Ветровая мельница для электричества: Ветрогенераторы для загородного дома — компания Светон

Стоимость строительства ветряной электростанции

Стоимость строительства ветряных электростанций зависит от многих факторов, включая масштабы проекта, выбранные технологии, удаленность площадки и другие параметры.

Ветряная электростанция (ВЭС) — одна из основ возобновляемой энергетики.

Ее преимущество заключается в том, что он мало загрязняет окружающую среду и не требует значительных эксплуатационных расходов, в то время как недостатками остаются относительно высокая стоимость строительства и непредсказуемость генерации.

В целом, стоимость строительства ветряных электростанций на каждый установленный мегаватт уменьшается с каждым годом благодаря техническим достижениям в производстве ветрогенераторов — наиболее дорогостоящего компонента, на долю которого приходится до 70-80% общих инвестиционных расходов в рамках проекта.

Согласно европейской статистике, в 2015 году каждый МВт новой ветровой мощности на суше требовал 2 миллиона евро, а каждый МВт установленной мощности оффшорных ветроэлектростанций стоил 4,5 миллиона евро.

Уже в 2019 году эти показатели достигли 1,3 миллиона евро и 2,3 миллиона евро соответственно, с очевидной тенденцией к дальнейшему снижению.

По результатам 2019 года Испания стала лидером по строительству новых ВЭС, одобрив решения о реализации в общей сложности 28 инвестиционных проектов со средним объемом инвестиций около 1 миллиона за каждый мегаватт установленной мощности.

ESFC Investment Group, испанская компания, предлагает финансирование и строительство ветроэлектростанций по ЕРС-контрактам в любой точке мира.

Мы с партнерами присутствуем во многих странах мира, предлагая заказчикам комплексное обслуживание, финансирование и кредитование, передовые технологии и беспрецедентный уровень надежности.

Стоимость строительства ветряной электростанции

С момента своего появления сектор ветроэнергетики по всему миру демонстрирует стремительный рост.

К 2050 году установленная мощность ветряных электростанций в 20 раз превысит показатель 2010 года. Этот рост напрямую связан со снижением стоимости строительства ветряных электростанций, в том числе с укрупнением и удешевлением ветрогенераторов, а также вспомогательного электрооборудования.

В настоящее время энергия ветра является второй возобновляемой технологией производства электроэнергии, которая уступает только гидроэнергетике.

В отличие от фотовольтаики, данная технология активно развивается не только в тропических странах, но и по всем развитым странам мира, включая страны ЕС, Великобританию, Канаду и др.

Снижение стоимости мегаватта установленной мощности ВЭС сопровождается значительным увеличением размеров ветрогенераторов. Если в 1990-х годах мощность турбин редко превышала 1 МВт, сегодня мощность новых ветрогенераторов в рамках крупных энергетических проектов обычно составляет 3-5 МВт и более.

Эволюция стоимости строительства и эксплуатации ВЭС определяется рядом факторов.

Для расчета динамики затрат на производство необходимо анализировать следующие моменты:

• Увеличение масштаба строительства.

Более крупные ветряные электростанции и крупное оборудование могут привести к снижению удельных инвестиционных затрат с различным коэффициентом масштабирования для каждой технологии.

• Снижение стоимости технологий.

Поступательное снижение инвестиционных затрат вызвано различными факторами, такими как технологический прогресс и обучение персонала, стандартизация компонентов, усовершенствование конструкции, перенос производственных мощностей в развивающиеся страны.

• Снижение затрат на эксплуатацию.

Это включает опыт управления предприятиями, обучение ремонтных бригад, повышение надежности и ремонтопригодности многих компонентов ветрогенераторов с упрощением их обслуживания.

• Повышение выработки электроэнергии.

Усовершенствование оборудования и повышение времени его доступности в сети ведет к увеличению коэффициентов использования установленной мощности и произведенной энергии.

Приблизительная эволюция финансовых затрат в 2010-2018 годах представлена в таблице ниже*.

* — приблизительная стоимость крупных наземных ветроэлектростанций в миллионах евро на МВт установленной мощности.

Как видно из вышеприведенной таблицы, основной причиной снижения стоимости строительства ветроэлектростанций является удешевление генераторов.

Такие важные компоненты инвестиционных расходов, как электрическая подстанция, линии электропередач, а также инженерное проектирование и строительно-монтажные работы, за последние годы практически не подешевели.

Будущее ветроэнергетики: мультимегаваттные оффшорные проекты и их стоимость

В настоящее время эксперты отмечают две важные тенденции в секторе ветроэнергетики — увеличение размера турбин и строительство оффшорных ветряных электростанций.

Реализация мультимегаваттного ветроэнергетического проекта — это не то же самое, что установка небольшой турбины на 50 кВт для собственного потребления. Стоимость установленного мегаватта мощности в значительной мере зависит от масштабов инвестиционного проекта.

Сегодня средняя стоимость строительства ветроэлектростанции в Европе составляет порядка 1 тысячи евро на каждый кВт установленной мощности для крупных проектов.

Для мелкомасштабных систем этот показатель составляет уже 2-5 тысяч евро на 1 кВт установленной мощности, в зависимости от выбранного оборудования, удаленности стройплощадки и сложности работ.

Последние исследования предполагают, что размеры наземных ветрогенераторов будут увеличиваться. С другой стороны, оффшорные ветряные турбины имеют более высокий потенциал роста, что позволит этому источнику энергии, уже зрелому с технологической точки зрения, продолжить снижение стоимости проектов в обозримом будущем.

Почему компаниям необходимо увеличивать размеры ветряных турбин?

Энергия, производимая ветрогенераторами, прямо пропорциональна площади лопастей. Поэтому больший диаметр ротора означает большую мощность и, следовательно, меньшее число турбин для генерации определенного количества энергии с сокращением затрат на строительство, аренду земли и техническое обслуживание.

Увеличение диаметра ротора и длины лопастей повлечет за собой логистические проблемы, связанные с транспортировкой и монтажом компонентов на строительной площадке. В этом отношении оффшорные ветроэлектростанции являются более перспективными.

Вообще, на суше генераторы не так быстро растут в размерах, на море мы наблюдаем более впечатляющие мощности. Оффшорная ветроэнергетика растет быстрыми темпами благодаря приверженности этой технологии в Германии, Великобритании и Дании.

Сегодня появляются проекты с ветрогенераторами мощностью 10 МВт каждый. Это связано, по крайней мере частично, с простой и дешевой транспортировкой огромных конструкций в прибрежные районы при помощи специальных судов.

Будущее сектора связано со строительством крупных оффшорных ветроэлектростанций на морских побережьях, где ветры постоянные и, следовательно, количество произведенной электроэнергии за определенный период времени, наиболее предсказуемо.

Снижение стоимости строительства — далеко не единственная тенденция, которая наблюдается в данном секторе сегодня.

ВЭС все еще имеют ряд недостатков, которые необходимо устранить в ходе развития технологии и материалов.

Хотя ветрогенераторы не вызывают выбросов вредных веществ, ветряные электростанции оказывают определенное воздействие на окружающую среду. Наиболее очевидное воздействие — это изменение пейзажа, неизбежный аспект. Другой эффект — это смертность птиц от столкновений с лопастями. Оффшорные ветряные электростанции также отрицательно влияют на рыбные запасы.

Эксперты не сомневаются, что эти проблемы будут преодолены в скором будущем без существенного влияния на стоимость.

Благодаря прогрессу в области проектирования ветряных турбин, этот возобновляемый источник сегодня является первым из возобновляемых технологий, и вместе с фотовольтаикой он рассматривается как будущее мировой энергетики.

Структура сметной стоимости строительства ветряных электростанций

Инвестиционные расходы, связанные с проектированием, строительством, эксплуатацией, ремонтом и техническим обслуживанием ВЭС, состоят из целого ряда компонентов.

Четкое понимание каждого из них критически важно для успеха каждого проекта.

Место для строительства ветроэлектростанции является отправной точки для оценки стоимости и экономической целесообразности реализации проекта. Фундамент, тип и размеры ветротурбины и подключение к электросети — все это зависит от выбранного места.

Первоначальные инвестиционные расходы фактически представляют собой те средства, которые требуются при выполнении полного цикла строительства объекта, от чертежа до сдачи в эксплуатацию.

Структура сметной стоимости строительства ветряных электростанций:

• Стоимость ветряных турбин.

В настоящее время затраты, связанные с турбиной, составляют до 70-80% общей стоимости проекта. Это включает стоимость закупки ветрогенераторов и доставки их на стройплощадку, а также работы по сборке и монтажу. Данная стоимость может варьировать в широких пределах. Цена, указанная производителем, является субъективной, так как она может включать только поставку турбин или учитывать общий объем работ, которые необходимо выполнить для их доставки и установки.

• Электрооборудование.

Это оборудование необходимо для подключения ветротурбины к сети. Список включает трансформаторную подстанцию, линии электропередач и иные компоненты, которые также составляют важную часть инвестиционных затрат.

• Строительные работы.

Это любые работы, которые предстоит провести на участке для строительства ветропарка и для подготовки участка. Основные затраты связаны с фундаментом, на который опираются ветряные турбины, строительством дорог и траншеями, предназначенными для прокладки кабелей среднего напряжения.

• Линия среднего напряжения и коммуникации.

Сюда входит стоимость всей проводки, необходимой для подключения ветротурбин, от выхода трансформаторных ячеек до входа на электрическую подстанцию, а также оптоволоконные кабели связи.

• Прочие расходы.

В этом разделе собраны затраты на получение разрешений, инженерное проектирование, изучение объектов, управление проектом, контроль качества и экологические мероприятия.

Естественно, перечисленные расходы зависят от масштабов и особенностей конкретного ветроэнергетического проекта, места, технологий, условий и способа его реализации.

Сколько стоит производство энергии ветра?

Какой источник электрической энергии наиболее выгоден — солнечная энергия или энергия ветра?

Это краеугольный вопрос, который задают инвесторы при поиске инвестиционных возможностей и планировании новых проектов. Этот же вопрос интересует государственные органы при планировании энергетического баланса стран и регионов.

В этом плане приходится учитывать производственные расходы.

Этот пункт включает все затраты, которые придется понести после ввода ветроэлектростанции в эксплуатацию:

• Эксплуатационные расходы. Эксплуатация и техническое обслуживание, необходимые в течение всего срока работы ВЭС, аренда участка, управление проектом, страхование и налоги.

• Затраты на финансирование. Выплата средств, полученных через привлечение внешнего финансирования, которое обычно необходимо для реализации крупных проектов.

Непросто сравнивать технологи с разными инвестиционными требованиями, разными сроками полезного использования, производственными факторами и эксплуатационными расходами, которые варьируют в зависимости от типа и местоположения проекта.

Нормированная стоимость электроэнергии (LCOE) — это полезный инструмент, который позволяет последовательно сравнивать затраты на различные типы технологий (солнечная, ветровая и другие).

Концепция LCOE в упрощенном виде состоит из расчета общей средней стоимости строительства и эксплуатации электростанции, поделенной на общую электроэнергию, которая будет произведена в течение срока ее эксплуатации.

Важно: LCOE крупных оффшорных ветряных электростанций сегодня начинается от 30 евро за МВтч при благоприятных условиях, но этот показатель может достигать 50 евро за МВтч при неблагоприятных ветровых условиях. Этот показатель существенно зависит от масштаба проекта и выбранных технологий, поэтому с годами LCOE новых проектов уменьшается.

Почему инструмент LCOE важен для инвесторов:

• Возможность сравнить разные варианты, чтобы принять обоснованное решение.

• Понимание точки безубыточности, то есть минимальной цены электроэнергии, по которой можно продавать ее потребителям, не зарабатывая и не теряя деньги.

• Использование LCOE в качестве инструмента для измерения конкурентоспособности между различными источниками энергии или даже в рамках одной технологии.

• Оценка эволюцию конкурентоспособности между технологиями с течением времени.

Чтобы получить наиболее точные результаты, модель расчета LCOE должна учитывать большое количество переменных, таких как ветровой ресурс в конкретном месте.

Например, строительство ветроэлектростанций в Бразилии может быть дороже по сравнению с Китаем, но лучший ветровой ресурс в Бразилии позволяет добиться более высоких показателей.

Научные институты и международные организации используют различные модели для точного расчета нормированной стоимости электроэнергии. Эти модели содержат различные переменные, включая инвестиционные расходы для строительства ветряной электростанции и срок ее эксплуатации, а также стоимость ремонта и обслуживания за каждый год.

Анализ чувствительности этих переменных позволяет определить, какие конкретные действия можно предпринять для снижения затрат на электроэнергию в данном проекте.

Выводы могут быть разными: от смены поставщика оборудования до кардинального пересмотра места реализации проекта.

Следует отметить, что даже когда LCOE широко используется для сравнения разных технологий, методология имеет некоторые ограничения, а ее результаты сильно зависят от ряда допущений.

По этой причине существуют и другие показатели, такие как LACE.

Если вам необходимо профинансировать или спроектировать ВЭС, рассчитать стоимость строительства ветряной электростанции или провести технико-экономическое обоснование проекта, свяжитесь с нами в любое удобное время.

Расчет экономической выгоды ветрогенератора, насколько может быть выгодным ветряная электростанция || AxiomPlus

• Действительно ли ветряная электроэнергия является экологически чистой?
• Что выгоднее — производить киловатты из ветра или традиционно покупать у государства?
• Сколько можно заработать, продавая электроэнергию государству?
• Расчет прибыльности ветрогенератора
• Карта ветровых нагрузок в Украине

Вопрос сохранения экологии становится все более актуальным с каждым годом. Одним из самых важных его факторов является поиск альтернативных источников энергии, к которым относится и ветряная электроэнергия. Многие форумы, посвященные экологии, переполнены информацией о том, что ветроэлектростанции — это один из самых эффективных и экологичных источников энергии. Действительно ли ветрогенераторные установки помогают сохранить экологию и правда ли то, что они быстро окупаемые? Чтобы разобраться с этими вопросами я решил обратиться к авторитетным источникам.

Действительно ли ветряная электроэнергия является экологически чистой?

Безусловно, сами по себе ветровые электростанции не загрязняют окружающую среду, но только в тех местах, где они установлены. Срок службы промышленного ветрогенератора средней мощности — 2 МВт составляет 20 лет. Исследователи Орегонского университета, проведя оценку окупаемости ветровой установки, вычислили, что одних только смазочных материалов для обслуживания ветрогенератора за этот период необходимо от 273 до 546 тонн, в зависимости от модели. Эти данные были опубликованы в журнале «International Journal of Sustainable Manufacturing»

Согласно результатам, полученным американскими экспертами, около 78% электроэнергии, вырабатываемой средним ветрогенератором за 20-летний цикл тратится при его производстве: изготовление деталей из металла, пластмассы и других материалов, а также установке, для которой необходим цемент и металл. В цикле производственных процессов в атмосферу осуществляется большое количество выбросов CO2. Стоит учитывать и дополнительные факторы такие, как транспортная доставка и установка с помощью кранов (ветряки устанавливаются на высоте от 7-10 метров для большего воздействия ветра), что тоже предполагает дополнительные выбросы углекислого газа в атмосферу.

Как правило, в течении всего срока службы ветрогенератор как минимум 2-3 раза будет нуждаться в капитальном ремонте, стоимость которого может достигать себестоимости всей установки. Для ее обслуживания также необходимы аккумуляторы емкостью 150-200 Ач.

Большинство из них являются литий-ионными, а добывание лития — процесс предполагающий большие выбросы CO2 в атмосферу. Через каждые 4-5 лет аккумуляторы нужно будет менять, а изношенные батареи — необходимо будет утилизировать, что несет определенный вред для экологии.

Что выгоднее — производить киловатты из ветра или традиционно покупать у государства?

Для обслуживания частного дома нужен источник электроэнергии мощностью 2-3 кВт. Исходя из того, что ветроустановка в среднем будет работать на 35% рассчитанной мощности (слабый ветер или его временное отсутствие), то для бесперебойного энергообеспечения дома необходим будет ветряк мощностью 5-6 кВт. Средняя стоимость одной такой модели вместе со всей системой (аккумуляторы, инверторы и т.д.) на рынке достигает 15 тыс. долларов США, плюс за 20 лет 2-3 раза нужно будет сделать ремонт и замену батарей — это еще около 10 тыс. долларов — итого имеем 25 тыс. долларов (643 тысячи гривен).

Если покупать электроэнергию у государства при ее сегодняшней стоимости 1,68 грн за 1 кВт*час, при среднем показателе энергопотребления 1,5 кВт в час, то мы получаем:

1,5 кВт х 24 (часа) х 365 (дней) х 20 (лет) = 262 800 кВт — употребленных за 20 лет;

За 20 лет при сегодняшнем тарифе, мы потратим:

262 800 кВт х 1,68 грн = 441 504 грн = 17 182 доллара США

Выходит что, при условии сохранения сегодняшних тарифов, за 20 лет пользование ветрогенератором будет даже на 201 496 гривен более затратным, чем если просто платить за электричество государству.

Можно предположить, что со временем тариф будет увеличиваться в цене и параллельно будет расти выгода от использования ветрогенераторов, но, вряд ли, она выйдет за грань их самоокупаемости. Ветровая электроэнергия может быть выгодной только в том случае, если сильно вырастет тариф на ее потребление или ветрогенераторы резко подешевеют, сейчас же применять ветряк для обеспечения электросети частного дома — невыгодно!

Можно ли заработать, продавая электроэнергию государству по зеленому тарифу?

Давайте рассмотрим ситуацию, если вы приобретаете ветрогенератор не для себя, а для того, чтобы продавать электричество государству. Мы выяснили, что покупка и эксплуатация на протяжении 20 лет службы 5 кВт-ного ветрогенератора будет нам стоить 643 тысячи гривен.
Стоимость зеленого тарифа в Украине

*ссылка на источник: Киевэнерго

Расчет прибыльности ветрогенератора

И так, давайте посчитаем, сколько прибыли может принести небольшой бытовой электрогенератор за 20 лет службы. Если учесть, что мы ввели в эксплуатацию ветрогенератор в период до 31 декабря 2019 года и он вырабатывает 2 кВт в час, то мы заработаем:

3,2702 грн х 2 (кВт) х 24 (часа) х 365 (суток) х 20 (лет) = 1 145 878 грн

Если от этой суммы отнять стоимость ветрогенератора, дополнительного оборудования и его обслуживания, то мы получим:

1 145 878 грн — 643 000 грн = 502 878 грн

А если еще отнять стоимость электроэнергии, которую мы при этом 20 лет покупали у государства, то получим:

502 878 грн — 441 504 грн =61 374 грн

(в таком плюсе мы будем через 20 лет)

Украина — безветренный регион, если сравнивать со странами Западной Европы и Средиземноморья. Взглянув на карту ветровых нагрузок, станет ясно, что более или менее стабильно ветры дуют только на Западе Украины (Прикарпатский регион) и берегу Азовского моря. Размещение ветроэлектростанции где-нибудь в Киеве вряд ли бы имело прибыль.

Карта ветровых нагрузок на территории Украины

Стоит еще учесть тот факт, что согласно действующему законодательству, для того, чтобы продавать электричество необходимо оформить ФОП и получить государственную лицензию. Таким образом, можно сделать вывод, что заработать на ветрогенераторах, продавая электроэнергию по зеленому тарифу государству, довольно сложно. А для того, чтобы «выйти в ноль» вообще может потребоваться до 20 лет — не самый прибыльный вид заработка.

К тому же, ветрогенераторы издают много шума – в пределах 34 – 45 дБ, что может сравняться с шумом проезжающего по шоссе автомобиля или звуком отбойного молотка, работающего на расстоянии 10 метров.

Зачем тогда нужны ветрогенераторы?

Ветрогенераторы могут быть хорошим решением в том случае, если они используются в качестве резервного источника электроэнергии или если это единственный возможный источник питания электросети. Они могут устанавливаться в некоторых небольших предприятиях или частных домах для того, чтобы на случай отключения электричества (обрыв линий ЛЭП, отключение электричества при аварии в ближайших зданиях, плановые отключения и т.д.) можно было задействовать энергию ветра для поддержания освещения в помещении и подзарядки гаджетов.

В ином случае ветровыми генераторами могут пользоваться метеорологические станции, обсерватории, небольшие санатории, которые находятся слишком далеко от населенных пунктов и не имеют возможности подключиться к централизованным ЛЭП.
В качестве альтернативного источника электроэнергии для домашних нужд лучше купить генератор.

Автор: Владислав Сиромаха

Факты и статистика ветроэнергетики

Факты

Факты

Сегодня почти 70 000 ветряных турбин по всей стране производят чистую и надежную электроэнергию. Мощность ветроэнергетики составляет почти 140 ГВт, что делает ее четвертым по величине источником электроэнергии в стране. Этой энергии ветра достаточно, чтобы обслуживать эквивалент 43 миллионов американских домов.

Отчеты

Это первое в своем роде исследование подробно описывает потенциал экологически чистой энергии для обеспечения экономического роста и достижения большей части производства электроэнергии из возобновляемых источников в течение следующего десятилетия.

Скачать

Экономический вклад

За последнее десятилетие в ветер было инвестировано 151 миллиард долларов. Только в 2021 году отрасль инвестировала в новые проекты 20 миллиардов долларов.

Экологические преимущества

Ветер помогает избежать 330 миллионов метрических тонн выбросов CO2 в год, что эквивалентно выбросам 72 миллионов автомобилей.

Основной сектор занятости

В отрасли занято более 120 000 американцев во всех 50 штатах, в том числе около 24 000 рабочих мест в области ветроэнергетики на более чем 500 предприятиях.

Быстрорастущие рабочие места

Техник по ветряным турбинам — вторая по темпам роста профессия в стране, увеличившаяся на 44% за следующее десятилетие.

Работа для ветеранов США

В ветроэнергетике США нанимают американских ветеранов на 50% больше, чем в среднем по стране.

Стабильные налоговые поступления

Ветроэнергетические проекты ежегодно приносят около 1,9 миллиарда долларов государственных и местных налоговых платежей и платежей за аренду земли.

Как работает энергия ветра

Ветер дует

Энергия ветра (или энергия ветра) относится к процессу создания электричества с использованием ветра или воздушных потоков, которые естественным образом возникают в земной атмосфере. Современные ветряные турбины используют кинетическую энергию ветра для выработки электроэнергии. Первый шаг — ветер, дующий на лопасти турбины.

Как работает энергия ветра

Гигантские лопасти вращаются

Лопастной ротор вращает главный вал, соединенный с коробкой передач, которая преобразует низкоскоростную мощность лопастного ротора с высоким крутящим моментом в высокоскоростную мощность с низким крутящим моментом, которая передается генератор. Некоторые турбины с прямым приводом пропускают ступень редуктора и напрямую возбуждают компоненты генератора электроэнергии.

Как работает энергия ветра

Вращающиеся лопасти передают энергию

В ветряных турбинах используются различные конструкции трансмиссии для извлечения энергии. Некоторые из них имеют прямой привод, в котором отсутствует коробка передач, а некоторые имеют среднескоростной редуктор, который, по сути, представляет собой смесь редуктора и прямого привода. Во всех вариантах конструкции генераторы создают электроэнергию за счет мощности вращения лопастного ротора.

Как работает энергия ветра

Кондиционирование, сбор и экспорт

Ветряные турбины производят энергию постоянного тока, которая преобразуется в электроэнергию переменного тока с помощью преобразователей мощности и передается по кабелям, проложенным по всей территории ветряной электростанции. Затем электроэнергия высокого напряжения доставляется в энергосистему коммунального предприятия, которая передает ее в дома, на предприятия и другим конечным пользователям.

Сколько ветра нужно для работы ветряка?

Типичная современная турбина начинает вырабатывать электричество, когда скорость ветра достигает шести-девяти миль в час (миль в час), что называется скоростью включения. Турбины отключаются, если ветер дует слишком сильно (примерно 55 миль в час), чтобы предотвратить повреждение оборудования. В течение года современные турбины могут вырабатывать полезное количество электроэнергии свыше 90% времени. Например, если ветер на турбине достигает скорости включения от шести до девяти миль в час, турбина начнет вырабатывать электроэнергию. По мере увеличения скорости ветра увеличивается и производство электроэнергии.

Надежна ли энергия ветра?

Энергия ветра лишь незначительно увеличивает общую изменчивость энергосистемы, поскольку большинство изменений в выработке энергии ветра компенсируются противоположными изменениями спроса на электроэнергию или других источников снабжения. Крупная электростанция может внезапно отключиться в любое время, что вынуждает операторов держать наготове большое количество быстродействующих и дорогостоящих резервов 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Изменения ветра, как правило, постепенны и предсказуемы, что делает их гораздо менее затратными для использования менее дорогих, более медленно действующих резервов. Когда ветряные турбины рассредоточены по большой территории, их мощность становится гораздо более постоянной, и их становится еще легче разместить. Кроме того, современные ветряные электростанции могут обеспечивать такие же услуги по обеспечению надежности сети, как и обычные электростанции, а во многих случаях даже лучше, чем обычные электростанции, благодаря использованию своих сложных средств управления и силовой электроники.

Что означает термин «коэффициент мощности»?

Он измеряет количество электроэнергии, производимой ветряной турбиной за определенный период времени (обычно год) по отношению к ее максимальному потенциалу. Например, предположим, что максимальная теоретическая мощность ветровой турбины мощностью 2 мегаватта в год составляет 17 520 мегаватт-часов (дважды 8760 часов, количество часов в году). Тем не менее, турбина может производить только 7 884 мегаватт-часа в течение года, потому что ветер не всегда дул достаточно сильно, чтобы вырабатывать максимальное количество электроэнергии, которое турбина могла производить. В этом случае коэффициент мощности турбины составляет 45% (7 884, деленное на 17 520). Это не означает, что турбина вырабатывала электричество только 45% времени. Современные ветряные электростанции часто имеют коэффициент мощности более 40%, что близко к некоторым типам угольных или газовых электростанций.

Как энергия ветра попадает к вам?

Турбины на ветряной электростанции соединены таким образом, чтобы вырабатываемая ими электроэнергия могла передаваться от ветряной электростанции в энергосистему. Как только энергия ветра будет включена в основную энергосистему, электроэнергетические компании или энергетические операторы будут направлять электроэнергию туда, где она нужна людям. Меньшие линии электропередач, называемые распределительными, собирают электроэнергию, вырабатываемую ветровой электростанцией, и транспортируют ее к более крупным «сетевым» линиям электропередач, по которым электроэнергия может передаваться на большие расстояния в места, где она необходима. Наконец, небольшие распределительные линии доставляют электроэнергию прямо в ваш город, дом или офис.

Какие существуют типы ветряных турбин?

Ветряные турбины бывают разных размеров и конфигураций и производятся рядом как отечественных, так и международных компаний. Вообще говоря, существует три основных типа ветряных турбин: коммунальные, морские ветряные и распределенные или «малые» ветряные. Подавляющее большинство установленных турбин и энергии, вырабатываемой ветряными турбинами, поступает от ветряных турбин коммунального масштаба, а меньшая, но быстрорастущая доля — от морских ветряных турбин. Мощность ветряных турбин коммунального масштаба варьируется от 100 киловатт до нескольких мегаватт. Электроэнергия доставляется в энергосистему и распределяется конечному потребителю электроэнергетическими компаниями или операторами энергосистемы. Оффшорные ветряные турбины также представляют собой ветряные турбины коммунального масштаба, которые устанавливаются в больших водоемах, обычно на континентальном шельфе. Морские ветряные турбины крупнее наземных и могут генерировать больше энергии. Распределенный или «малый» ветер — это одиночные небольшие ветряные турбины мощностью менее 100 киловатт, которые используются для прямого питания дома, фермы или малого бизнеса и не подключены к сети.

Энергия ветра дорогая? Стоимость

Wind снизилась на 47% за последнее десятилетие благодаря усовершенствованным технологиям и производству в США, что делает его конкурентоспособным с другими источниками энергии и самым дешевым новым источником электроэнергии во многих частях страны.

Влияет ли энергия ветра на птиц и других диких животных?

Ветер — это серьезное решение проблемы изменения климата, представляющее наибольшую угрозу для многих видов и мест их обитания. Энергия ветра гораздо менее вредна для дикой природы, чем традиционные источники энергии, которые она вытесняет, в том числе для птиц и их жизненно важных мест обитания. В целом ветер вызывает менее 0,01% всех смертей птиц, связанных с человеком. Другие причины включают здания (550 миллионов), линии электропередач (130 миллионов), автомобили (80 миллионов), отравление пестицидами (67 миллионов), а также радиовышки и вышки сотовой связи (6,8 миллиона).

Есть ли проблемы со здоровьем и безопасностью при использовании энергии ветра?

Опасения по поводу энергии ветра иногда связаны с мерцанием теней или шумом. Однако наука ясно и однозначно говорит о том, что ветровые проекты не вызывают негативных последствий для здоровья. Десятки независимых рецензируемых исследований, проведенных по всему миру, в том числе в США, неизменно не находили доказательств того, что ветряные электростанции вызывают какие-либо негативные последствия для физического здоровья. Мерцание теней предсказуемо, безвредно и быстро проходит. Он основан на угле наклона солнца, местоположении турбины и расстоянии до наблюдателя; этого можно избежать несколькими способами. Что касается шума, как правило, два человека могут вести разговор с нормальным уровнем голоса, даже стоя прямо под турбиной. Миллионы людей во всем мире без проблем живут и работают рядом с ветряными электростанциями, и Национальная лаборатория Лоуренса в Беркли обнаружила 92% людей, живущих в пределах пяти миль от ветряной турбины, сообщают о положительном или нейтральном опыте.

Требуется ли больше энергии для изготовления ветряной турбины, чем она производит?

Нет. Это распространенный миф, что для производства и постройки ветряной турбины требуется больше энергии, чем турбина производит. На самом деле типичная ветряная турбина окупает свой углеродный след менее чем за шесть месяцев и будет производить электроэнергию без выбросов в течение оставшейся части своего 20-30-летнего срока службы.

Станьте членом

Займите место за столом, пока мы обсуждаем наиболее важные политические решения, стоящие перед нашей отраслью, обмениваемся информацией и передовым опытом с другими лидерами, получаем эксклюзивные брифинги по вопросам политики и приглашения на отраслевые мероприятия, а также получаем доступ к закрытым отраслевым данные и инструменты, которые могут помочь развитию вашего бизнеса.

Ознакомьтесь с вариантами членства

Будьте в курсе

Примите меры

Подпишитесь на American Clean Power и получайте последние новости о возобновляемых источниках энергии, обновления политики и возможности принять участие.

Пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, чтобы заполнить эту форму.

Электронная почта *

Имя

Энергия ветра — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рис. 1. Ветряная электростанция в Техасе. ^[1]

Энергия ветра — производство электроэнергии с помощью ветра. Энергия ветра собирает первичный поток энергии атмосферы, генерируемый неравномерным нагревом поверхности Земли Солнцем. Таким образом, энергия ветра является косвенным способом использования солнечной энергии. Энергия ветра преобразуется в электрическую энергию ветряными турбинами. ^[2]

Ветровой ресурс

Несколько различных факторов влияют на потенциальный ветровой ресурс в районе. Три основных фактора, влияющих на выходную мощность: скорость ветра , плотность воздуха и радиус лопасти . ^[3] Ветряные турбины должны постоянно находиться в районах с сильным ветром, что более важно, чем случайные сильные ветры.

Скорость ветра

Рис. 2. Произвольная кривая мощности ветряной турбины мощностью 1 МВт в сравнении со скоростью ветра. Обратите внимание на скорость отключения. ^[4]

Скорость ветра во многом определяет количество электроэнергии, вырабатываемой турбиной. Более высокие скорости ветра генерируют больше энергии, потому что более сильный ветер позволяет лопастям вращаться быстрее. ^[3] Более быстрое вращение означает большую механическую и электрическую мощность генератора. Зависимость между скоростью ветра и мощностью типичного ветряного двигателя показана на рисунке 2.

Турбины предназначены для работы в определенном диапазоне скоростей ветра. Пределы диапазона известны как скорость включения и скорость отключения. ^[5]
Скорость включения — это точка, при которой ветряная турбина способна генерировать энергию. Между скоростью включения и номинальной скоростью, при которой достигается максимальная мощность, выходная мощность будет кубически увеличиваться со скоростью ветра. Например, если скорость ветра удвоится, выходная мощность увеличится в 8 раз. Это кубическое соотношение делает скорость ветра таким важным фактором для ветроэнергетики. Эта кубическая зависимость срезается при номинальной скорости ветра. Это приводит к относительно плоской части кривой на рис. 2, поэтому кубическая зависимость имеет место при скоростях ниже 15 м/с (54 км/ч).

Скорость отключения — это точка, при которой турбина должна быть отключена во избежание повреждения оборудования. Скорости включения и выключения связаны с конструкцией и размером турбины и определяются до строительства. ^[6]

Плотность воздуха

Выходная мощность зависит от местной плотности воздуха, которая зависит от высоты над уровнем моря, давления и температуры. Плотный воздух оказывает большее давление на роторы, что приводит к более высокой выходной мощности. ^[7]

Конструкция турбины

Ветряные турбины спроектированы таким образом, чтобы максимизировать радиус лопастей ротора для максимизации выходной мощности. Большие лопасти позволяют турбине захватывать больше кинетической энергии ветра, пропуская больше воздуха через роторы. ^[8] Однако для работы более крупных лопастей требуется больше места и более высокая скорость ветра. Как правило, турбины располагаются в четыре раза больше диаметра ротора. ^[6] Это расстояние необходимо, чтобы избежать помех между турбинами, которые снижают выходную мощность. ^[5] Относительное расстояние между ветряными турбинами показано на рисунке 1.

Interactive Graph

Энергия ветра растет довольно быстро во многих регионах; изучите приведенные ниже данные, чтобы увидеть, как увеличивается мощность ветра в разных странах. ^[9]

Для дальнейшего чтения

• Солнечная энергия
• Атомная энергетика
• Поток первичной энергии
• Ветряная турбина
• Первичная энергия
• Или просмотрите случайную страницу

Ссылки

2. ↑ Развитие ветроэнергетики. (18 августа 2015 г.). Основы ветроэнергетики [онлайн], доступно: http://windeis.anl.gov/guide/basics/
3. ↑ ^{3.0 3.1} Европейская ассоциация ветроэнергетики. (2013, 4 ноября). Как работает ветряная турбина [Онлайн]. Доступно: http://www.ewea.org/wind-energy-basics/how-a-wind-turbine-works/
4. ↑ Адаптировано из: Р. Вольфсон, Энергия, окружающая среда и климат, , 2-е изд. Нью-Йорк: Norton, 2012 г. и WindPowerProgram, [онлайн], доступно: http://www.wind-power-program.com/popups/powercurve.htm
5. ↑ ^{5.0 5.1} Д. Вуд, частное сообщение, октябрь 2013 г.
6. ↑ ^{6.0 6.1} Группа энергетических исследований (без даты). (2013, 4 ноября). Отдел энергетических исследований Метеорологические данные [Онлайн]. Доступно: http://www.elm.eru.rl.ac.uk/ins4.html
7. ↑ WindTurbines.net (2013, 4 ноября). Факторы, влияющие на эффективность ветряных турбин [онлайн].