Ветрогенератор — новое решение для получения бесплатной энергии

Что такое энергия ветра?

Люди использовали силу ветра на протяжении тысяч лет. Ветер перемещал лодки по реке Нил, перекачивал воду и молол зерно, поддерживал производство продуктов питания и многое другое. Сегодня кинетическая энергия и энергия естественных воздушных потоков, называемых ветром, используются в огромных масштабах для производства электроэнергии. Одна современная морская ветровая турбина может генерировать более 8 мегаватт (МВт) энергии, что достаточно для чистого питания почти шести домов в течение года. Береговые ветряные электростанции генерируют сотни мегаватт, что делает энергию ветра одним из самых экономически эффективных, чистых и легкодоступных источников энергии на планете.

Ветроэнергетика — это самый дешевый крупномасштабный возобновляемый источник энергии и крупнейший источник возобновляемой энергии в США на сегодняшний день. Существует около 60 000 ветряных турбин общей мощностью 105 583 мегаватт (МВт). Этого достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией более 32 миллионов домов!

Помимо того, что решения в области ветроэнергетики играют важную роль в нашем энергоснабжении, они также помогают коммерческим компаниям достигать целей в области возобновляемых источников энергии и выполнять требования по обеспечению надежной и чистой энергией.

Преимущества ветроэнергетики:

1. Ветровые турбины обычно окупают выбросы углерода, связанные с их установкой, менее чем за год, а затем обеспечивают до 30 лет практически безуглеродной генерации электроэнергии.
2. Ветроэнергетика помогает сократить выбросы углекислого газа: в 2018 году удалось избежать 201 миллиона метрических тонн выбросов CO2.
3. Ветроэнергетика обеспечивает налоговые поступления в сообщества, которые размещают проекты. Например, государственные и местные налоговые платежи от ветровых проектов в Техасе составили $237 млн.
4. Ветроэнергетика поддерживает создание рабочих мест, особенно во время строительства. В 2018 году отрасль поддерживала 114 000 рабочих мест по всей территории США.
5. Ветроэнергетика обеспечивает стабильный дополнительный источник дохода: проекты в области ветроэнергетики приносят более 1 миллиарда долларов в год государственным и местным органам власти, а также частным землевладельцам.

Как выглядит проект ветроэнергетики?

Ветроэнергетический проект или ветровая электростанция представляет собой большое количество ветряных турбин, которые построены близко друг к другу и функционируют как электростанция, отправляя электроэнергию в сеть.

Проект Frontier Wind power I в округе Кей, штат Оклахома, действует с 2016 года и расширяется с проектом Frontier Wind power II. После завершения Frontier I и II будут генерировать в общей сложности 550 мегаватт ветровой энергии — достаточно для питания 193 000 домов.

Как работают ветряные турбины?

Энергия вырабатывается посредством вращающихся ветровых турбин, которые используют кинетическую энергию движущегося воздуха, преобразуемую в электричество. Основная идея заключается в том, что ветровые турбины используют лопасти для сбора потенциальной и кинетической энергии ветра. Ветер вращает лопасти, которые вращают ротор, подключенный к генератору для создания электроэнергии.

Большинство ветряных турбин состоят из четырех основных частей:

• Лопасти прикреплены к ступице, которая вращается вместе с лопастями. Лопасти и ступица вместе образуют ротор.
• В гондоле размещены коробка передач, генератор и электрические компоненты.
• Башня удерживает лопасти ротора и генерирующее оборудование высоко над землей.
• Фундамент удерживает турбину на месте на земле.

Типы ветряных турбин:

Большие и малые турбины делятся на две основные категории в зависимости от ориентации ротора: турбины с горизонтальной осью вращения и турбины с вертикальной осью вращения.

Горизонтально-осевые турбины на сегодняшний день являются наиболее часто используемым типом ветровых турбин. Этот тип турбин приходит на ум, когда представляешь себе ветровую энергию, с лопастями, которые очень похожи на пропеллер самолета. Большинство этих турбин имеют три лопасти, и чем выше турбина и длиннее лопасть, тем больше электроэнергии обычно вырабатывается.

Вертикально-осевые турбины больше похожи на венчик для взбивания яиц, чем на пропеллер самолета. Лопасти этих турбин прикреплены как сверху, так и снизу вертикального ротора. Поскольку вертикально-осевые турбины не работают так же хорошо, как их горизонтальные аналоги, они сегодня гораздо менее распространены.

Сколько электроэнергии вырабатывает турбина?

Это зависит от размера турбины и скорости ветра через лопасти ротора, которые определяют, сколько электроэнергии будет произведено.

За последнее десятилетие ветряные турбины стали выше, что позволило использовать более длинные лопасти и использовать лучшие ветровые ресурсы, доступные на больших высотах.

Если говорить в перспективе: ветряная турбина мощностью около 1 мегаватта может производить достаточно чистой энергии для примерно 300 домов в год. Ветряные турбины, используемые на наземных ветровых электростанциях, обычно генерируют от 1 до почти 5 мегаватт. Скорость ветра обычно должна быть около 9 миль в час или больше, чтобы большинство ветряных турбин коммунального размера начали производить электроэнергию.

Каждый тип ветряной турбины способен вырабатывать максимальное количество электроэнергии в диапазоне скоростей ветра, часто от 30 до 55 миль в час. Однако если ветер дует слабее, производство обычно уменьшается экспоненциально, а не останавливается полностью. Например, количество вырабатываемой энергии уменьшается в восемь раз, если скорость ветра падает вдвое.

Стоит ли рассматривать решения в области ветроэнергетики?

Генерация энергии ветра остается одним из самых маленьких углеродных следов среди всех источников энергии. Она играет важную роль в будущем энергоснабжения нашей страны, поддерживая энергетический переход нашего мира и растущий спрос на устойчивые энергетические ресурсы.

Ветер также является одним из лучших методов для корпораций, университетов, городов, коммунальных служб и других организаций для быстрого перехода на безэмиссионную энергию в больших масштабах. Одно виртуальное соглашение о покупке электроэнергии (VPPA) может обеспечить десятки-сотни мегаватт чистой нулевой электроэнергии на 10-25 лет. Большинство соглашений также отмечают галочкой пункт дополнительности, что означает чистый новый источник чистой энергии, заменяющий потенциально старые источники энергии с более высоким уровнем выбросов.

Какое место лучше всего подходит для проекта ветроэнергетики?

Существует шесть основных соображений, которые следует учитывать при реализации проектов в области ветроэнергетики:

• Наличие ветра и желаемые местоположения
• Воздействие на окружающую среду
• Вклад сообщества и местная потребность в производстве возобновляемой энергии
• Благоприятная политика на уровне штата и федеральном уровне
• Наличие земли
• Возможность подключения к электросети

Как и в случае с коммерческими проектами по установке солнечных фотоэлектрических установок, разрешения также должны быть получены до начала установки ветряной электростанции. Этот критический шаг поможет определить, является ли проект финансово жизнеспособным и имеет ли он благоприятный профиль риска. В конце концов, цель состоит в том, чтобы коммерческие ветровые проекты поставляли электроны в сеть на протяжении десятилетий. Обеспечение финансовой надежности застройщика и проекта обеспечит успех на протяжении поколения или более.