая.
Ці варта разглядаць рашэнні для ветраэнергетыкі?
Вытворчасць энергіі ветрам застаецца адной з крыніц з найменшым вугляродным следам сярод усіх крыніц энергіі. Яна адыгрывае важную ролю ў будучыні энергазабеспячэння нашай краіны, падтрымліваючы энергетычны пераход свету і расце попыт на ўстойлівыя энергетычныя рэсурсы.
Вецер — гэта таксама адзін з найлепшых спосабаў для карпарацый, універсітэтаў, гарадоў, камунальных службаў і іншых арганізацый хутка перайсці на энергію без выкідаў у вялікіх маштабах. Адно віртуальнае пагадненне аб куплі-продажы электраэнергіі (VPPA) можа забяспечыць дзясяткі-сотні мегават нулявой электраэнергіі на працягу 10-25 гадоў. Большасць пагадненняў таксама маюць адзнаку ў полі дадатковасці, гэта значыць новыя крыніцы чыстай энергіі, якія выцясняюць патэнцыйна старыя крыніцы энергіі з больш высокімі выкідамі.
Якое лепшае месца для праекта ветраэнергетыкі?
Існуе шэсць асноўных меркаванняў адносна праектаў ветраэнергетыкі:
- Наяўнасць ветру і пажаданыя месцы
- Уплыў на навакольнае асяроддзе
- Уклад супольнасці і мясцовая патрэба ў вытворчасці аднаўляльных крыніц энергіі
- Спрыяльная палітыка на ўзроўні штата і федэральнага ўрада
- Наяўнасць зямлі
- Магчымасць падключэння да электрасеткі
Гэтак жа, як і ў выпадку з камерцыйнымі сонечнымі фотаэлектрычнымі праектамі, перад пачаткам усталёўкі ветраэнергетыкі неабходна атрымаць дазволы. Гэты важны крок дапаможа вызначыць, ці з'яўляецца праект фінансава жыццяздольным і ці мае ён спрыяльны профіль рызыкі. У рэшце рэшт, мэта складаецца ў тым, каб камерцыйныя ветраэнергетычныя праекты пастаўлялі электроны ў сетку на працягу дзесяцігоддзяў. Забеспячэнне фінансавай стабільнасці забудоўшчыка І праекта забяспечыць поспех на працягу цэлага пакалення або больш.
Час публікацыі: 16 чэрвеня 2021 г.