Стоимость электростанции ветряной: Стоимость ветряной электроэнергии должна сравняться с традиционной к 2036 году

Содержание

особенности, цена, преимущества и недостатки.| UA Energy

К сожалению, ископаемое топливо не безгранично. С каждым годом запасов становится все меньше. Чтобы не наступил момент полного истощение ресурсов человечество дошло до альтернативной энергетики. Другими словами, теперь человек может получать электричество из энергии солнца, ветра, воды. В этой статье мы рассмотрим что такое ветряная электростанция и как она работает, какие типы ВЭС существуют, разберем все их достоинства и недостатки. Кроме того мы приведем примеры известных мировых и украинских производителей ветряков, которые можно найти на рынке.

Принцип работы ветровой электростанции

Вне зависимости от типа электростанции, ее принцип работы заключается в одном: поток ветра определенной силы раскручивает лопасти ветрогенератора. Буквально происходит следующее - подвижная часть вращается, передавая это же вращение непосредственно на генератор. Благодаря этому в системе и образуется электропоток. 

Далее он заряжает установленные аккумуляторы, которые подключены к инверторам. Они, в свою очередь преобразовывают полученный ток в обычное напряжение, которое необходимо для питания приборов, оборудования и техники. Для получения большего объема мощности отдельные ветрогенераторы соединяют в сеть, образуя при этом ветровую электростанцию.

Если же разделить ВЭС на два основных типа, то они бывают роторными и крыльчатыми. Первые оснащены вертикальной осью вращения, за счет чего более удобные в работе, малошумные и не привязаны к направлению ветра. Но, в свою очередь, роторные станции считаются менее эффективными и производительными и чаще всего устанавливаются на мелких, частных станциях.

Для выработки энергии в больших, промышленных масштабах, используют крыльчатые установки. Однако же в обслуживании и монтаже куда сложнее. Крыльчатые ветряки важно располагать в правильно направлении ветра для получения большей производительности.

Уcтpoйcтвo и виды вeтpoвых элeктpocтaнций

ВЭС вырабатывает электроток благодаря энергии ветра. Промышленные и крупные ветровые станции состоят из нескольких больших ветряков, которые соединены в одну сеть. Их мощности хватает для обеспечения электричеством сел, поселков и городов. Мелкие станции вырабатывают меньше мощности, но даже ее может хватить на удовлетворение энергопотребности небольшого массива. 

По функциональности ветровые электростанции можно разделить на:

  • стационарные;
  • мобильные.

В зависимости от расположения ВЭС бывают:

  • наземные;
  • прибрежные;
  • плавающие;
  • офшорные.

Также станции можно разделить по типу конструкции:

  • роторные;
  • крыльчатые.

Преимущества и недостатки ВЭС

Самым основным достоинством ветровой станции является независимость от ископаемого топлива. Для работы и генерации электричества ВЭС использую полностью бесплатный источник - ветер. К тому же, ветропарк не наносит природе никакого урона, как, например, гидроэлектростанции. То есть, можно сказать, что ВЭС - экологически чистая и безвредная методика получения энергии.

Однако можно выделить и некоторые недостатки, среди которых основным можно выделить высокую стоимость оборудования. В результате это влияет и на цену конечного продукта - ветровой энергии. Говоря о финансовой стороне стоит упомянуть долгую и практически отсутствующую окупаемость оборудования. Кроме того для сбережения энергии также требуется большое количество аккумуляторов, поскольку ветер не всегда есть, что провоцирует перебои в генерации. Среди минусов можно также назвать высокий шум от работы ветряков и низкий уровень КПД, который практически невозможно увеличить.  

Вeдyщиe мировые производители 

Поскольку рынок альтернативной энергетики непрестанно растет и развивается, существует огромное количество компаний, специализирующихся на строительстве ветрогенераторов. Среди большого количества компаний мы выделили пятерку самый популярных и надежных.

Датская компания Vestas

Предприятие Vestas Wind Systems A/S одним из первых начало производство, установку и обслуживание ветрогенераторов еще в 1986 году. С тех пор она добилась колоссальных успехов в отрасли альтернативной энергетики. Vestas являются одним из самых крупных застройщиков ветроэлектростанций. На счету предприятия около 10 тысяч МВт мощности со всех произведенных единиц.

Немецкое производство Nordex

Компания была основана в 1985 году, еще до того как в первой половине 90-х годов увеличился спрос на ветряные турбины в мире. С самого начала Nordex сосредоточились на больших и мощных турбинах. Всего за два года, в 1995, компания установила самую большую в мире ветряную турбину N54 на 1000 кВт. С серийно выпускаемыми мульти-мегаваттными ветряными турбинами Generation Gamma, компания может предложить высокоэффективные ветряные турбины для наземного использования. С 2013 года Nordex выпускает Delta Generation для сильных, средних и слабых ветров.

Немцы Superwind

Компания Superwind GmbH была основана в 2004 году после четырех лет успешных исследований, проектирования и испытаний. Ветрогенераторы предприятия запатентованы в мире микротурбин. С тех пор тысячи коммерческих турбин Superwind 350 и Superwind 1250 обеспечивали бесшумную и надежную генерацию электричества от ветра как на суше, так и на воде. Superwind GmbH является частной компанией, управляемой основателями Клаусом Кригером и Мартином ван Эгереном. Компания не стремится продавать акции или искать инвесторов.

Она просто разрабатывает, проектирует и производит свою продукцию наивысшего качества, чтобы удовлетворить потребности клиентов. Компания тесно сотрудничает с системными интеграторами и высококвалифицированными дистрибьюторами по всему миру.

Испанская компания Ecotecnia

Ecotècnia была производителем и установщиком ветряных турбин, основанным в 1981 году с главным офисом в Барселоне. Первым ветрогенератором компании была установка мощностью 30 кВт, разработанная в 1984 году при финансовой поддержке Министерства науки Испании. Со временем и активным развитием компания увеличила выходную мощность своей ветряной турбины до 1,67 МВт. А к 2007 году Ecotècnia установила ветряные электростанции с общей мощностью более 1 ГВт. Основным продуктом, которые завоевал весь мир, является морская ветряная турбина Haliade мощностью 6 МВт, одна из самых мощных турбин на Земле.

Французское предприятие Vergnet

Компания Vergnet, основанная в 1989 году, обладает более чем 25-летним опытом инженерного совершенства. Главный офис находится в Орлеане, Франция. В штате компании числится 166 сотрудников в 10 офисах по всему миру, работающих в более чем 40 странах. На сегодняшний день Vergnet установили более 900 ветровых турбин, выполнили более 45 МВт солнечных проектов и разработали ряд уникальных гибридных энергетических решений, включая первый в своем роде Hybrid Wizard™. Всемирная ветроэнергетическая ассоциация (WWEA) вручила Vergnet престижную премию World Wind Energy Award 2013, ежегодно присуждаемую отдельным лицам и организациям, которые внесли огромный вклад в использование энергии ветра во всем мире.

Украинские производители ветровых турбин

Украинское производство еще не настолько развито, чтобы конкурировать с иностранными компаниями. Однако одно из самых крупных производств ветряных мельниц не для промышленного использования принадлежит предприятию FLAMINGO AERO. Мощность из ветрогенераторов варьируется от 0,8 до 20 кВт. 

Также стоит выделить фирму Winder, которая уже на протяжении 14 лет обеспечивает ветряными генераторами частные дома и небольшие предприятия.

Но несомненным лидером украинского рынка смело можно назвать «Фурлендер Виндтехнолоджи». Они первые и единственные на территории стран постсоветского пространства, кто производит ветрогенераторы мультимегаватного класса. 

Самая большая электростанция

Самый крупный по габаритам и производимой мощности ветрогенератор в мире считается Энеркон Е-126 (Enercon E-126). Производитель гиганта - немецкая компания, специализирующаяся на проектировании, строительстве и монтаже ветровых электростанций. Первый такой ветряк был установлен еще в 2007 году в немецком городе Эмден. Тогда его мощность составляла 6 МВт. Позже, в 2009 году, провели модернизацию турбины, увеличив мощность до 7,58 МВт. Отметим, что какой бы ни был надежный ветрогенератор, его мощность все равно колеблется в зависимости от погодных условий.

Но что остается неизменным, так потрясающие размеры. Ветряк имеет высоту основной колонны в 135 метров, а диаметр подвижного ротора равен 127 метрам. То есть, если лопасть поднимается вверх, общая высота сооружения достигает 198 метров. А вес ветряка равен 6000 тоннам.

На фото ниже мы покажем размеры этого гиганта. На первой картинке может показаться, что лопасть ветряка просто огромна, однако это только ее половина. 

На втором фото представлена целая лопасть Энеркона. 

Также представлены фото, где ветряк можно сравнить с другими вещами, привычного нам размера.

Oбзop пoпyляpных моделей мировых производителей

Датская компания Vestas выпускает ветротурбину V112. Отличительной особенностью этой модели является то, что предприятие производит как морскую турбину, которую можно размещать на шельфовой зоне, так и береговую. Представляют собой турбины Vestas огромные промышленные ветряки, у которых диаметр ротора равен 112 метрам, а номинальная мощность - 3000 кВт. Ветряк функционирует на разной скорости ветра - от 4 до 23 м/с. Шесть таких ветряков были установлены в 2017 году во Львовской области, на ВЭС “Старый Самбор-2”.

Еще один промышленный ветряк, но уже украинского производства от компании “Фурлендер Виндтехнолоджи”. WTU-2.0 имеет номинальную мощность в 2 мВт, а диаметр ротора достигает 100 метров. Минимальная скорость ветра, при которой работает ветряк, 3 м/с, а максимальная - 25 м/с. 22 ветряка WTU-2.0 от “Фурлендер Виндтехнолоджи” были введены в эксплуатацию в Казахстане.

Немецкая компания Enercon выпускает три модели наземных ветряков E66 разной мощности: 1500 кВт, 1800 кВт и 2000 кВт. Диаметр их ротора неизменен, несмотря на разную производимую мощность, и равен 66 метрам. Трехлопастные ветряки работают при минимальной скорости ротора в 8 об/мин и максимальной в 22 оборота в минуту. 

Также в Германии есть предприятие, выпускающее небольшие ветряки, схожие больше для частного использования. Как пример - Nordex N27, которые включают в себя турбины разной мощности: 150 кВт, 225 кВт и 250 кВт. Диаметр роторной подвижной части достигает 27 метров. Это старые модели, которые теперь сложно найти на рынке новыми и продаются они в основном в состоянии б/у. Средняя цена варьируется между 22 и 25 тысячами евро.

Невероятную производительность также имеет ветровой генератор Siemens SWT-7.0-154. Его мощность достигает 7 МВт, а диаметр движущейся части - 154 метра. Гигант работает при минимальной скорости ветра в 3 м/с и при максимальной в 25 м/с. Трехлопастный ветряк работает на прямом приводе и на одном генераторе. Стоимость формируется индивидуально для заказчика, исходя из объемов производства и количества ветряков.

В Бухаре построят ветряную электростанцию за $1,8 млрд – Газета.uz

Фото: Шухрат Латипов / «Газета.uz»

Китайская Liaoning Leader приступила к строительству ветряной электростанции за $1,8 млрд в Бухарской области.

24 сентября 2019, 16:48   Экономика  

Китайская корпорация Liaoning Leader приступила к строительству ветряной электростанции стоимостью 1,8 млрд долларов в Гиждуванском районе Бухарской области, сообщила пресс-служба МИД Узбекистана. 22 сентября состоялась торжественная церемония установки мачты, предназначенной для измерения силы ветра.

Проект с мощностью производства до 1,5 тысячи МВт будет реализован в три этапа на площади в 6 тысяч га. На первом этапе для строительства электростанции мощностью 200 МВт намечено привлечь прямые иностранные инвестиции на сумму 240 млн долларов.

Президент Liaoning Leader Чжан Юлиан заявил на церемонии, что китайская компания намерена прилагать усилия для привлечения и реализации в Узбекистане крупных инвестиционных проектов в области возобновляемых источников энергии, используя для этого передовой международной опыт и современные технологии.

В апреле 2015 года германские GEO-NET и Inec-GOPA подготовили атлас ветрового потенциала электроэнергетики в шести регионах Узбекистана. По данным исследования, прогнозный потенциал в области ветровой энергетики составляет более 520 тысяч МВт установленной мощности на 17 тысячах кв. км с производством 1,07 триллиона кВт⋅ч электроэнергии ежегодно. Сейчас в стране построена лишь одна опытная ветровая электростанция мощностью 750 кВт в Ташкентской области.

В конце мая 2017 года президент Шавкат Мирзиёев утвердил программу развития возобновляемых источников энергии в Узбекистане на 2017−2025 годы, в которую включены 810 проектов стоимостью 5,3 млрд долларов. Реализация программы по строительству солнечных электростанций, строительство и модернизацию ГЭС, а также парков ветровой энергетики с приростом мощности на 1 ГВт позволит довести долю ВИЭ в структуре генерирующих мощностей с 12,7% по итогам 2016 года до 19,7% к 2025 году.

Подпишитесь на наш Telegram

В ветряные электростанции под Бухарой инвестируют $1,8 млрд

Фото с сайта Pixabay.com

В Гиждуванском районе Бухарской области начался первый этап строительства ветряных электростанций, общая мощность которых составит до 1,5 тысячи МВт. Стоимость проекта составит $1,8 млрд, сообщает пресс-служба узбекского МИДа.

Ветроэлектростанции на шести тысячах гектаров земли будут строить совместно с китайской корпорацией Lioaning Lide. Проект разбит на три этапа, на первом к осени 2020 года будет построена электростанция мощностью 200 МВт, объем прямых иностранных инвестиций в ее возведение оценили в $240 млн.

22 сентября на будущей стройплощадке состоялась торжественная церемония установки мачты, предназначенной для измерения силы ветра. Ее высота составит 120 метров, длина лопастей – 35 метров. Таких мачт предполагается установить свыше десяти.

Ветровая электростанция — это несколько ветроэлектрических установок (ветрогенераторов), собранных в одном или нескольких местах и объединенных в единую сеть. Крупные ветровые электростанции могут состоять из ста и более ветрогенераторов. Крупнейшей на сегодняшний день ветроэлектростанцией является китайская «Ганьсу», мощность которой составляет пoчти 7,9 ГВт.

Бухарский проект, предположительно, будет самым крупным в Узбекистане, но не самым первым. В 2018 году сообщалось о планах построить ветроэлектростанцию в городе Зарафшане Навоийской области, ее стоимость составит $100 млн. Проект финансирует немецкая компания Siemens Gamesa. Тогда же стало известно о договоренности с турецкой компанией ETKO CO ENERJI A.S. о строительстве ветроэлектростанции в Байсунском районе Сурхандарьинской области. Инвестпроект оценили в $500 млн, мощность выработки составит 600 МВт. Обе станции также планируется сдать в 2020 году.

Сегодня потребность Узбекистана в электроэнергии составляет 69 млрд кВт*ч, при этом действующие в республике ТЭС и ГЭС вырабатывают 64 млрд кВт*ч. К 2030 году, по прогнозам Министерства энергетики, потребность электроэнергии в Узбекистане достигнет 112 млрд кВт*ч, и республике нужно будет гарантированно вырабатывать 121 млрд кВт*ч. К тому времени на ветроэлектростанции, по планам, будет приходиться 5% (1,7 ГВт) от общего объема генерируемых в стране мощностей.

Для сбора и накопления энергии ветра Дания за $34 млрд создаст искусственный остров в Северном море

Эстафету «зелёных» мегапроектов подхватила Дания. Только на днях Южная Корея сообщила о планах построить за $43 млрд крупнейшую в мире морскую ветряную электростанцию, как на сайте правительства Дании появился проект строительства в Северном море искусственного острова для накопления энергии, добытой морскими ветряными электростанциями. Стоимость проекта оценивается в $34 млрд. Строительные работы должны начаться в 2026 году.

Эскиз проекта по созданию искусственного острова-хаба в Северном море. Источник изображения: https://electrek.co

Искусственный остров площадью 120 тыс. м2 планируется создать недалеко от полуострова Ютландия в 80 км от побережья. Правительство Дании готово стать крупнейшим собственником проекта с выкупом 51 % акций. Теперь слово за частными компаниями, которые не побоятся вложить деньги в проект с довольно длительной окупаемостью.

Остров будет обслуживать сотни ветряных турбин вокруг него, а в перспективе — накапливать «зелёную» энергию и передавать потребителям в странах, граничащих с Северным морем. Энергия будет передаваться не только в виде электричества. На острове собираются создать установки по выработке «жидкого зелёного топлива», чтобы по трубопроводам перекачивать его на сушу для дальнейшего использования в энергетике, промышленности и на транспорте.

Аналогичный энергетический хаб планируется создать на острове Борнхольм в Балтийском море у южного побережья Швеции. Первоначальная мощность обоих хабов составит 5 ГВт, что втрое превышает текущую установленную мощность морских ветряных электростанций на шельфе Дании. Позднее совокупная мощность обоих узлов будет увеличена до 12 ГВт.

Ранее власти Дании определили 2050 год как последний для добычи нефти и газа в Северном море. В настоящее время это государство является крупнейшим производителем нефти в ЕС. Представленный план грандиозен, но проработкой деталей, судя по всему, ещё не занимались. Так что стоимость проекта вполне может превысить установленную отметку. Да и правительство к тому времени поменяется.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Страница не найдена - Портал Продуктов Группы РСС

Сообщите нам свой адрес электронной почты, чтобы подписаться на рассылку новостного бюллетеня. Предоставление адреса электронной почты является добровольным, но, если Вы этого не сделаете, мы не сможем отправить Вам информационный бюллетень. Администратором Ваших персональных данных является Акционерное Общество PCC Rokita, находящееся в Бжег-Дольном (ул. Сенкевича 4, 56-120 Бжег-Дольный, Польша ). Вы можете связаться с нашим инспектором по защите личных данных по электронной почте: .

Мы обрабатываем Ваши данные для того, чтобы отправить Вам информационный бюллетень - основанием для обработки является реализация нашей законодательно обоснованной заинтересованности или законодательно обоснованная заинтересованность третьей стороны – непосредственный маркетинг наших продуктов / продуктов группы PCC .

Как правило, Ваши данные мы будем обрабатывать до окончания нашего с Вами общения или же до момента, пока Вы не выразите свои возражения, либо если правовые нормы будут обязывать нас продолжать обработку этих данных, либо мы будем сохранять их дольше в случае потенциальных претензий, до истечения срока их хранения, регулируемого законом, в частности Гражданским кодексом.

В любое время Вы имеете право:

  • выразить возражение против обработки Ваших данных;
  • иметь доступ к Вашим данным и востребовать их копии;
  • запросить исправление, ограничение обработки или удаление Ваших данных;
  • передать Ваши персональные данные, например другому администратору, за исключением тех случаев, если их обработка регулируется законом и находится в интересах администратора;
  • подать жалобу Президенту Управления по защите личных данных.

Получателями Ваших данных могут быть компании, которые поддерживают нас в общении с Вами и помогают нам в ведении веб-сайта, внешние консалтинговые компании (такие как юридические, маркетинговые и бухгалтерские) или внешние специалисты в области IT, включая компанию Группы PCC .

Больше о том, как мы обрабатываем Ваши данные Вы можете узнать из нашего Полиса конфиденциальности.

Устойчивое, надежное и экологичное ветровых электростанций

С наступлением века альтернативные источники энергии стремительно расширяются во всех секторах. ветровых электростанций производят электроэнергию, не причиняя вредных последствий сжигания ископаемого топлива. Они эффективно преобразуют возобновляемые источники энергии в электрическую. Найдите все типы генераторов альтернативной энергии, такие как ветряные турбины. ветровых электростанций и т. д. на Alibaba.com. Неважно какой. ветровых электростанций по вашему выбору, оно будет засчитано в вашу долю вклада в мир без углерода.

ветровых электростанций помогают в выработке надлежащей электроэнергии без использования каких-либо ископаемых видов топлива. Они экологически чистые. С ростом уровня развития было изобретено несколько генераторов альтернативной энергии. Поговорим о солнечных батареях. ветровых электростанций или любые другие категории производителей энергии, все одинаково профессиональны. В дальнейшем,. ветровых электростанций бывают разных типов в зависимости от того, где они будут использоваться или сажаться.

ветровых электростанций имеют большие мощности. Они снабжены многофункциональными системами управления. Почему бы не уменьшить свой углеродный след с помощью. ветровых электростанций ни за что? Однако с увеличением потребности в энергии мы не можем долго полагаться на исчерпаемые источники энергии. Итак, переходите на зеленый цвет с. ветровых электростанций найдено на Alibaba.com.

Чтобы удовлетворить ваши требования к электричеству, перейдите на Alibaba.com. Он предлагает уникальные. ветровых электростанций варианты для всех розничных и оптовых продавцов. В ближайшие дни улучшение альтернативных источников энергии будет одним из основных направлений предотвращения дальнейших резких изменений климата на нашей материнской планете. Сделайте шаг в сторону сохранения окружающей среды прямо сейчас!

Подводные камни ветряной энергетики: «лопасти-убийцы» и другое - Энергетика и промышленность России - № 03-04 (311-312) февраль 2017 года - WWW.EPRUSSIA.RU

Газета "Энергетика и промышленность России" | № 03-04 (311-312) февраль 2017 года

Однако наряду с неоспоримыми плюсами ветряная энергетика имеет и свои минусы.

Что такое ветряная энергетика? По сути, энергия ветра – это преобразованная в кинетическую энергию молекул воздуха энергия солнца. Проще говоря, энергия ветра, как и энергия волн, – это разновидность солнечной энергии, энергии, которая будет нам доступна столько времени, сколько будут существовать Солнце и наша планета.

Энергию ветра люди научились использовать еще в древности. Так, уже в Древнем Египте ветер использовали для помола зерна, а в Вавилоне и Китае – для осушения полей. Наконец, в XX веке ветер стали использовать непосредственно для получения электроэнергии. Сторонники ветро­энергетики заявляют о сплошных плюсах подобного подхода: отмечают ничтожную стоимость эксплуатации ветряной электростанции, то, что ветряная энергетика соответствует всем условиям, необходимым для причисления ее к экологически чистым методам производства.

Недовольные соседи

Однако противники ветряной энергетики находят в ней и недостатки. Причем если некоторые из них по сравнению с вредом, причиняемым традиционными источниками энергии, незначительны, то другие заставляют серьезно задуматься о дальнейших перспективах ветряной отрасли.

Начнем с простейших из них. Например, многие считают, что ветряки, торчащие здесь и там, портят вид местности. Поэтому соседи могут воспротивиться сооружению ветряной турбины (это называется «синдромом отчужденности»). Кроме того, лопасти винтов при работе издают шум, который раздражает живущих по соседству (при этом малые ветряные турбины, часто устанавливаемые в непосредственной близости от жилья, шумят сильнее – скорость их вращения выше, чем у крупных турбин, и они находятся ближе к земле). А отсутствие согласия соседей на установку турбины может поставить крест на ваших планах получать энергию от ветра.

Между прочим, у соседей могут быть и вполне рациональные причины невзлюбить ветряк. Так, есть мнение, что турбины создают помехи, ухудшающие прием радио- и телепередач. Кроме того, на многих негативно воздействует и постоянное мелькание солнечного света, прерываемого лопастями или отражающегося от них. При определенной частоте мельканий у некоторых людей даже возникают эпилептические припадки.

Финансовый аспект

Есть у ветряных электростанций минусы и посерьезнее. Не стоит забывать, что ветер – неустойчивый источник энергии. Сила ветра весьма переменчива и зачастую непредсказуема, что требует использования дополнительного буфера для накапливания избыточной электроэнергии или дублирования источника для подстраховки.

Если говорить о малой генерации, то даже лучшие образцы автономных ветроэлектростанций могут обеспечить регулярное производство только небольшого количества электроэнергии. К тому же малые ветряные турбины не работают при слишком сильном ветре, а гроза, ураган или снежный буран могут такую турбину повредить. Все это приводит к тому, что если малые ветроэлектростанции и окупаются, то очень долго.

Впрочем, и с «большой» ветряной энергетикой не все так просто. Несмотря на массовое производство, стоимость строительства современной ветряной электростанции велика. При этом ветряные электростанции, как правило, простираются на обширные территории и находятся в отдалении от потребителя, что создает дополнительные расходы на транспортировку энергии. Сохранение избыточной энергии, выработанной ветряными турбинами, также требует дополнительных решений: аккумуляторов или преобразователей в другие виды энергии. То есть для того, чтобы получать «бесплатную» энергию ветра, вначале придется хорошо заплатить, ведь ветряная электростанция отличается высокой начальной стоимостью.

Кроме того, в разных частях Земли в разное время ветер дует по‑разному. При строительстве ветряных электростанций необходимо предварительное исследование и разработка карты ветров, что увеличивает стоимость такой электростанции.

Экологический аспект

Сторонники ветроэлектроэнергии постоянно подчеркивают, что по сравнению с вредным воздействием традиционных энергоисточников воздействие ветроэнергетики на экологию планеты ничтожно. Но риски есть.

Прежде всего, ветряки несут угрозу крылатым существам – птицам и летучим мышам. Некоторые исследователи утверждают, что ветряки принуждают некоторые виды птиц менять пути миграции, а кто не меняет, рискуют погибнуть от лопастей турбин. Например, в США, согласно данным Национальной академии наук этой страны, от них погибает от 20 тыс. до 37 тыс. птиц ежегодно.

Причина гибели летучих мышей сложнее: способность к эхолокации, как правило, позволяет им не попадать на лопасти, но они залетают в область низкого давления, тянущуюся за вращающейся лопастью. От внезапного попадания в почти безвоздушное пространство лопаются капилляры в легких, и зверек гибнет.

Наконец, есть версия, что ветровые электростанции вредят и людям. Так, многие живущие поблизости от них жалуются на постоянный шум. Ветряные турбины действительно создают шум, сравнимый с шумом автомобиля, движущегося со скоростью 70 км / ч, что вызывает дискомфорт для людей и отпугивает животных.

Другая неожиданная особенность ветряных энергоустановок проявилась в том, что они оказались источником достаточно интенсивного инфразвукового шума, неблагоприятно воздействующего на человеческий организм, вызывающего постоянное угнетенное состояние, сильное беспричинное беспокойство и жизненный дискомфорт. Как показал опыт эксплуатации большого числа ветряных установок в США, этот шум не выдерживают ни животные, ни птицы, покидая район размещения станции, т. е. территории самой ветровой станции и примыкающие к ней становятся непригодными для жизни.

Американский педиатр Нина Пьерпонт утверждает: близость ветроустановок вызывает у некоторых людей мигрень, головокружение, беспокойство, тахикардию, давление в ушах и тошноту, а также ухудшает зрение и даже пищеварение. Она даже выявила так называемый «синдром ветрогенератора» – клиническое наименование ряда симптомов, которые наблюдаются у многих (но не у всех) людей, живущих вблизи промышленных ветровых турбин.

По мнению врача, к проблемам приводит нарушение вестибулярной системы внутреннего уха низкочастотным шумом от турбин ветрогенераторов. Проще говоря, инфразвуком. Низкочастотный шум от турбин стимулирует выработку ложных сигналов в системе внутреннего уха, которые и приводят к головокружению и тошноте, а также к проблемам с памятью, тревожности и панике. Инфра­звук, вследствие большой длины волны, свободно обходит препятствия и может распространяться на большие расстояния без значительных потерь энергии. Поэтому инфра­звук можно рассматривать как фактор, загрязняющий окружающую среду. Таким образом, если ветрогенераторы приводят к выработке инфразвука, то они все же не являются чистым источником энергии, поскольку загрязняют окружающую среду. А отфильтровать инфразвук намного сложнее, чем обычный звук. Устанавливаемые звуковые фильтры не позволяют экранировать его полностью.

Впрочем, «синдром ветрогенератора» не признается официально. Критики Пьерпонт говорят, что написанная ею книга не рецензировалась и была издана самостоятельно, а ее выборка субъектов для исследований слишком мала и не имеет контрольной группы для сравнения. Многие специалисты заявляют, что термин «синдром ветрогенератора» распространяется группами активистов, выступающими против ветропарков. А некоторые исследования объясняют синдром ветрогенератора силой внушения. (Справедливости ради надо заметить, что те же аргументы приводятся в ответ на критику более традиционных видов энергии, например атомной, которым противопоставляется энергия ветра.)

Однако, несмотря на критику синдрома, люди очень часто жалуются на головные боли, бессонницу, звон в ушах, которые связываются с ветрогенераторами. Не зря рядом с ветропарками исчезают животные. Чтобы выявить реальные угрозы, необходимы дополнительные исследования.

Ветрогенераторы ведут мир к апокалипсису?

Есть и еще более серьезные опасения. Согласно некоторым исследованиям, развертывание ветро­энергетики хотя бы до 33 процентов от уровня нынешней мировой электрогенерации приведет к худшим последствиям для климата, чем удвоение содержания углекислого газа в атмосфере. Между тем, по современным научным представлениям, удвоение содержания углекислого газа в атмосфере неизбежно вызовет поистине катастрофические изменения климата и массовое вымирание видов.

Как же ученые пришли к подобным выводам? Дело в том, что каждая ветряная турбина создает прямо за собой «ветряную тень» – область, в которой воздух замедлен в сравнении со своей естественной скоростью в этом районе. Вот отчего ветряки на ВЭС расставляют с существенными «зазорами»: в противном случае слишком близкие соседи снизят эффективность друг друга.

Если бы мы покрыли всю Землю ветряными турбинами, считают исследователи, такая энергосистема «могла бы генерировать огромные количества энергии, намного больше, чем 100 ТВт, но в этой точке, как подсказывает климатическое моделирование, ее влияние на глобальные ветра и, следовательно, климат стало бы очень суровым».

Напомним, что именно ветер «отвечает» в мировой атмосфере за перенос тепла из жарких, тропических частей земного шара в более холодные, высокие широты (и в Россию в том числе). Снижение их скорости, неизбежное при вращении ветряков, ведет к падению интенсивности такого теплопереноса. Словом, теоретически слишком бурное развитие ветроэнергетики может привести к росту средних температур летом и их падению зимой. А значит, к экологической катастрофе планетарных масштабов.

Сложно сказать, правда ли это, однако, на мой взгляд, даже малейшее подозрение в столь негативном воздействии на экологию Земли требует дополнительных исследований. Возможно, мы наблюдаем не рассвет ветряной энергетики, а ее апогей, за которым ветряную энергетику ждут увядание и забвение.

Сколько стоят ветряные турбины?

Ветряные турбины домашнего или сельскохозяйственного масштаба

Ветровые турбины мощностью менее 100 киловатт стоят примерно от 3000 до 8000 долларов за киловатт мощности. Установка мощностью 10 киловатт (размер, необходимый для питания большого дома) может иметь установленную стоимость от 50 000 до 80 000 долларов (или больше).

Ветровые турбины имеют значительную экономию на масштабе. Меньшие по размеру фермы или жилые турбины в целом стоят меньше, но дороже за киловатт производимой энергии.Часто существуют налоговые и другие стимулы, которые могут резко снизить стоимость ветроэнергетического проекта.

Коммерческие ветряные турбины

Затраты на ветряную турбину коммунального масштаба варьируются от 1,3 до 2,2 млн долларов на МВт установленной паспортной мощности. Большинство установленных сегодня турбин промышленного масштаба имеют мощность 2 МВт и стоят примерно 3-4 миллиона долларов.

Общие затраты на установку ветряной турбины промышленного масштаба будут значительно варьироваться в зависимости от количества заказанных турбин, стоимости финансирования, времени заключения договора о покупке турбины, контрактов на строительство, местоположения проекта и других факторов.Компоненты затрат для ветроэнергетических проектов включают в себя другие вещи, помимо турбин, такие как расходы на оценку ветровых ресурсов и анализ участка; строительные расходы; разрешительные и межсетевые исследования; модернизация инженерных сетей, трансформаторов, защитного и измерительного оборудования; страхование; эксплуатация, гарантия, обслуживание и ремонт; юридические и консультационные услуги. Другие факторы, которые повлияют на экономику вашего проекта, включают налоги и льготы.

Дополнительные ссылки

Страница ветроэнергетики по экономике малых ветров, включая ссылку на наш калькулятор малых ветров

Страница ветроэнергетики о затратах на ветровые проекты в сообществах

Список производителей турбин в нашей ветровой библиотеке

Страница Совета по сертификации малых ветроэнергетических установок, посвященная сертифицированным малым ветровым турбинам (для получения информации о ценах свяжитесь с указанными компаниями)

Межгосударственный консультативный совет по турбинам Единый список ветряных турбин

Экономика ветроэнергетики - ANS / Nuclear Newswire

Все эти затраты должны быть возмещены за счет клиентов или налогоплательщиков. Таким образом, стоимость ветроэнергетики не бесплатна.

Атомная электростанция Diablo Canyon

Типичная ветряная электростанция вырабатывает электроэнергию примерно 30 процентов времени, и не обязательно тогда, когда она необходима. Существует очень большая разница между непостоянными источниками электроэнергии, такими как ветряные электростанции, и источниками базовой нагрузки, такими как ядерная энергия. Аргумент о том, что ядерная энергетика также имеет периоды простоя, верен, но эти перерывы для дозаправки и технического обслуживания в основном планируются во время низкого спроса на электроэнергию (весной и осенью).

Как я уже упоминал в статье «Установка ветра в электрическую сеть» , моем недавнем сообщении в ANS Nuclear Cafe, ветряные турбины сами по себе не добавляют электрической мощности в сеть. Они должны работать в паре с другими генераторами эквивалентной мощности для компенсации колебаний ветра и стабильности электросети.

Это сочетание ветра и резервного источника имеет ограничения из-за огромной быстрой изменчивости ветра, которую необходимо компенсировать резервным источником энергии. Подсчитано, что эта пара может составлять только 20 процентов мощности сети.Это означает, что ветер может составлять только 6 процентов генерации (0,20 x 0,3). Этот предел уже достигнут в Европе такими странами, как Германия и Дания.

Компромисс между топливом для энергии ветра и природным газом

Поскольку энергия ветра позволяет экономить топливо, можно задать один из вопросов: сколько именно топлива экономится, или, другими словами: каков экономический компромисс между ветряные электростанции и экономия топлива, например, на электростанции, работающей на природном газе?

Упрощенное сравнение показывает, что стоимость сэкономленного природного газа меньше стоимости строительства и эксплуатации ветряной электростанции.Детали компромисса стоимости показаны в конце этой статьи.

Есть некоторые дополнительные расходы, которые еще больше ухудшают сравнение:

  • Потери при передаче. Поскольку линии передачи от удаленной ветряной электростанции, вероятно, будут длиннее, ветровой электростанции может потребоваться больше, чтобы обеспечить такое же количество энергии, что и резервная. Например, если мы предположим, что потеря электроэнергии составляет 10 процентов на 100 миль, ветряная электростанция на расстоянии 500 миль должна быть вдвое больше.
  • Стоимость ЛЭП .Удаленной ветряной электростанции потребуются дорогие линии электропередачи для доставки электроэнергии. Например, предлагаемая новая высоковольтная линия электропередачи мощностью 12 000 МВт, соединяющая ветряные источники в Новой Англии, будет стоить от 19 до 25 миллиардов долларов [1]. Стоимость линии электропередачи может не быть напрямую связана с поставщиком электроэнергии, поэтому эти затраты могут быть скрыты от любых прямых сравнений затрат, но в конечном итоге они все равно оплачиваются потребителем или налогоплательщиком.

Пикенс

Иллюстрацию того, как сочетание ветра и природного газа в последнее время не удалось по экономическим причинам, был предоставлен Т.Бун Пикенс, когда он попытался отправить ветровую электроэнергию из Техаса, который он назвал «Саудовской Аравией ветра», в Калифорнию. Его попытка продвигать природный газ путем сочетания его с ветром казалась хорошей идеей и получила широкую телевизионную рекламу (его акцент был сделан на ветровой части сочетания, поскольку это казалось более популярной идеей). Однако его стратегия зависела от цен на газ на уровне 9 долларов за миллион БТЕ. С тех пор цена упала до 4 долларов за миллион БТЕ.

Кажется, нет экономического оправдания для ветряных мельниц в сочетании с природным газом.Если цена на природный газ низкая, то стоимость сэкономленного топлива не компенсирует стоимость ветряных электростанций. Если цена высока, то использование природного газа неконкурентоспособно по сравнению с другими формами производства электроэнергии. Хотя цены на природный газ без ветряных мельниц сегодня могут быть конкурентоспособными, совсем недавно, несколько лет назад, наблюдались колебания цен в два раза.

Щелкните, чтобы увеличить

Компромисс между ветроэнергетическим топливом и электроэнергией, произведенной из нефти

Ветряная электростанция на Мауи

Еще один вопрос, который можно задать, - как этот компромисс сравнивается, когда электричество генерируется с нефтью? На Гавайях нефть является основным топливом для производства электроэнергии. Еще одним благоприятным фактором на Гавайях может быть то, что коэффициент ветроэнергетики на этих островах может быть выше. Упрощенный компромисс с точки зрения затрат показывает, что резервное копирование выработки нефти с помощью ветряных мельниц действительно дает экономическое преимущество. Нефть - такое дорогое топливо, что все, что снижает расход топлива, окупается.

Тот факт, что нефть настолько дорогая, является причиной того, что она редко используется в континентальных Соединенных Штатах для производства электроэнергии. Однако на Гавайях, похоже, есть несколько других вариантов.Это может измениться, если в качестве недорогой альтернативы появятся небольшие атомные электростанции.

Гидро резервное копирование

Следует отметить, что если гидроэнергия используется для компенсации энергии ветра, нет компенсирующей экономии затрат на сэкономленное топливо. Сэкономленное топливо - это лишняя вода, которая выходит из водосброса и тратится впустую. Дешевле не иметь ветряных электростанций в этой паре и позволить гидроэлектростанциям делать всю работу по подаче необходимой электроэнергии. Вот некоторые факторы, которые ограничивают выработку ветра в гидросети:

  1. Слишком сильный ветер в сети может нарушить Закон об исчезающих видах. Размещение слишком сильного ветра в сети на самом деле является проблемой

    Salmon pool

    в Калифорнии, поскольку этот штат ведет переговоры с соседней энергосистемой Bonneville Power Administration (BPA) о кредитах на возобновляемые источники энергии, чтобы соответствовать добровольному стандарту возобновляемой энергии. Для того, чтобы BPA помог удовлетворить потребности Калифорнии в энергии ветра, возможно, потребуется уменьшить выработку воды до такой степени, что избыточный поток воды через плотины вызывает вредные последствия для мигрирующего лосося во время сезона нереста из-за избытка растворенного азота. [2].

  2. Слишком сильный ветер в сети может нарушить соглашения об обеспечении орошения ниже по течению. Ne ред. Во время засухи может оказаться невозможным отключить выработку гидроэлектростанции, чтобы ветер проникал в сеть и при этом удовлетворял потребности в орошении.

Гидроэлектростанция

Если размещение ветра в сети с достаточным количеством гидроэлектростанций не дает преимущества с точки зрения затрат или защиты окружающей среды, можно спросить, зачем мы это делаем. Ответ заключается в том, что мы приняли законы во многих штатах (например, в Вашингтоне и Калифорнии), которые не учитывают существующие гидроэнергетики в юридическом определении возобновляемой энергии.Это может удивить многих читателей, поскольку существующие гидроэлектростанции определенно подходят под определение естественного пополнения запасов. Существующая гидроэлектростанция обязательно будет пополняться, как и новая.

Сеть BPA в настоящее время имеет 3000 МВт потенциальной энергии ветра (когда дует ветер). Если принять вышеупомянутую цену ветряной мельницы, это означает, что потребители в BPA уже потратили не менее 5 миллиардов долларов на производство энергии ветра без какой-либо очевидной выгоды. Ожидается, что к 2012 году эта потенциальная ветровая мощность удвоится, поэтому ожидается, что потребители BPA потратят еще 5 млрд долларов без очевидной выгоды.

Суть в том, что мы позволили принимать законы, которые вредны как для нашего кошелька, так и для окружающей среды. Без этих законов ветроэнергетические компании потеряли бы свой законный статус, и не было бы ветряных мельниц в сетях с достаточным количеством гидроэлектростанций.

Бесплатных обедов нет.

Ветровая энергия платная. Стоимость топлива для любой электростанции - это лишь часть стоимости, которую должен оплачивать потребитель. То, что стоимость топлива равна нулю, не означает, что стоимость произведенной электроэнергии равна нулю.

Это похоже на электричество, вырабатываемое гидроэлектростанциями. Стоимость воды равна нулю, но электроэнергия, произведенная на гидроэлектростанциях, не равна нулю. Он включает затраты на ЭиТО и стоимость строительства плотины гидроэлектростанции.

Для атомной станции стоимость топлива не равна нулю, но это относительно небольшая часть стоимости генерации. Это, безусловно, меньше, чем стоимость топлива на заводе, работающем на природном газе, где стоимость топлива составляет около 80 процентов от стоимости генерации.

Для поставщиков электроэнергии, использующих нефть в качестве топлива, кажется, что ветроэнергетика стоит экономии на топливе.Однако масло не используется широко, потому что оно очень дорогое.

В заключение, похоже, нет экономического оправдания для строительства ветряных мельниц, за исключением случаев, когда нет недорогих альтернатив. Это особенно верно, когда ветряные мельницы размещаются в сети с достаточным количеством гидроэлектростанций, поскольку в этой ситуации нет компенсирующей экономии топлива.

Бесплатных обедов нет.

Компромисс между затратами на ветер и экономию топлива

Затраты:

  1. Ветряная турбина мощностью 2 МВт стоит примерно 3 доллара. Установлено 5 миллионов.
  2. Стоимость эксплуатации и обслуживания ветряной электростанции составляет примерно 20-25 процентов.
  3. Максимальный срок службы ветряных турбин - 20 лет.
  4. Цена на газ около 4 долларов за тысячу кубических футов.
  5. Цена за баррель нефти - 80 долларов.
  6. Для выработки 1 кВтч электроэнергии требуется около 7,7 кубических футов природного газа (разделив выработку в таблице 7.2a на потребление топлива в таблице 7.3a в этих таблицах, опубликованных Управлением энергетической информации США).
  7. Для выработки 1 кВтч электроэнергии требуется 0,00175 баррелей нефти (с использованием тех же таблиц, что и выше).

Допущения:

  1. Коэффициент мощности ветряной электростанции составляет около 30 процентов (на суше).
  2. Для Гавайев предполагается более высокий коэффициент использования мощности - 45 процентов.
  3. Средний срок службы ветряной турбины составляет 15 лет.
  4. Не учитываются процентные расходы на ветроэлектростанцию.
  5. Стоимость ЛЭП не учитывается.

Анализ

Стоимость ветряных электростанций:

  1. Ветропарк мощностью 1000 МВт стоит 1750 миллионов долларов на установку всех турбин (500 турбин x 3,5 миллиона долларов на турбину).
  2. При сроке службы 15 лет затраты составляют 116 миллионов долларов в год (1750/15).
  3. С учетом O&M это увеличивается до 145 миллионов долларов в год (116 x 1,25).

Выработанная электроэнергия:

  1. Ожидается, что количество электроэнергии, которое ветряная электростанция мощностью 1000 МВт будет производить в год, составляет 2 630000 МВт-ч при 30-процентном коэффициенте мощности (1000 МВт x 365d x 24 ч / dx.3).

Стоимость сэкономленного природного газа:

  1. Стоимость экономии топлива на резервном газовом заводе мощностью 1000 МВт составляет 81 миллион долларов США в год. (2,63 x 10 6 МВт-час x 7,7 кубических футов / кВт-ч x 4 доллара США / 1000 кубических футов x 10 3 кВт / МВт).

Стоимость сэкономленной нефти на Гавайях:

  1. Стоимость экономии топлива на резервной масляной электростанции мощностью 1000 МВт составляет 552 миллиона долларов в год. (2,63 x 10 6 МВт-час x [.45 / .3] x 0,00175 баррелей / кВт · ч x 80 долл. США / баррель x 10 3 кВт / МВт).

Заключение:

  • Ежегодная экономия затрат на природный газ при эксплуатации ветряной электростанции меньше, чем годовая стоимость установки и эксплуатации ветряных электростанций. Следовательно, есть. нет экономического стимула для объединения газовой электростанции с ветряной электростанцией, если только цена на природный газ не вырастет.
  • Объединение ветряных электростанций с генерацией, работающей на мазуте, дает значительную экономию. Это в первую очередь связано с гораздо более высокой ценой на нефть по сравнению с природным газом при том же энергосодержании. По этой причине генерация, работающая на жидком топливе, практически не используется нигде, кроме Гавайев, где нет другого выбора. При сегодняшних ценах нефть в 4,5 раза дороже природного газа при той же добытой электроэнергии (0,00175 баррелей / кВт · ч x 80 долл. США / баррель) / (7,7 куб. Футов / кВт · ч x 0,004 долл. США / куб. Фут) = 4,5

Ссылки:

  1. Питер Вонг, менеджер по адекватности ресурсов, ISO New England Inc. «Обзор ISO Новой Англии и эксплуатации электросетей Новой Англии», , представленный в Колледже Западной Новой Англии, Симпозиум по устойчивому развитию Западного Массачусетса, 24 октября 2009 г.
  2. Свидетельство энергетического управления Бонневилля перед Комиссией по коммунальным предприятиям Штат Калифорния, 12 мая 2010 г. (см. Стр. 8, второй абзац)

Ульрих Дечер имеет докторскую степень в области ядерной инженерии. Он является членом Комитета общественной информации ANS и сотрудником ANS Nuclear Cafe.

Ветровая энергия - один из самых дешевых источников электроэнергии, и она становится все дешевле

Ранее в этом месяце Министерство энергетики США (DOE) выпустило последнюю версию своего ежегодного отчета о рынке ветроэнергетических технологий, в котором собрано множество данные для отслеживания тенденций в стоимости, производительности и росте ветроэнергетики.

В отчете установлено, что ветровая энергия в США будет по-прежнему одной из доступных технологий производства электроэнергии с наименьшими затратами, при этом долгосрочная цена на ветровую электроэнергию, доступную по соглашению о закупке электроэнергии, составляет примерно половину ожидаемых затрат на просто запуск электростанция, работающая на природном газе.

Кроме того, жесткая конкуренция со стороны как природного газа, так и солнечной энергии может подтолкнуть ветроэнергетику к достижению еще более низких цен и более высокой производительности за счет разработки более крупных турбин, предназначенных для максимальной производительности даже в регионах с менее оптимальной скоростью ветра.

В этом посте будут рассмотрены некоторые из основных тенденций в области ветроэнергетики в США, отслеживаемых в отчете Министерства энергетики США. Чтобы получить полное изложение, я предлагаю вам проверить полный отчет и связанную с ним колоду слайдов.

Энергия ветра - один из самых дешевых источников электроэнергии в США

В то время как общая цена энергии ветра напрямую зависит от скорости ветра в конкретном месте, изучение национальных тенденций в установленной стоимости энергии ветра однозначно показывает, что энергия ветра стала чрезвычайно недорогим источником электроэнергии.

Средний потребитель в США платит за электроэнергию около 12 центов за киловатт-час. Эта цена включает стоимость выработки электроэнергии, проводов, по которым она доставляется от генераторов к нашим домам, и стоимость ведения коммунального хозяйства. Фактическая стоимость производства электроэнергии составляет от 2 до 4 центов за киловатт-час - это цена, с которой энергия ветра должна конкурировать, чтобы быть успешной.

На основании данных, собранных в Отчете о рынке ветряных технологий, ветровая энергия стабильно стоит на уровне или ниже рыночной цены на электроэнергию.Энергия ветра часто приобретается крупными блоками по долгосрочному контракту, который называется договором купли-продажи электроэнергии (PPA). На приведенном ниже рисунке показана историческая цена контрактов PPA на ветроэнергетику с 1996 года. Диаметр каждого круга - это размер построенной ветряной электростанции в мегаваттах, а высота круга на оси Y - цена контракта в долларах за мегаватт. -час (или долларов за 1000 киловатт-часов).

На этом рисунке сравнивается цена контракта по соглашению о закупке электроэнергии (PPA) для энергии ветра (кружки) с приведенной стоимостью природного газа (черные полосы), основанной на прогнозах Управления энергетической информации (EIA).Диаметр каждого круга представляет мощность ветряной электростанции в мегаваттах. Энергия ветра, производимая внутри США, с 2011 года соответствует или ниже долгосрочных прогнозов цен на газ. В последние годы цена на внутренний ветер упала ниже 20 долларов за мегаватт-час, или 2 цента за киловатт-час. Кредит: Отчет о рынке ветряных технологий Национальная лаборатория Лоуренса Беркли

В последние годы было закуплено огромное количество энергии ветра по цене 20 долларов за мегаватт-час или ниже, или всего 2 цента за киловатт-час.Это по любым параметрам конкурентоспособно с ценами на обычном оптовом рынке электроэнергии.

Но важно отметить, что цена на ветровую энергию, предлагаемую через PPA, является общей ценой, которая включает эффект субсидий, таких как федеральный налоговый кредит на производство ветровой энергии, который обеспечивает налоговую субсидию в размере от 18 до 23 долларов за мегаватт-час. произведенной энергии. Если исключить налоговую льготу на производство и посмотреть на приведенную стоимость энергии (LCOE) от внутреннего ветра, она все равно будет стоить менее 50 долларов за мегаватт-час (5 центов за киловатт-час).Для сравнения, по оценке Управления энергетической информации, лучшая в своем классе электростанция на природном газе с комбинированным циклом имеет LCOE около 54 долларов за мегаватт-час (5,4 цента за киловатт-час). Таким образом, даже если учесть влияние федерального налогового кредита на производство ветровой энергии, энергия ветра остается чрезвычайно конкурентоспособным генерирующим ресурсом.

Приведенная стоимость энергии (LCOE) отражает среднюю стоимость энергии ветра без учета каких-либо федеральных налоговых льгот или других субсидий. Внутренний ветер, построенный в 2014 и 2015 годах, имеет LCOE менее 50 долларов за мегаватт-час или 5 центов за киловатт-час.Для сравнения, по оценке Управления энергетической информации, лучшая в своем классе электростанция на природном газе с комбинированным циклом имеет LCOE около 54 долларов за мегаватт-час, или 5,4 цента за киловатт-час. Кредит: Отчет о рынке ветряных технологий Национальная лаборатория Лоуренса Беркли

Конкуренция поднимает ветер, чтобы быть дешевле, больше и лучше

Одним из преимуществ того, что энергия ветра становится полностью конкурентоспособной по сравнению с традиционным производством электроэнергии на ископаемом топливе, является то, что она оказывает значительное давление на ветроэнергетику, которая требует постоянного повышения стоимости и производительности своих ветряных турбин, чтобы оставаться на шаг впереди конкурентов.

Отраслевые данные показывают, что ветряные турбины, развернутые в 2016 году, имеют роторы большего диаметра, что позволяет им улавливать больше ветра в целом, и более высокие ступицы, что позволяет им улавливать более устойчивые ветры, доступные на больших высотах. Средний диаметр ротора в 2016 году составил 108 метров, что на 13 процентов больше, чем в среднем за предыдущие 5 лет, в то время как средняя высота ступицы в 2016 году составила 83 метра, что на 1 процент выше среднего показателя за предыдущие 5 лет. В результате средняя генерирующая мощность вновь установленных ветряных турбин в США в 2016 году составила 2.15 мегаватт, что на 11 процентов выше среднего показателя за предыдущие 5 лет.

Усовершенствования конструкции ветряных турбин не только помогли увеличить максимальную мощность, которую они могут производить (или их генерирующую мощность), но и их коэффициент мощности, то есть показатель того, как часто они фактически производят энергию. Средний коэффициент мощности проектов, установленных в 2014 и 2015 годах, составлял более 40 процентов - это означает, что они производили 40 процентов максимально возможной энергии, которую они могли бы произвести, если бы было очень ветрено 24 часа в сутки, 365 дней в году.

Усовершенствование конструкции ветряных турбин привело к значительному увеличению коэффициента использования ветряных электростанций - показателя того, как часто они фактически производят энергию. Средний коэффициент мощности среди проектов, построенных в 2014 и 2015 годах, составлял 42,6 процента по сравнению со средним показателем 32,1 процента среди проектов, построенных с 2004 по 2011 год, и 25,4 процента среди проектов, построенных с 1998 по 2001 годы. Фото: Отчет о рынке ветряных технологий Lawrence Berkeley National Лаборатория

Как насчет затрат на интеграцию, связанных с изменчивостью ветра?

Здесь вы можете спросить, а как насчет всех затрат, связанных с изменчивостью ветра? Разве нам не нужны хранилища, чтобы управлять колебаниями выработки энергии ветра? К сожалению, нет кратких ответов на вопрос, каковы затраты на интеграцию переменного источника электричества, такого как ветер.Ответ - однозначный: «это зависит от обстоятельств».

Одна вещь, которую мы можем сделать, - это посмотреть, как количество ветра, принудительно уменьшенное или ограниченное операторами сети, изменилось по мере того, как количество энергии ветра в сети увеличилось. На приведенном ниже рисунке показаны как скорость проникновения ветра, так и скорость ослабления ветра в период с 2008 по 2016 год для семи независимых системных операторов США (ISO) (карта ISO США здесь).

Эта цифра отслеживает изменения в проникновении ветра и ограничении ветра, или количестве ветровой генерации, которая принудительно отключается оператором сети, на семи единицах.S. независимый системный оператор (ISO) регионов. В то время как проникновение ветра значительно увеличилось, сокращение ветровой нагрузки на уменьшилось на из-за инвестиций в передачу и других операционных изменений, направленных на использование энергии ветра. Кредит: Отчет о рынке ветряных технологий Национальная лаборатория Лоуренса Беркли

Если вы посмотрите на общее изменение проникновения ветра и ограничения ветра по всем семи ISO, сокращение фактически уменьшилось на , даже несмотря на то, что проникновение ветра значительно увеличилось. Это не означает, что затраты на интеграцию ветроэнергетики незначительны. Фактически, главная причина, по которой сокращение выбросов сократилось с момента его пика в 2009 году, заключается в том, что регионы вкладывают средства в крупномасштабные линии электропередачи, чтобы направлять энергию ветра с равнин в города и лучше сбалансировать выработку энергии ветра со спросом. В регионе Совета по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT), например, коммунальные предприятия инвестировали 7 миллиардов долларов в линии электропередачи, связывающие ветреный Западный Техас с восточными и центральными городами, что значительно сократило сокращение выбросов.Как и все инвестиции в линии электропередачи, эти затраты были распределены по всей клиентской базе, поэтому они не отражены в стоимости энергии ветра, показанной на диаграммах выше. Но когда вы распределяете миллиардные инвестиции между миллионами клиентов, затраты, понесенные в расчете на одного клиента, относительно невелики.

Поскольку исключительно низкая цена на ветровую энергию в США стимулирует дальнейшее строительство ветряных электростанций, будет интересно посмотреть, как операторы сетей в США справятся с задачей интеграции энергии ветра с остальной сетью. По крайней мере, до сих пор они добивались успеха. Но директивные органы и регулирующие органы должны осознавать необходимость в новых мощностях передачи и других модернизациях сети для интеграции ветряных электростанций, поскольку все больше турбин устанавливается в большем количестве мест. Определение инвестиций с наименьшими затратами для интеграции наиболее возобновляемой энергии - непростая задача, но она будет становиться все более жизненно важной, поскольку возобновляемые источники энергии теряют ярлык «альтернативной энергии» и становятся основным источником поставок электроэнергии в США.

Анализ затрат на энергию 2020: Ветер готов к нулевому субсидированию в будущем

По мере того, как усиливается давление, направленное на преодоление климатического кризиса и сокращение выбросов углерода, прогнозируется, что ветер и солнечная энергия будут продолжать расти, опережая все другие возобновляемые технологии.

В 2018 году несколько организаций сообщили, что ветровая энергия приобрела статус «основной технологии», что значительно снизило стоимость большинства других генерирующих технологий.

В прошлом году этот процесс консолидировался, а снижение затрат на генерацию продолжается.

Не только дешевеет оборудование, но и растет уверенность инвесторов в возможности использования энергии ветра, что отражается в снижении финансовых затрат.

Контракты на ветроэнергетику с «нулевым субсидированием» становятся все более распространенными, хотя большинство проектов по-прежнему полагаются на некоторые формы договорных гарантий, даже если они не требуют субсидий.

Это, возможно, неизбежно, поскольку капиталоемкость ветроэнергетики означает, что инвесторы нуждаются в гарантиях долгосрочных контрактов.

То же самое можно сказать и о большинстве других технологий использования возобновляемых источников энергии и, конечно же, ядерной.

В последние месяцы, в связи с растущими опасениями по поводу воздействия глобального потепления, необходимость сокращения выбросов углекислого газа (CO 2 ) была выдвинута на политическую повестку дня, и ветер играет существенную роль в процессе декарбонизации.

Тем не менее, в двух крупнейших источниках выбросов CO 2 - США и Китае - будущее ветра, возможно, менее безопасно, чем где-либо еще.

Перспективы ветроэнергетики в США и Китае

В США цена на газ несколько лет зигзагообразно снижалась, но немного снизилась в 2018 году.

Однако за первые девять месяцев 2019 года тенденция хотя бы немного изменилась.

Согласно прогнозам Управления энергетической информации (EIA) Министерства энергетики США, цены на газ вырастут при большинстве сценариев, но это не гарантия.

Средняя цена на газ в одном из крупных узлов в настоящее время такова, что - с учетом стоимости доставки для производителей электроэнергии - электричество, работающее на газе, можно производить примерно по 34 доллара за МВтч.

Wind, при средней установленной стоимости 1350 долларов за кВт, может конкурировать с ним только на площадке со средней скоростью ветра 9 м / с.

Такие высокие скорости ветра случаются редко и, как правило, ограничиваются горными районами, где затраты выше средних.

В настоящее время будущее ветроэнергетики в США обеспечивается федеральной налоговой льготой на добычу.В некоторых штатах, таких как Калифорния и Нью-Йорк, есть свои собственные механизмы политики для поощрения ветроэнергетики; при этом стоимость газа в некоторых районах выше средней.

В Китае основным конкурентом ветровой энергии является угольная генерация, но разница в стоимости довольно мала. Один анализ, проведенный авторами из двух шведских и двух китайских организаций, показывает, что солнечная энергия уже конкурентоспособна с углем в 22% городов Китая.

То же самое, вероятно, справедливо и для ветра, поскольку затраты на производство для двух возобновляемых технологий в настоящее время очень похожи в большинстве мест.

В результате улучшения экономических показателей Китайский центр возобновляемых источников энергии выдвинул сценарий дальнейшего развития солнечной и ветровой энергетики в следующие десять лет.

Новые годовые установки могут достигать 70–140 ГВт для ветра и 80–160 ГВт для солнечных фотоэлектрических систем.

Министерство энергетики США в своем Международном энергетическом прогнозе предполагает менее быстрый рост, но оба источника предполагают, что к 2050 году на солнечную, ветровую и гидроэнергетику вместе будет приходиться примерно половина производства электроэнергии в Китае.

В глобальном масштабе существует множество прогнозов того, как будет развиваться ветровая и солнечная энергия, и данные, показанные в таблице прогнозов мощности, ниже, типичны для более осторожных оценок.

Международное энергетическое агентство (МЭА) в своем обзоре World Energy Outlook 2019 прогнозирует, что мощность ветра достигнет 1000 ГВт примерно к 2025 году и 1856 ГВт к 2040 году.

Управление энергетической информации США (EIA) предполагает, что ветроэнергетика будет развиваться несколько более медленными темпами до 2040 года - когда прогноз будет почти идентичен прогнозу МЭА - и после этого темпы роста немного замедлятся, достигнув 2400 ГВт к 2050 г.

Ожидается, что развитие солнечной энергетики - с точки зрения производства энергии - будет аналогично развитию ветровой энергии, при этом некоторые официальные органы предполагают несколько более высокие темпы роста, некоторые - меньшие.

Поскольку коэффициент использования солнечной энергии ниже, чем у ветра, ее установленная мощность будет выше.

МЭА ожидает, что солнечная энергия обгонит ветер по установленной мощности примерно к 2020 году, а затем вырастет до 3100 ГВт к 2040 году.

Большинство властей ожидают, что вклад солнца и ветра будет одинаковым, при этом EIA прогнозирует, что к 2040 году они будут вносить около 5 000 ТВтч в мировое производство электроэнергии.

МЭА, в своем (более оптимистичном) «сценарии устойчивого развития», оценивает выработку энергии ветра на уровне 8,300 ТВтч, а солнечной энергии - на уровне 7,200 ТВтч в 2040 году, при этом вклад обоих будет больше, чем вклад гидроэнергии (6,950 ТВтч).

BP в своем Энергетическом обзоре ожидает, что к 2040 году ветер будет составлять чуть менее 14% мирового производства электроэнергии, что немного больше, чем солнечная энергия.

Расходы на ветер быстро падают

Одним из факторов, влияющих на скорость развития ветровой энергии, является стоимость производства.

Последние финансовые отчеты трех крупных производителей показывают, что отпускные цены на наземные турбины продолжают падать и сейчас составляют около 800 долларов за киловатт - примерно на 100 долларов за киловатт меньше, чем уровень, о котором сообщает Национальная лаборатория Лоуренса Беркли в своем ежегодном обзоре.

С учетом небольшого снижения балансовых затрат станции до 550 долларов США / кВт, это говорит о том, что средняя установленная стоимость в настоящее время составляет около 1350 долларов США / кВт.

Данные из различных источников показывают, что «низкая» стоимость в 1200 долларов за кВт и «высокая» стоимость в 1600 долларов за кВт охватывает большинство текущих затрат.

Всегда будут выбросы на обоих концах шкалы, но цель состоит в том, чтобы охватить большинство установок.

Затраты на производство электроэнергии были рассчитаны с использованием средневзвешенной стоимости капитала в размере 6% как для морских, так и для наземных ветроэнергетических установок (ниже, чем в прошлом году), что отражает возросшее доверие инвесторов.

При этих предположениях график ниже показывает, что даже на участке с довольно низкой среднегодовой скоростью ветра - скажем, 6 м / с - затраты на производство электроэнергии на суше, вероятно, будут в диапазоне 51-61 долл. США / кВтч.

Площадка с низкой скоростью ветра, вероятно, будет на несложной местности, и поэтому «высокая» стоимость установки на суше не будет подходящей.

При средней стоимости установки и хорошей, но не исключительной скорости ветра 7,5 м / с стоимость генерации составляет 43 доллара США / МВтч.

Если стоимость установки высока, это, вероятно, отражает трудности строительства в сложной местности, где награда - более высокая скорость ветра. При скорости 8 м / с стоимость генерации составляет 48 долларов США / МВтч.

Затраты на шельфовые разработки сложнее определить, поскольку они быстро падают, и девелоперы учитывают эти более низкие затраты в своих заявках на ввод в эксплуатацию ветроэнергетических проектов в 2023 году и в последующий период.

Offshore Wind Outlook 2019, подготовленный МЭА, предполагает, что установленная стоимость для морских ветряных электростанций в 2018 году составляла 3300 долларов США / кВт, а с учетом 700 долларов США / кВт для подключения к линии электропередачи это дает текущее среднее значение около 4000 долларов США / кВт.

Самая низкая краткосрочная стоимость установленной мощности, о которой сообщалось недавно, составляет около 2700 долларов США / кВт, и в интересах симметрии используется "высокая стоимость" в размере 5300 долларов США / кВт.

Привязка самой низкой стоимости к площадке со скоростью ветра 7,5 м / с - типичной для прибрежных скоростей во многих местах - дает затраты на генерацию в размере 122 долларов США / МВтч.При средней стоимости 4000 долларов за кВт и отличной скорости ветра 9,5 м / с стоимость генерации составит 118 долларов за МВт-ч.

Солнечные фотоэлектрические панели остаются реальной конкуренцией

Сейчас практически нет выбора между затратами на производство энергии ветра и фотоэлектрической энергии.

В некоторых местах дешевле ветровая, в других - солнечные фотоэлектрические.

Прогнозы будущего расширения, как обсуждалось ранее, часто схожи, что говорит о том, что сходство затрат, вероятно, сохранится.

Солнечная тепловая энергия - более сложная технология, чем солнечная фотоэлектрическая энергия, и ее стоимость снижается медленно.

В некоторых прогнозах относительно энергии возобновляемых источников в будущем это прямо не упоминается.

В течение года в области традиционной ядерной энергетики не произошло значительных изменений.

В отчете World Energy Outlook МЭА предполагается, что общая мировая мощность будет медленно увеличиваться до 482 ГВт к 2040 году с 420 ГВт в настоящее время.

Поскольку серийное производство, вероятно, будет редкостью, будет мало возможностей для «обучения на практике», что принесло пользу ветроэнергетике за последние 30 лет.

В результате затраты на генерацию вряд ли существенно изменятся с текущего уровня около 100 долларов США / МВтч или более.

В январе прошлого года в журнале Forbes появилась статья, в которой спрашивалось, стал ли ядерный синтез, наконец, доступным для нас.

Однако, заключил писатель, «пока не стоит задерживать дыхание». Термоядерный синтез, возможно, является самой совершенной технологией возобновляемых источников энергии с обильным, экологически чистым ресурсом - атомами водорода - и обещанием почти безграничной энергии.

Обратной стороной является то, что он требует имитации поведения солнца, что является дорогостоящим и требует удержания плазмы при температуре около 5000 ° C.

Дорогие исследования ведутся в разных местах, и работа продвигается вперед, но вопрос о том, может ли жизнеспособный реактор быть введен в эксплуатацию к 2050 году, остается открытым.

Fusion не фигурирует в качестве варианта до 2040 года в «Перспективе мировой энергетики» МЭА.

В некоторых отношениях приливная энергия находится на противоположном конце спектра ядерных технологий, поскольку технология, по сути, хорошо опробована и испытана, но затраты на энергию высоки.

Хотя технология приливных потоков - использование энергии текущих рек - вероятно, внесет небольшой вклад в энергетический баланс, приз - это приливные барражи, которые обещают крупномасштабную генерацию.

Хотя заграждения несложно построить и имеют долгий срок службы, они дороги, а это в сочетании с низким коэффициентом нагрузки сооружений означает, что затраты на электроэнергию высоки.

Британская газета Guardian сообщила в феврале 2019 года, что компания, стоящая за проектом в заливе Суонси в Уэльсе, изучает перспективы продолжения работы независимо от правительства.

Возможно, удастся получить финансирование по низкой цене, учитывая относительно низкие риски проекта.

Энергия волн изучается почти 50 лет. Одно время правительство Великобритании считало, что он станет основным возобновляемым источником энергии, но, несмотря на исследования, проведенные в Великобритании, Дании, Португалии, Австралии, США и других странах, было реализовано лишь несколько успешных проектов.

Трудность с волновой энергией - это сложность, необходимая для преобразования случайного и колебательного движения волн в форму, подходящую для выработки электроэнергии.

Энергия приливов и волн сгруппирована Международным агентством по возобновляемым источникам энергии, общая мощность которых составила 529 МВт по всему миру на конец 2018 года, и очень медленный прогресс с 2011 года.

МЭА заявляет: «Морские технологии обладают большим потенциалом, но для [исследований, разработок и демонстраций] необходима дополнительная политическая поддержка, позволяющая снизить затраты, связанные с вводом в эксплуатацию более крупных промышленных предприятий».

Общая мощность гидроэлектростанций в 2019 году составила 1300 ГВт, а прогноз МЭА на 2040 год предусматривает увеличение на 50%.Существует широкий диапазон затрат на производство электроэнергии в зависимости от размера установки и доступного напора воды. Вероятно, он будет играть полезную, но скромную роль в обеспечении безуглеродной энергии.

Лучшие площадки могут поставлять электроэнергию по цене 40 долларов за МВтч или меньше, но их немного, и наличие подходящих площадок является основным препятствием для более быстрого роста. Сама технология в основном проста, похожа на ту, что используется для приливных заграждений.

В мире насчитывается чуть более 13 ГВт геотермальных электростанций, вырабатывающих электроэнергию, и их рост очень медленный.Хотя есть «горячие точки», где пар выходит на поверхность с достаточно высокой температурой для использования в паротурбинных генераторах, этот ресурс скромен.

Великобритания и другие страны осуществляют программу глубокого бурения «горячих пород», но связанные с этим расходы таковы, что коммерческое производство пока нецелесообразно.

С другой стороны, геотермальное отопление - с использованием более умеренных температур - используется во многих местах и, вероятно, внесет полезный вклад в энергетический переход.

Biopower - использование биомассы для производства электроэнергии - это простая технология с широким спектром видов топлива, но, как правило, дорогая.

Хотя сообщается о некоторых низких затратах на генерацию, в EIA средний показатель по США составляет 92 доллара за МВтч. Согласно прогнозу МЭА, к 2030 году выработка электроэнергии увеличится вдвое по сравнению с текущим уровнем до примерно 1200 ТВтч - примерно четверть производства за счет ветра.

Стоимость всех основных технологий сравнивается в таблице ниже. Поскольку существует несколько действующих проектов по приливной и волновой энергии, они не включены, равно как и ядерный синтез.

В настоящее время ветряные и солнечные фотоэлектрические элементы, вероятно, будут доминировать в сфере возобновляемых источников энергии, возможно, все вместе, и будет интересно посмотреть, как эта гонка будет развиваться.

Инвестиционные затраты

В капитальных затратах проектов ветроэнергетики преобладает стоимость самой ветряной турбины (франко-завод). Таблица 1.1 показывает типичную структуру затрат на турбину мощностью 2 МВт, возведенную в Европе. Средняя стоимость турбины, установленной в Европе, составляет около 1 евро.23 миллиона / МВт. Доля турбины в общей стоимости составляет в среднем около 76 процентов, в то время как подключение к сети составляет около 9 процентов, а фундаменты - около 7 процентов. Стоимость приобретения турбинной площадки (на суше) значительно варьируется в зависимости от проекта, поэтому цифры в Таблице 1.1 следует использовать только в качестве примера. Другие компоненты затрат, такие как системы управления и земля, составляют лишь незначительную долю общих затрат.

Таблица 1.1: Структура затрат на типичную ветряную турбину мощностью 2 МВт, установленную в Европе (2006 год, евро)

Инвестиции (1000 евро / МВт) Доля (в процентах)
Турбина (на заводе) 928 75.6
Фундамент 80 6,5
Электромонтаж 18 1,5
Подключение к сети 109 8,9
Системы управления 4 0.3
Консультации 15 1,2
Земля 48 3,9
Финансовые расходы 15 1,2
Дорога 11 0,9
Итого 1,227 100

Источник: Расчеты автора на основе выборочных данных для европейских ветроустановок

Общая стоимость киловатта установленной ветроэнергетической мощности значительно различается между странами, как показано на Рисунке 1.1. Стоимость одного кВт обычно варьируется от 1000 евро / кВт до 1350 евро / кВт. Как показано на Рисунке 1.1, инвестиционные затраты на киловатт были самыми низкими в Дании и немного выше в Греции и Нидерландах. Для Великобритании, Испании и Германии затраты на выборку данных оказались примерно на 20-30% выше, чем в Дании. Однако следует отметить, что рисунок 1.1 основан на ограниченных данных, поэтому результаты могут не быть полностью репрезентативными для участвующих стран.

Рисунок 1.1: Общие инвестиционные затраты, включая турбину, фундамент и подключение к сети, показаны для различных размеров турбин и стран установки

Источник: на основе данных МЭА

.

Кроме того, по «другим расходам», таким как фундамент и подключение к сети, существуют значительные различия между странами: от примерно 32% общих затрат на турбины в Португалии до 24% в Германии, 21% в Италии и только 16%. процентов в Дании.Однако стоимость варьируется в зависимости от размера турбины, а также страны, в которой она установлена.

Типичные диапазоны этих других компонентов затрат как доли общих дополнительных затрат показаны в Таблице 1.2. Что касается вариаций, единственным наиболее важным дополнительным компонентом является стоимость подключения к сети, которая в некоторых случаях может составлять почти половину вспомогательных затрат, за которой, как правило, следуют более низкие доли стоимости фундамента и стоимости электроустановки.Таким образом, эти вспомогательные расходы могут значительно увеличить общую стоимость турбины. Компоненты затрат, такие как консультации и земля, обычно составляют лишь небольшую долю дополнительных затрат.

Таблица 1.2: Структура затрат на ветряную турбину среднего размера

Доля в общей стоимости Типичная доля прочих затрат (в процентах)
Турбина (на заводе) 68-84 н / д
Фундамент 1-9 20-25
Электромонтаж 1-9 10-15
Подключение к сети 2-10 35-45
Консультации 1-3 5-10
Земля 1-5 5-10
Финансовые расходы 1-5 5-10
Дорожное строительство 1-5 5-10

Источник: На основе ограниченной выборки данных из Германии, Дании, Испании и Великобритании, скорректированных и обновленных автором

Для ряда выбранных стран затраты на турбину и вспомогательные расходы (фундамент и подключение к сети) показаны на Рисунке 1.2.

Рисунок 1.2: Цена турбины и дополнительные затраты на фундамент и подключение к сети, рассчитанные на кВт для выбранных стран (левая ось), включая долю турбины в общих затратах (правая ось).

Примечание: Результат для Японии может быть вызван другим разделением инвестиционных затрат на турбины и других затрат, так как общая сумма в сумме почти такая же, как и для других стран.

Источник: Risø

солнечных и ветровых систем для жилых домов: каковы затраты на электроэнергию?

Домовладельцы, планирующие использовать солнечную энергию или ветряную установку для жилых домов, могут быстро столкнуться с шоком от наклеек, когда узнают, сколько будут стоить эти установки. Стоимость установки ветряных турбин может достигать 65 000 долларов, в то время как в среднем по стране стоимость профессионально установленной системы солнечных панелей составляет от 8 до 9 долларов за ватт.Это означает, что подключенная к сети система мощностью 2 киловатт (кВт) без резервного аккумулятора может стоить до 16 000 долларов, а аналогичная система мощностью 5 кВт может стоить более 40 000 долларов. Резервные батареи глубокого цикла для ветряных и солнечных батарей могут добавить на 20-30% больше. И хотя вы можете сэкономить около 2 долларов на ватт, выполняя работу самостоятельно, многие программы энергоэффективности имеют требования к сертификации.

Однако не теряйте надежды, если вы действительно стремитесь обеспечить свой дом энергией солнца и ветра. Читайте дальше, чтобы узнать, какие факторы следует учитывать при выборе домашней солнечной и ветряной электростанции и как снизить затраты до более достижимого уровня.

Солнечная энергия может быть доступной

Поскольку спрос на солнечную и ветровую энергию как в жилищном, так и в коммерческом секторе растет, технология совершенствуется, появляется больше производителей, а цены падают. В случае солнечной энергии стоимость средней солнечной панели в 1980 году составляла 21 доллар за ватт (например: 15-ваттная панель будет стоить 315 долларов). Сегодня средняя стоимость составляет около 1,03 доллара за ватт, что на 90 процентов меньше всего за 25 лет. Также увеличилась выходная мощность.В 1980 году обычная солнечная панель могла выдавать 22 Вт. Сейчас 100-ваттные панели являются обычным явлением, если их не много, они предлагают увеличение мощности на 450%. Более того, есть также новые улучшения, доступные за счет отслеживания (моторизованное крепление отслеживает солнце в течение дня для повышения эффективности) и концентрации солнечного света для извлечения до 75 процентов солнечных лучей и повышения эффективности в 1000 раз по сравнению с обычными плоскими панелями.

Несмотря на недавнее сокращение затрат, причина, по которой бытовые системы возобновляемой энергии являются дорогими, проста: вы инвестируете в электростанцию ​​домашнего размера.Как и любая крупная электростанция, это долгосрочное вложение на срок от 15 до 25 лет. И, как и в случае с любыми другими долгосрочными инвестициями, вы должны сначала выделить несколько минут, чтобы обдумать свои потребности и цели:

  • Сколько электроэнергии вы потребляете каждый день?
  • В сельской местности будет ли дороже приносить в дом столбы и провода?
  • Ваша цель - достичь самоокупаемости при сохранении привязки к сетке?
  • Ваша цель убрать электросеть из дома?

Расчет вашего использования: сколько солнечной или ветровой энергии вам нужно?

Подсчитать ваше использование может быть непросто, но это важно при принятии решения о том, сколько солнечной или ветровой энергии вам понадобится.Во-первых, вам нужно понять разницу между ваттами и ватт-часами. Мощность (ватт), необходимая для работы вещей в вашем доме, не измеряется так, как показывают ваши счета за коммунальные услуги (ватт-часы). 50-ваттная лампочка при каждом включении сжигает 50 ватт энергии. Если у вас 30-ваттная батарея, 50-ваттная лампочка не будет гореть полностью и быстро разрядит батарею.

Между тем,

ватт-часа - это единицы измерения энергии, используемой с течением времени. Итак, за один час 50-ваттная лампочка потребляет 50-ватт-часов, или.05 киловатт-часов (кВтч).

Важно помнить, что ватт-часы НЕ взаимозаменяемы при проведении расчетов. При этом способ определить свое использование - это просмотреть счета за коммунальные услуги. Например, предположим, что вы используете в среднем 1000 кВт / ч в месяц. Это составляет 33,33 кВтч в день.

Следующий шаг - выяснить, какие электроприборы и устройства вы используете, сколько ватт они потребляют и как долго вы их используете. Чтобы вычислить киловатт-час устройства или прибора, умножьте количество ватт на часы, которые оно работает в течение дня.Морозильный ларь на 500 ватт, работающий в течение десяти часов, потребляет пять киловатт-часов энергии.

Сколько солнечного света можно уловить?

Следующим шагом для поиска является количество прямого солнечного света, которое получает ваше местоположение, также известное как «инсоляция». Инсоляция зависит от угла наклона солнца, погоды, атмосферы, высоты и местоположения на земном шаре. Чем дальше к северу или югу от экватора, тем меньше часов солнечного света.

Теперь мы можем определить, сколько панелей вам может понадобиться, посчитав эффективность системы.Предположим, что ваши часы инсоляции равны 4,5. Эффективность системы является продуктом рейтингов эффективности оборудования для управления током: инвертора (для преобразования 12 вольт постоянного тока в 120 вольт переменного тока и сглаживания его в красивый, чистый 60-герцовый цикл), контроллера заряда батареи и глубокого цикла. батареи. Инверторы обычно имеют КПД около 95 процентов, контроллеры заряда - 98 процентов, а батареи - 80 процентов.

Итак, если мы умножим 0,95 на 0,98 на 0,80, мы получим эффективность системы 0,74 или 74 процента.Это означает, что с этим оборудованием 100-ваттные солнечные панели фактически производят 74 ватт. Если бы наша система была эффективна на 99 процентов, нам потребовалось бы всего 74 панели. Поскольку эффективность нашей системы составляет всего 74 процента, нам нужно 99 панелей для выработки 33 кВт / ч в день, которые используются в нашем примере дома.

В любом случае, это очень большое количество панелей, если вы хотите генерировать достаточно солнечной энергии для удовлетворения своего потребления, и вам нужно потратить много денег для удовлетворения ваших требований к электричеству.

Сократите расходы на солнечную энергию за счет меньшей электрической нагрузки

Проще всего найти способы сократить потребление электроэнергии, исключив неэффективные устройства.Во многих частях страны самым большим домашним потребителем электроэнергии являются кондиционеры. 30-тонная центральная система кондиционирования воздуха с рейтингом SEER 13 может потреблять 2,3 кВтч. За десять часов это в сумме составляет 23 кВтч - две трети всей нашей электрической нагрузки.

Существуют различные энергоэффективные способы охлаждения вашего дома. К примеру, болотные охладители работают за счет испарения, хотя они наиболее эффективны в сухой среде. Обычной альтернативой являются абсорбционные чиллеры. Они нагревают хладагент при низком давлении до тех пор, пока он не испарится, а затем он теряет тепло, конденсируясь обратно в жидкость под высоким давлением.Источником тепла может быть природный газ, пропан, керосин или солнечное тепло. Поскольку компрессора для подачи давления нет, система потребляет мало энергии.

Вторым по величине пользователем является электрический водонагреватель, на который приходится 17 процентов годовых затрат на электроэнергию. Нагреватель на 40 галлонов потребляет в среднем 8 кВт / ч в день. Есть несколько энергоэффективных альтернатив: перейти на систему нагрева по запросу, использовать природный газ или пропан для нагрева воды или рассмотреть возможность использования солнечной системы нагрева воды в дополнение к солнечным батареям.Некоторые солнечные водонагревательные системы представляют собой не что иное, как старый бак водонагревателя, выкрашенный в плоский черный цвет и помещенный в изолированную коробку со стеклянным окном, обращенным к солнцу.

Когда пришло время заменить домашнее оборудование, подумайте о переходе на приборы с рейтингом Energy Star и светодиодные лампы. Кроме того, подумайте о том, насколько хорошо изолирован и защищен от непогоды ваш дом и нужно ли его улучшать. Чем больше энергии вы можете прожить без, тем меньше энергии вам потребуется установить.

Допустим, мы установили более эффективные приборы и освещение, заменив водонагреватель и кондиционер на систему охлаждения с абсорбцией солнечной энергии, которая также нагревает воду. Это снижает потребление с 33 кВтч / день до 5 кВтч / день. Это означает, что нам нужно всего 16 панелей, что намного проще.

Расчет стоимости жилой ветряной турбины

Домашняя ветряная энергия прошла долгий путь от ветряных мельниц со стальными лопастями, которые были представлены на американских фермах в 1870-х годах.Небольшие ветряные турбины, вырабатывающие электроэнергию, доступны в различных размерах («паспортная мощность») от 1-киловаттной мощности на крыше или в дымоходе (установленная стоимость - до 7000 долларов США) до 100-киловаттных турбин, установленных на собственной опоре (около Установлено 80000 долларов). Многие турбины мощностью менее 1,2 киловатт доступны в наборах для домовладельцев из домашнего центра.

Однако, несмотря на то, что мощность ветряных турбин может выглядеть привлекательно, получить максимальную мощность за затраченные деньги сложнее, чем солнечная энергия.Хотя солнце светит каждый день, даже в пасмурную погоду, ветер гораздо более непостоянен. Некоторые части страны также более ветреные, чем другие. Следовательно, потребителю необходимо провести гораздо больше исследований, чтобы определить, сколько ветра действительно может быть доступно для его использования.

Скорость ветра также меняется локально на разных высотах. Хотя на уровне улицы может показаться легкий ветерок, на высоте 30 футов это может быть абсолютная тишина, а на высоте 100 футов - ветер. Холмы, речные долины, деревья и здания также сильно влияют на скорость ветра, особенно в городских условиях.Также необходимо учитывать местные строительные нормы и правила.

Допустим, вы хотите добавить в свою систему ветряную турбину на опоре для жилых домов, которая стоит 1800 долларов. 30-футовый столб с растяжками и несколькими мешками с бетоном стоит 500 долларов, что в сумме составляет 2300 долларов. С учетом налоговой льготы по федеральному налогу на энергию цена упадет до 1610 долларов.

Предположим также, что вы сделали свою домашнюю работу по средней годовой скорости ветра. Новая ветряная турбина будет вырабатывать 3,4 кВт / ч в день в средней ветровой зоне 12 миль / ч (класс 4).Однако средняя местная скорость ветра составляет всего около 10 миль в час (класс 2). Итак, теперь мы подсчитали, что при этих условиях ваша турбина будет производить в среднем 2,8 кВт / ч в день (примерно эквивалент 8 солнечных панелей).

Одним из способов преодоления недостатков ветровой генерации является ее объединение с солнечной энергией для создания интегрированной возобновляемой системы, которая становится надежным источником домашней электроэнергии 24 часа в сутки, вырабатывая в среднем 5 кВтч / день. В некоторых частях страны, где доступны чистые измерения, домовладелец может даже продать свою избыточную выработку электроэнергии коммунальной компании.

А как насчет скрытых затрат?

Хорошая новость заключается в том, что после того, как ваши возобновляемые системы будут установлены, обслуживание как солнечных панелей, так и ветряных турбин будет минимальным. Чтобы солнечные панели получали максимальную мощность, им может периодически необходимо промывать пыль и листья из шланга. Панели со временем изнашиваются, теряя в среднем один ватт генерирующей мощности за 20 лет. Ветряные турбины обычно имеют только две движущиеся части, которые подвержены воздействию погодных условий. Лопасти обычно привинчиваются к ступице, которая защищена носовым конусом.Также есть шарнир, который позволяет ветряной турбине поворачиваться против ветра. Оба они могут быть легко заменены деталями от производителя.

Нечто меньшее: система, привязанная к сетке

Тот факт, что вы производите собственную энергию, не означает, что вам нужно полностью отключиться от электросети. Фактически, привязанная к сети солнечная / ветровая система сохраняет соединение с коммунальной сетью, поэтому вы по-прежнему будете ее потребителем, но можете компенсировать энергию, которую вы используете от коммунального предприятия, сделав свою собственную.Предположим, вы покупаете комплект солнечной энергии, который будет генерировать около 1230 Вт для домашнего использования, примерно за 7000 долларов (10 панелей, очиститель энергии и инвертор). В систему также могут быть добавлены аккумуляторные батареи глубокого разряда; они обычно стоят около 250 долларов каждый и служат десять лет.

В среднем, одни только эти панели производят около 4 кВтч для ежедневного использования и сбрасывают 120 кВтч из ежемесячного счета, что дает экономию до 12 процентов при типичном счете за 1000 кВтч в размере 119 долларов (из расчета 11,9 цента / кВтч). Это означает ежемесячную экономию около 14 долларов.24 или 171,36 доллара в год.

Если предположить, что цены и использование останутся замороженными, система окупится за 17 лет или 24 года без федерального налогового кредита. В реальном мире ваши цифры могут измениться по мере роста цен на энергию, а цена, уплачиваемая за каждый кВтч, будет меняться в течение года, со временем увеличиваясь. Учитывая это, окупаемость инвестиций в солнечную энергию на самом деле может занять всего 15 лет или даже меньше. Кроме того, учтите, что 12-процентная экономия энергии конкурентоспособна по сравнению с прибылью, которую вы получили бы, вложив первоначальные 7000 долларов в банк.

Еще один способ окупаемости инвестиций в солнечную энергию - повышение стоимости вашего дома. Помните также, что по мере совершенствования технологии солнечных панелей домовладелец может заменять старые панели на более новые, более эффективные, которые стоят меньше. Их просто прикручивают к стойке и подключают к цепи. Со временем вы сможете еще больше сэкономить на счете и даже продавать электроэнергию электроэнергетической компании, расширяя и модернизируя как свои панели, так и батареи.

Не все дома и бюджеты могут быть сокращены прямо сейчас на солнечные панели или ветряные турбины, а также переменные, которые используются при вычислении солнечной и солнечной энергии.Стоимость ветра на ватт может иметь большую или меньшую роль в зависимости от множества факторов. Национальный веб-сайт по возобновляемым источникам энергии может предоставить ценную информацию, которая поможет определить, подходит ли ваше местоположение для использования ветра или солнца, или того и другого. Вам нужно будет сделать значительные инвестиции практически при любых обстоятельствах, но если местные условия и ваше финансовое положение совпадают, вы можете обнаружить, что производство возобновляемой энергии - правильный шаг для вашего дома.

Отчет

подтверждает, что достижения в области ветроэнергетики продолжают снижать стоимость энергии ветра

Ценообразование на энергию ветра остается привлекательным, согласно отчету, опубликованному U.S. Министерство энергетики и подготовлено Национальной лабораторией Лоуренса Беркли (Berkeley Lab). При средних ценах ниже 2 центов за киловатт-час (кВт-ч) для вновь построенных проектов ветер является конкурентоспособным по сравнению с другими источниками генерации.

«Цены на энергию ветра - особенно в центральной части Соединенных Штатов и поддерживаемые федеральными налоговыми льготами - находятся на рекордно низком уровне, при этом коммунальные предприятия и корпоративные покупатели выбирают ветер в качестве недорогого варианта», - сказал старший научный сотрудник Berkeley Lab Райан Уайзер.

Основные выводы исследования U.S. «Отчет о рынке ветряных технологий» Министерства энергетики включает:

  • В 2018 году рост ветроэнергетических мощностей продолжался устойчивыми темпами. В целом по стране в 2018 году добавление ветроэнергетических мощностей составило 7 588 мегаватт (МВт), при этом 11 миллиардов долларов было инвестировано в новые электростанции. Ветроэнергетика составила 21% от всех добавленных генерирующих мощностей в США. На энергию ветра приходилось 6,5% электроэнергии в стране, более 10% от общего объема производства электроэнергии в 14 штатах и ​​более 30% в трех из этих штатов (Канзас, Айова и Оклахома).Кроме того, 232 гигаватт ветра требуются для объединения линий электропередачи, 2% из которых представляют собой предлагаемые ветряные электростанции в паре с хранилищем.
  • Щелкните, чтобы просмотреть в полном размере. (Источник: Лаборатория Беркли)

    Более крупные турбины повышают эффективность ветроэнергетических проектов. Средняя генерирующая мощность вновь установленных ветряных турбин в США в 2018 году составила 2,4 МВт, что на 239% больше, чем в 1998–1999 годах. Средний диаметр ротора составил 116 метров, что на 141% больше, чем в 1998–1999 годах, а средняя высота ступицы составила 88 метров, что на 57% больше, чем в 1998–1999 годах.Заявки на получение разрешений предполагают, что скоро появятся и более высокие турбины. В частности, увеличенный диаметр ротора в последние годы повысил показатели мощности ветроэнергетических проектов. Средний коэффициент использования мощности в 2018 году среди проектов, построенных с 2014 по 2017 год, составил 42% по сравнению со средним показателем 31% среди проектов, построенных с 2004 по 2011 год, и 24% среди проектов, построенных с 1998 по 2001 годы.

  • Щелкните, чтобы просмотреть в полном размере. (Источник: Лаборатория Беркли)

    Низкие цены на ветряные турбины продолжают снижать стоимость установленных проектов. Цены на оборудование для ветряных турбин упали до 700-900 долларов за киловатт (кВт), и это снижение приводит к снижению затрат на уровне проекта. Средняя установленная стоимость ветроэнергетических проектов в 2018 году составила 1470 долларов США за кВт, что на 40% ниже пикового уровня в 2009 и 2010 годах.

  • Щелкните, чтобы просмотреть в полном размере. (Источник: Лаборатория Беркли)

    Цены на энергию ветра находятся на историческом минимуме. Снижение стоимости установленного проекта, наряду с улучшением показателей мощности, позволяет устанавливать агрессивные цены на ветроэнергетику.После превышения уровня 7 центов за кВтч в 2009 году средняя согласованная долгосрочная цена по соглашениям о продаже энергии ветра упала до уровня ниже 2 центов за кВтч. Недавно подписанные контракты на ветроэнергетику выгодно отличаются от прогнозов стоимости топлива для газовой генерации. Цены на солнечную энергию также резко снизились, что отрицательно сказалось на конкурентоспособности ветровой энергии в некоторых регионах. Сниженная стоимость ветра также достигла рекордно низкого уровня, в среднем 36 долларов за МВтч для станций, построенных в 2018 году.

  • Щелкните, чтобы просмотреть в полном размере.(Источник: Лаборатория Беркли)

    Стоимость ветра в сеточной системе снизилась за последнее десятилетие, но за последние два года восстановилась. На стоимость ветра на оптовых рынках электроэнергии влияет расположение ветряных электростанций, их почасовая производительность и то, как эти характеристики соотносятся с ценами на электроэнергию и рынками мощности в реальном времени. Рыночная стоимость ветроэнергетики в 2018 году была самой низкой в ​​Юго-Западном энергетическом пуле и Техасе (в среднем 17 долларов США / МВт-ч и 18 долларов США / МВт-ч соответственно), тогда как самым дорогим рынком была Новая Англия (41 доллар США / МВт-ч).Цены на энергию ветра, как правило, конкурентоспособны с этими оценками стоимости, что стимулирует спрос на ветер как со стороны традиционных электроэнергетических компаний, так и со стороны покупателей, не относящихся к коммунальным предприятиям, таких как корпорации, университеты и муниципалитеты.

  • Внутренняя цепочка поставок ветряного оборудования разнообразна. В ветроэнергетических проектах, недавно установленных в Соединенных Штатах, наибольшее количество произведенных внутри страны компонентов приходится на гондолы в сборе (более 90%), башни (от 75 до 90%) и лопасти и ступицы (от 50 до 70%).Для большинства внутренних компонентов гондолы он намного ниже (менее 20%). В конце 2018 года занятость в ветроэнергетическом секторе достигла нового максимума и составила 114 000 человек, занятых полный рабочий день.

Вклад Berkeley Lab в этот отчет финансировался Управлением энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США.

# #

Национальная лаборатория Лоуренса Беркли и ее ученые были основаны в 1931 году с убеждением в том, что самые большие научные проблемы лучше всего решаются командами. Они были удостоены 13 Нобелевских премий.Сегодня исследователи Berkeley Lab разрабатывают решения в области устойчивой энергетики и защиты окружающей среды, создают новые полезные материалы, расширяют границы компьютерных технологий и исследуют тайны жизни, материи и Вселенной. Ученые со всего мира полагаются на возможности лаборатории в своих научных открытиях. Berkeley Lab - это многопрограммная национальная лаборатория, управляемая Калифорнийским университетом при Управлении науки Министерства энергетики США.

Управление науки Министерства энергетики США является крупнейшим спонсором фундаментальных исследований в области физических наук в Соединенных Штатах и ​​работает над решением некоторых из самых насущных проблем нашего времени.Для получения дополнительной информации посетите сайт energy.gov/science.

Дополнительная информация:

Полный отчет о рынке ветряных технологий за 2018 год, презентационная панель слайдов, в которой резюмируется отчет, несколько визуализаций данных и рабочая книга Excel, содержащая большую часть данных, представленных в отчете, можно загрузить с сайта windreport.lbl.gov.

Отчет Министерства энергетики США об этом исследовании доступен по адресу energy.gov/windreport.

Контактное лицо по техническим вопросам:

Райан Уайзер (510) 486-5474, [адрес электронной почты защищен]

Марк Болинджер (603) 795-4937, [адрес электронной почты защищен]

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *