Ветряк сколько дает энергии: Ветрогенератор для дома — минусы и минусы. Расклад по ценам и киловаттам. Цена за 1квт от ветряка.

Что если смешать? Как ветряная и солнечная энергетика могут работать сообща

Мировые новости: учитывая падение стоимости технологий, их смешение  в разрезе ветряной и солнечной отраслей энергетики, а также энергохранения представляется одним из способов взаимоинтегрирования ВИЭ при меньшей суммарной стоимости.

Почти сдан… Находящийся в Австралии проект Kennedy компании Windlab сочетает в себе 43 МВт энергии ветра, получаемых с помощью 12 установок компании Vestas модели V136-3.6MW, 15 МВт от фотоэлектрических устройств, а также 2МВт/4МВт·ч энергонакопления.

После публикации октябрьского доклада «Межправительственной группы экспертов по изменению климата», в котором решительно установлен 12-летний срок, в течение которого необходимо снизить темпы глобального потепления до 1,5 ºC, президенту австралийской компании-разработчика Windlab Роджеру Прайсу (Roger Price) пришлось внимательно подходить к выбору слов.

«Энергетический сектор находится в стадии перехода. Кто-то уже сейчас относится к этому процессу с оптимизмом. В итоге экономическая составляющая станет более прозрачной», – заявил Прайс.

«В большинстве стран, входящих в «Организацию экономического сотрудничества и развития», несовременные электростанции – как правило угольные – были построены государством. Эти станции не смогут «прыгнуть выше головы» своего срока эксплуатации.

Рано или поздно их нужно заменить не только более дешёвым, но и более экологичным видом генерации. В ближайшие 20 с небольшим лет ветряная и солнечная энергетика заменит большую часть устаревшей генерации».

Те, кто осознают это и будут действовать решительно, преуспеют первыми», – прогнозирует Прайс.

По словам представителей Windlab они разрабатывают крупнейшую экологичную электростанцию смешанного типа для коммунальных предприятий.

По введении в эксплуатацию в начале 2019 г., энергопарк Kennedy будет сочетать в себе 43 МВт энергии ветра, 15 МВт от фотоэлектрических устройств, а также 2МВт/4МВт·ч энергонакопления.

«Каждый из элементов – солнечная, ветроная энергетика, энергонакопление и генерация в оперативном порядке – интегрированы и находятся непосредственно до точки технологического присоединения. В глазах распределительной компании Ergon Energy они представляют собой единый источник энергии», – заявляет Прайс.

Когда четыре года назад в Windlab начали работу над этим проектом, целью было желание понять, насколько глубоко возможно интегрировать генерацию с помощью ВИЭ в общую энергосеть.

В районе Северный Квинсленд солнечные ресурсы в превосходном состоянии, ветровые – частью достаточного качества, коэффициент производительности составляет 45 %.  В некоторых зонах они используются совместно.

«В обычных условиях ближе к вечеру, к заходу солнца, в районе 16-17 часов, поднимается ветер, который не ослабевает почти до 9 утра следующего утра», – заявляет Прайс.

Электростанция расположена в довольно удалённой местности, присоединена к 66-кВ кабелю и обладает мощностью 50 МВт. Уже действующая отдельностоящая фотоэлектростанция мощностью 18 МВт присоединена к общей энергосети.

Добавление 58 МВт мощности от энергии солнца и ветра намного превысило бы пропускную способность кабеля и привело к сокращению передаваемой энергии, особенно в тех случаях, когда выработка обоих типов энергии на станции Kennedy достигает высоких показателей.

Как предотвратить сокращение

Именно для таких случаев на станции Kennedy вместо возникавшего бы в противном случае сокращения передаваемой энергии предусмотрено её накопление в аккумуляторах, которые запрограммированы либо на её отдачу в сеть по высокой цене (через арбитражную сделку), либо на подачу энергии с целью обеспечения сети сопутствующими услугами, наподобие стабилизации частоты.

В качестве наглядного примера всёвозрастающей доходности арбитражных сделок можно привести оптовые цены на электроэнергию прошлого года, которые находились в районе значения 75 AUD/МВт·ч (австралийские доллары) ($53/МВт·ч) (американские доллары).

Однако, высокая степень проникновения солнечной энергетики в регион, где уже имеется 6 ГВт установленной мощности, главным образом в виде установленных на крышах солнечных панелей, переизбыток солнечной генерации устремит оптовые цены к нулю.

Считается, что создающее переизбыток солнечной энергии бесконечное строительство соответствующих электростанций только увеличит разрыв между ценами пикового спроса и ценами тех периодов, когда выработка достигает максимальных значений при одновременном невысоком спросе.

Имеющееся в распоряжении Windlab программное обеспечение проекта Kennedy отвечает за распределение нагрузки и осуществление рыночных сделок.

Помимо поставки ветроустановок, компания Vestas разработала для электростанции смешанного типа контрольную систему ПО, позволяющую управлять всеми элементами, включая ветро- и солнечноэнергетические составляющие, энергонакопление, в качестве единой межоперационной системы.

Система «знает», когда требуется отдача энергии в сеть, когда следует направить её в аккумулятор, а когда необходимо сброить энергию в ответ на команды, подаваемые ПО Windlab по распределению нагрузки и рыночным операциям.

С целью тестирования концепций «ветер-и-хранение» (ВиХ) и «солнце-и-ветер» (СиВ), а также применения других отраслей знаний, например, средств управления системами и внедрения в энергосеть, в 2012 г. Vestas выполнила рабочий проект ВиХ и демонстрационный фотоэлектрический проект СиВ.

«Система ВиХ вот уже в течение шести лет предоставляет энергосистеме сопутствующие услуги, но до недавних пор мы не считали спрос на рынке достаточно устойчивым для продвижения на него наших мощностей», – делится Бо Хессельбек (Bo Hesselbæk), старший директор Vestas по продукции для электростанций.

Так что же думает г-н Прайс о перспективах электростанций смешанного типа, наподобие проекта Kennedy?

«Наши представления изменялись в течение всех последних четырёх лет. Мы искали преимущества объединения энергии солнца и ветра с позиции виртуальной сети. Ведь это способ достижения большей доли экологически чистой энергии в энергосети за меньшие деньги», – заявляет он.

Перерождение… В 2009 г. коммунально-сбытовая компания Hamburg Energie превратила бывшую мусорную свалку к югу от Гамбурга в электростанцию смешанного типа.

Преимущества дополнительного использования энергии ветра

В 2017 г. Windlab опубликовала результаты исследования, в ходе которого было установлено, что одним из способов избежать как чрезмерного сокращения передаваемой энергии, так и большого объёма инвестиций в энергонакопительный сектор таких регионов, как Северный Квинсленд, генерация в которых ярко выражена в виде солнечной, а также ветровой – в статусе вспомогательной, будет большее использование как раз энергии ветра.

Согласно этому исследованию, даже в случаях когда доля фотоэлектрики достигает 60 %, сокращение передаваемой энергии превышает 45 %.

Соотношение 3/7 фотоэлектрики к ветровой генерации вызвало бы спад сокращения до 10 % при общей доле ВИЭ в генерации на уровне 60 %.

В исследовании спрогнозировано достижение к 2030 г. суммарной доли ВИЭ в электроэнергетике смешанного типа в штате Квинсленд уровня в 50 %.

Если эта цель будет достигнута исключительно путём применения фотоэлектрических установок, потребуется энергонакопление в объёме 50 ГВт·ч; но если на ветрогенерацию будет приходиться больше 50 % запланированных мощностей, то дополнительных аккумуляторных станций не потребуется.

На практике это означает необходимость определения качественных площадок под ВЭС, обеспечивающих высокие показатели продуктивности, признание в качестве первоочередной задачи технологическое присоединение ветровой генерации к энергосистеме, а также развитие передающей инфраструктуры с целью обеспечения достойных показателей ветровых ресурсов, с тем чтобы солнечная и ветряная энергетика совместно могли обеспечить экологически чистую, бесперебойную и недорогостоющую сеть энергоснабжения.

Существование настоящих электростанций смешанного типа (например, проект Kennedy) возможно в тех областях, которые нуждаются в новых мощностях, а кроме того обладают достойными взаимодополняющими солнечными и ветровыми ресурсами.

Два источника генерации могут быть присоединены к сети по цене одного, но выработка таким образом становится оптимизированной, снижая нормированную стоимость энергии.

Windlab занимается разработкой ветропроектов в Африке, включая ЮАР и Танзанию, и исследует возможности применения электростанций смешанного типа сразу в нескольких местах.

Улучшенное использование присоединения к сети

Ранее в этом году в Индии, переживающей в последние годы всплеск постройки предприятий ветро- и солнечной (фотоэлектрической) энергетики, была провозглашена политика «гибридного» применения энергии солнца и ветра с целью большей полноты использования и без того ограниченного числа точек технологического присоединения к сети.

Индийская «Корпорация гелиоэнергетики» в июне объявила о старте «гибридного» солнечно-ветряного тендера, на котором разыгрывались 2,5 ГВт мощности, хотя новостей о нём, кроме переноса срока его окончания с августа на сентябрь, больше не было.

«Агентство США по торговле и развитию» предоставило грант на техническое задание и планирование проекта смешанного типа, разработанного индийским энергопредприятием IL&FS Energy Development Company Limited (IEDCL) в штате Андхра-Прадеш.

Почти три года назад IEDCL сообщило властям штата, что электростанции смешанного типа, работающие на возобновляемых источниках энергии, являются подходящим решением для поддержания высокой доли ВИЭ в общей энергосети.

В сравнении с элетростанцией, работающей за счёт одного ресурса ВИЭ и обеспечивающей уровень сгенерированной электроэнергии, которую можно пустить на распределение нагрузки, в пределах 40 %, электростанция смешанного типа обеспечивает 70-80 % такой генерации.

«Смешанное использование ресурсов повышает уверенность в такого типа генераторах», – сообщает Фрэнк Джейкоб (Frank Jakob), управляющий по энергонакоплению в проектировочно-консультационной фирме Black & Veatch.

«Более совершенные средства управления, с помощью которых можно прогнозировать наличие ресурсов на часы вперёд, включая и ветровые ресурсы, подкрепляемые системами энергонакопления, повышают уверенность, а также ценность генерации».

В общем и целом энергонакопление улучшит выработку, укрепит надёжность и оптимизирует распределение нагрузки энергии, полученной при помощи данных ресурсов.

Г-н Джейкоб считает, что функциональная взаимозаменяемость лежит в основе бесперебойного, но в то же время динамичного взаимодействия между бо́льшим числом распределяемых энергоресурсов, используемым для управления изменениями электрической нагрузки, удовлетворения потребительского спроса, генерации электроэнергии и её накопления/хранения, в противовес более крупным, но уступающим по количеству генерирующим сооружениям.

Его организация обладает опытом постройки и эксплуатации микроэнергосетей, получающих энергию от генераций разного типа; в их числе одна, используемая компанией Shell в штате Техас, г. Хьюстон, в которой объединены установки солнечной фотоэлектроэнергетики, возвратно-поступательный газовый двигатель и накопительные батареи.

То же ПО, что и разработанное в Black & Veatch по стандартам открытым систем с использованием анализа поступающих данных и управляющее микроэнергосетью Shell,  будет использоваться и на ветро-солнечно-хранилищной электростанции IEDCL.

Black & Veatch берёт на себя техническую сторону проекта, включая оптимизацию солнечных (фотоэлектрических) и ветровых ресурсов, а также ёмкости энергонакопительных батарей для хранения энергии и её временно́й манипуляции. Строительные работы планируется начать ближе к концу 2019 г.

Компании-разработчики тем не менее принимают меры предосторожности. Пилотные проекты обеспечивают снижение рисков и улучшают возможности привлечения финансирования таких проектов смешанного типа. Объект в штате Андхра-Прадеш мощностью 42 МВт в окончательном виде планируется превратить в электростанцию мощностью 1 ГВт.

В зависимости от успешности инвестиций, направленных на улучшение электросетевой инфраструктуры региона, австралийский проект Kennedy должен стать единым проектом мощностью 1 ГВт, сочетающим в себе использование энергии солнца и ветра, а также энергонакопление.

Улучшенные технологии и прогнозирование

Успешное функционирование электростанций смешанного типа зависит от ряда факторов. Падение цен на энергию ветра и солнца и аккумуляторные батареи означает рост их экономической жизнеспособности.

Компания Nidec ASI, внедряющая системы энергонакопления и работающая с такими поставщиками электроэнергии, как Enel и EDF, обладает опытом в дополнительном оснащении ветро- и солнцеэнергетических электростанций накопительными батареями, а также в проектировании микроэнергосетей, основанных на использовании таких батарей и энергии ветра и солнца.

Более «умные» сети… Использование взаимодополняющих возобновляемых ресурсов улучшает надёжность сети, в то время как улучшенные схемы прогнозирования помогают управлять разрядкой и зарядкой аккумуляторных батарей.

Кайла Хэйнс (Kaila Haines) указывает в качестве одного из факторов необходимость снижения цен по договорам о покупке электроэнергии (ДПЭ) в отраслях ветровой и солнечной генерации.

«Цены по ДПЭ от энергии ветра находятся на уровне $21/МВт·ч, а от энергии солнца – $36/МВт·ч. В некоторых проектах применение солнечных и энергонакапливающих установок оказывается таким же дешёвым, каким ещё недавно было применение исключительно солнечных», – делится она.

Если подходить с технологической стороны вопроса, расширение до применения технологий прогнозирования условий ветра играет на руку совместному использованию ветроустановок и энергонакопительных батарей.

Перебои в ветрогенерации случаются более часто и имеют более значительный эффект, чем в гелиогенерации, что создаёт возможности для энергохранения с целью снижения сокращения передаваемой энерии, укрепления показателей выработки и улучшения надёжности сети.

В среднем прогнозируемость для солнечной энергетики находится в районе 90 %, в то время как таковая для ветряной составляет 70 %.

«Если имеется способ улучшения прогнозируемости путём применения более точного технического прогнозирования, то он позволит более активно управлять разрядкой и зарядкой батарей.

Обычно требуется увеличение размеров батареи, чтобы справиться с пиковыми нагрузками, возникающими при внезапных порывах ветра. Лучшая прогнозируемость поможет облегчить их эксплуатацию и увеличить её продолжительность».

На о. Мартиника (Французские Антильские острова) Nidec ASI поставила для нужд 14-мегаваттного ветропарка накопительную батарею с показателями 5МВт/5МВт·ч, а также систему управления производством и распределением электроэнергии.

Это позволило сетевому оператору лучшим образом оценить прогноз производства электроэнергии, с тем чтобы достичь повышенных показателей стабильности сети и увеличить отдачу энергии в неё.

Хэйнс сообщает, что: «В этом проекте больший упор идёт на погодные данные, в т.ч. о ветряных потоках, которые встроенные алгоритмы считывают в оперативном порядке; затем за счёт этих данных достигается 80 % прогнозируемости к концу года, а в 2019 г. мы достигнем 90 %».

В случае дальнейшего падения цен на ВИЭ и энергонакопительные батареи, «извергающиеся» угольные ТЭС скоро могут стать достоянием прошлого.

Эти летом впервые за последнее десятилетие цена на углеродные квоты в Евросоюзе достигла €20/тонна. Если рост продолжится, внимание инвесторов будет всё больше обращено в сторону ВИЭ.

Клайв Тертон (Clive Turton) президент Vestas Asia Pacific заявляет, что: «Мы не думаем, что существует предел объединению технологий на электростанциях смешанного типа.

Вариантов много, и каждый из них свойственен конкретному правовому климату, доступности ресурсов и их взаимозаменяемости, предпочтениям покупателей и ситуации на рынке».

Источник Windpower Monthly

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.

Ветрогенератор в игре раст: полный гайд

Уже прошло более года с момента выхода апдейта «The Electric Anniversary». Напомню, что релиз этого апдейта произошёл 6 декабря 2018 года. Именно это обновление открыло новую эру в Rust – эра электричества. В игру было введено огромное количество электрических компонентов. Поделить их можно на источники, резервные источники, передатчики, потребители. Вот о самом мощном источнике электричества мы сегодня и поговорим.

Ветрогенератор в Rust

Содержимое статьи

Ветрогенератор в Rust

Ветрогенератор считается самым мощным источником электричества в Rust. Его максимальная выработка энергии – 150 единиц. Напомню, что два других генератора, солнечная панель и маленький генератор, вырабатывают меньше энергии. Солнечная панель вырабатывает максимально 20 единиц электроэнергии, но ночью энергия вообще не поступает. Маленький генератор же стабильно вырабатывает 100 единиц электроэнергии, но это всё же меньше, чем у ветрогенератора.

Вырабатываемая ветрогенератором энергия напрямую зависит от ветра. Логично предположить, что если застроить этот источник энергии, то он не сможет вырабатывать энергию вообще. А где у нас потоки ветра сильнее? Потоки ветра повышаются с высотой. Это значит, что чем выше будет находится ветрогенератор, тем больше энергии он будет вырабатывать. Помните, что вырабатываемая ветрогенератором энергия может опуститься. Хотя, если установить его достаточно высоко, то ниже 100 единиц электроэнергии он не будет вырабатывать.

Как же его лучше всего ставить? Лично я делаю так – строю вышку из настенных каркасов в восемь этажей. На 5-6 уровне устанавливаю удлинитель в виде комбинатора питания. А затем от комбинатора подключаю нужные мне компоненты. Восьмого этажа вполне достаточно для того, чтобы вырабатываемая энергия не опускалась ниже ста единиц. Для более удобного пользования вышкой на каркасы можно поместить сетки, благо они не особо затратны в плане крафта.

Пример вышки для ветрогенератора

Где найти ветрогенератор?

Найти данный источник энергии можно в пяти местах:

  • Заблокированный ящик – 3%;
  • Элитный ящик – 2%;
  • Военный ящик – 1%;
  • Учёный с нефтяной вышки – 0,1%;
  • Тяжёлый учёный – 0,1%.

Есть возможность покупки ветрогенератора в городе бандитов. Цена вопроса – 500 единиц металлолома.

Изучение и крафт

Цена изучения ветрогенератора на столе для изучений – 125 единиц металлолома. При попытке получения чертежа в ходе экспериментов на верстаке второго уровня придётся потратить как минимум 300 единиц металлолома, но не факт, что чертёж выпадет сразу.

Для крафта потребуется верстак второго или третьего уровня. Ресурсы для крафта следующие: 1500 единиц дерева, 30 единиц металла высокого качества, 3 шестерёнки, 10 единиц листового металла.

Точка вывода электроэнергии

Основы ветроэнергетики

Что такое энергия ветра?

Энергия ветра (или энергия ветра) относится к процессу выработки электричества с помощью ветра или воздушных потоков, которые естественным образом возникают в атмосфере Земли. Современные ветряные турбины используются для улавливания кинетической энергии ветра и выработки электроэнергии.

Существует три основных типа энергии ветра:

  • Ветер коммунального масштаба: Ветровые турбины размером от 100 киловатт до нескольких мегаватт, где электроэнергия доставляется в энергосистему и распределяется конечному пользователю электрическими коммунальными предприятиями или операторами энергосистем.

  • Распределенный или «малый» ветер: одиночные небольшие ветряные турбины мощностью менее 100 киловатт, которые используются для непосредственного питания дома, фермы или малого бизнеса и не подключены к сети.

  • Морской ветер: ветряные турбины, которые устанавливаются в больших водоемах, обычно на континентальном шельфе. Морские ветряные турбины больше, чем наземные, и могут генерировать больше энергии.

Как работают ветряные турбины

Когда ветер проходит мимо ветряной турбины, ее лопасти улавливают кинетическую энергию ветра и вращаются, превращая ее в механическую энергию.Это вращение вращает внутренний вал, соединенный с коробкой передач, что увеличивает скорость вращения в 100 раз. Это вращает генератор, вырабатывающий электричество.

Обычно стоящие не менее 80 метров (262 футов) высотой, стальные трубчатые башни поддерживают ступицу с тремя прикрепленными лопастями и «гондолу», в которой находится вал, редуктор, генератор и органы управления. Собираются измерения ветра, которые заставляют турбину вращаться и сталкиваться с сильнейшим ветром, а угол или «шаг» лопастей оптимизируется для захвата энергии.

Типичная современная турбина начинает вырабатывать электроэнергию, когда скорость ветра достигает шести-девяти миль в час (миль в час), известной как скорость включения. Турбины отключатся, если ветер дует слишком сильно (примерно 55 миль в час), чтобы предотвратить повреждение оборудования.

В течение года современные турбины могут вырабатывать полезное количество электроэнергии более 90 процентов времени. Например, если ветер на турбине достигает скорости включения от шести до девяти миль в час, турбина начнет вырабатывать электричество.С увеличением скорости ветра увеличивается и производство электроэнергии.

Другой распространенный показатель выработки энергии ветра называется коэффициентом мощности. Он измеряет количество электроэнергии, производимой ветряной турбиной за определенный период времени (обычно за год), относительно ее максимального потенциала.

Например, предположим, что максимальная теоретическая мощность двухмегаваттной ветряной турбины в год составляет 17 520 мегаватт-часов (дважды 8 760 часов, количество часов в году). Однако турбина может производить только 7 884 мегаватт-часа в течение года, потому что ветер не всегда дул достаточно сильно, чтобы произвести максимальное количество электроэнергии, которое турбина была способна производить.В этом случае коэффициент мощности турбины составляет 45 процентов (7 884 делить на 17 520). Помните - это не означает, что турбина вырабатывала электроэнергию только 45 процентов времени. Современные ветряные электростанции часто имеют коэффициент мощности более 40 процентов, что близко к некоторым типам электростанций, работающих на угле или природном газе.

Ветряные мельницы против ветряных турбин

Иногда люди используют термины «ветряная мельница» и «ветряная турбина» как синонимы, но между ними есть важные различия. Люди веками использовали ветряные мельницы для измельчения зерна, перекачивания воды и выполнения других работ.Ветряные мельницы вырабатывают механическую энергию, но не производят электричество. Напротив, современные ветряные турбины - это высокоразвитые машины, состоящие из более чем 8000 деталей, которые используют кинетическую энергию ветра и преобразуют ее в электричество.

Что такое ветряная электростанция?

Часто большое количество ветряных турбин строится близко друг к другу, что называется ветроэнергетическим проектом или ветряной электростанцией. Ветряная электростанция работает как единая электростанция и отправляет электроэнергию в сеть.

Как энергия ветра доходит до вас

Турбины ветряной электростанции подключены, поэтому вырабатываемая ими электроэнергия может поступать от ветряной электростанции в электрическую сеть.Как только энергия ветра будет подключена к основной энергосистеме, электроэнергетические компании или операторы будут отправлять электроэнергию туда, где она нужна людям.

Линии передачи меньшего размера, называемые распределительными линиями, собирают электроэнергию, произведенную на ветроэнергетическом проекте, и транспортируют ее к более крупным сетевым линиям передачи, где электроэнергия может перемещаться на большие расстояния в места, где она необходима. Наконец, более мелкие распределительные линии доставляют электроэнергию прямо в ваш город, дом или офис. Вы можете узнать больше о передаче здесь.

Дополнительные ресурсы

Стоят ли они? > ENGINEERING.com

Маленькая ветряная турбина на крыше - (Изображение Андола [CC BY-SA 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], через Wikimedia Commons).

Недалеко от моего места работы есть частная средняя школа с несколькими небольшими ветряными турбинами, установленными на крыше. Прямо по дороге от моего дома у одного жителя есть небольшая ветряная турбина на крыше гаража. Каждое утро по дороге на работу я проезжаю мимо фермерского дома с небольшой ветряной турбиной, установленной на 30-футовой башне.Сколько энергии могут генерировать турбины на крыше? Давайте посчитаем…

Рекламируются ветряные турбины с номинальной мощностью. Небольшие турбины, вроде тех, что вы видели на крыше, обычно рассчитаны на мощность от 400 до 1 кВт. Итак, вы можете сделать быстрый мысленный расчет и предположить, что турбина мощностью 1 кВт будет вырабатывать 24 кВт · ч энергии каждый день (1 кВт x 24 часа). Что ж, это было бы правдой, если бы ветер дул постоянно с номинальной скоростью ветра. Но факт в том, что ни одно из этих условий вряд ли может возникнуть на крыше.

Во-первых, номинальная мощность турбины - это лучший сценарий. Это показатель того, сколько мощности турбина будет генерировать при максимальной скорости ветра, которую она может выдержать. Чтобы получить более точную оценку, посмотрите на кривую мощности турбины. Вот типичная кривая мощности для турбины мощностью 1 кВт:

Кривая показывает, что турбина начинает вырабатывать мощность со скоростью около 3 м / с (6,7 миль / ч) - скорость включения. Более медленный ветер не имеет достаточной мощности, чтобы заставить ротор вращаться. По мере увеличения скорости ветра происходит быстрое увеличение мощности, но выходная мощность достигает 1 кВт (номинальная выходная мощность), когда скорость ветра составляет около 11 м / с (почти 25 миль в час).Чтобы представить это в перспективе, если бы на вашей земле средняя скорость ветра 25 миль в час, все ваши деревья были бы постоянно изогнутыми. Более вероятно, что вы увидите скорость ветра от 3 до 5 м / с, что означает, что турбина мощностью 1 кВт обычно производит менее одной десятой своего номинального значения.

Скорость останова - это скорость, при которой турбина задействует тормозной механизм для предотвращения повреждения. Типичная скорость останова всего на несколько м / с выше номинальной скорости, поэтому «золотая середина» - диапазон, в котором турбина вырабатывает свою номинальную мощность, - довольно узкий.

Чтобы сделать ветроэнергетику рентабельной, турбинам необходим доступ к сильным и устойчивым ветрам. Жилая крыша не предлагает ни того, ни другого. Скорость ветра увеличивается с высотой, и верхняя часть дома находится довольно близко к уровню земли. Хуже того, все препятствия - деревья, другие здания, даже сам дом - вызывают турбулентность на ветру. Таким образом, вместо быстрого устойчивого ветра, дующего в основном в постоянном направлении, вы получаете короткие порывы ветра, дующие со случайных направлений. Турбулентность не только снижает мощность турбины, но и вызывает механическое напряжение, которое сокращает срок службы турбины.Практическое правило заключается в том, что турбина должна быть как минимум на 9 м (30 футов) выше любого препятствия в пределах 150 м (500 футов):

Недавно я увидел исследование, в котором говорилось, что турбины на крышах следует устанавливать ближе к центру крыши, а не по периметру, потому что турбулентность больше вокруг внешней стороны крыши, чем в центре. Достаточно справедливо, но это исследование рассматривало только турбулентность, а не общую добычу. Следование его рекомендациям означает, что ваша турбина прослужит дольше. Это хорошо, потому что турбине может потребоваться очень много времени, чтобы выработать достаточно электроэнергии, чтобы компенсировать стоимость самой турбины.Лучше не ставить ветряные турбины на крышу.

В курсе «Введение в устойчивую энергетику», который я преподаю, мы выполняем упражнение для расчета срока окупаемости различных небольших ветряных турбин. Не буду упоминать бренды, но мы выбрали ветряную турбину с горизонтальной осью 400 Вт (HAWT) и HAWT мощностью 1 кВт. И мы не стали возиться с установкой на крыше - мы выбрали башню высотой 10 м (33 фута), поскольку на больших высотах дуют устойчивые ветры. В северном Иллинойсе средняя зимняя скорость ветра на высоте 10 м составляет 3.6 м / с, или около 8 миль в час.

400 Вт HAWT

При ветре 3,6 м / с турбина мощностью 400 Вт вырабатывает 50 Вт. Если предположить, что она будет работать 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году, турбина будет вырабатывать 438 кВтч в год. Средняя национальная ставка на электроэнергию в США составляет 0,12 доллара за киловатт-час, поэтому турбина экономит владельцу 52 доллара в год на стоимости электроэнергии. Типичная турбина мощностью 400 Вт стоит около 400 долларов - и это просто турбина, а не башня. Самый дешевый комплект башни, который я смог найти, стоит чуть менее 400 долларов, не считая бетонного основания.Таким образом, одна из этих турбин и ее башня стоит как минимум 800 долларов. Это более чем 15-летний период окупаемости, который не будет ужасным для долгосрочных инвестиций, за исключением того, что на турбину предоставляется годовая гарантия.

1 кВт HAWT

Популярная турбина мощностью 1 кВт с более высокой гарантией будет генерировать 77 Вт при скорости ветра 3,6 м / с. Это дает 675 кВтч каждый год, уменьшая годовой счет клиента за электричество на 81 доллар. Турбина продается за 4400 долларов без башни, и эта турбина намного тяжелее, поэтому для нее требуется более прочная башня.В целом, стоимость башни примерно такая же, как и стоимость турбины, поэтому инвестиции близки к 8800 долларам. Если бы родители Бильбо Бэггинса купили один из них в день его рождения, он окупился бы примерно во время его «одиннадцати первого» дня рождения. О, я даже не вдавался в стоимость профессиональной установки, которая может составлять 2000 долларов и более.

Легко сказать, что эти турбины не стоят своих денег по сравнению с электросетью, но как насчет удаленных мест, где сетевое электричество недоступно? Давайте посмотрим на турбину мощностью 1 кВт и башню за 8800 долларов.Мы определили, что он производит 675 кВтч в год. Есть ли лучший возобновляемый источник энергии? Солнечная?

В том же месте средний солнечный ресурс составляет 4,5 пикового солнечного часа (PSH) в день, а в худшем случае - 2,6 PSH зимой. Для выработки 675 кВтч / год фотоэлектрической (PV) матрице потребуется 1,85 кВтч / день. Зимой солнечная батарея мощностью 1 кВт могла бы покрыть это, даже если бы вся система была эффективна только на 75%. (85% - более реалистичное число.) Маленькая фотоэлектрическая система стоит около 4 долларов за установленный ватт, поэтому общие инвестиции, включая установку, составляют около 4000 долларов.Более того, в фотоэлектрической системе нет движущихся частей, поэтому она не требует ежегодного обслуживания.

Когда я провожу цифры, я просто не вижу причин, по которым домовладелец выбрал бы небольшую ветряную турбину, когда фотоэлектрическая энергия - лучший вариант. Подождите ... Я могу вспомнить одно: у меня есть невестка, которая живет на Аляске!

Энергия ветра - отличный источник возобновляемой энергии - в масштабах коммунального предприятия . Большие турбины более эффективны, чем маленькие, а более высокие башни достигают этих богатых энергией высокоскоростных ветров.Если вы думаете о небольшой турбине, подумайте еще раз. Если вы не находитесь в арктическом регионе, вам лучше потратить деньги на солнечные батареи.

Комментарии или отзыв? Продолжите этот разговор наглядно в нашем новом сообществе ProjectBoard! Нажмите здесь

Следуйте за доктором Томом Ломбардо в Twitter, LinkedIn, Google+ и Facebook.


Ветряные мельницы потребляют больше энергии для строительства, чем когда-либо производили?

В августе 2015 года мем, размещенный в группе Google+ «Тайное общество анти-AGW-ACC Cultism», организации, которая утверждает, что изменение климата является мистификацией, воспроизводил слова, предположительно написанные Томасом Гомером-Диксоном, заместителем директора Институт сложности и инноваций Ватерлоо, посвященный ветряным мельницам.Поскольку его утверждения были представлены в этом меме, Гомер-Диксон, похоже, утверждал, что ветряные мельницы никогда не производят столько энергии, сколько затрачивается на их строительство:

Цитаты, выборочно использованные в меме, были взяты из книги Гомера-Диксона « Углеродный сдвиг: как пиковая нефть и климатический кризис изменят Канаду (и нашу жизнь)» в 2009 году. Однако эта цитата, взятая из эссе, написанного ученым-геологом Дэвидом Хьюзом, была тщательно отобрана и представлена ​​вне контекста, чтобы создать умышленно вводящую в заблуждение версию того, что на самом деле сказал автор.

Хьюз действительно писал, что или ветряных мельниц могут не окупить свои затраты на строительство энергии, но он не утверждал, как предполагал мем, что ни одна из ветряных мельниц никогда не будет генерировать столько энергии, сколько было вложено в их строительство. Фактически, он допустил, что ветряная мельница, расположенная в хорошем месте, может окупить затраты на электроэнергию на ее создание менее чем за три года, но этот аспект был опущен в мем-версии его цитаты:

Концепция чистой энергии должна применяться к возобновляемым источникам энергии, таким как ветряные мельницы и фотоэлектрические установки.Ветряная мельница мощностью 2 мегаватта содержит 260 тонн стали, для чего требуется 170 тонн коксующегося угля и 300 тонн железной руды, все из которых добываются, транспортируются и производятся за счет углеводородов. Возникает вопрос: сколько времени должна генерировать ветряная мельница, прежде чем она создаст больше энергии, чем потребовалось для ее создания? На хорошем ветровом участке срок окупаемости энергии может быть через три года или меньше; в плохом месте окупаемость энергии может быть невозможной. То есть ветряная мельница могла вращаться, пока не развалится, и никогда не вырабатывать столько энергии, сколько было вложено в ее строительство.

Как заметил Хьюз, его точка зрения заключалась в том, что «концепция чистой энергии имеет решающее значение, если мы хотим найти политику, которая поможет нам преодолеть дилемму энергетической устойчивости», а не о том, что ветряные мельницы следует избегать из-за использования большего количества энергии, чем они когда-либо создавали. .

Гомер-Диксон не писал эту вирусную цитату, но он прокомментировал ее в своем блоге в мае 2018 года, озаглавленном: «Нет. . . Я не говорил, что энергия ветра - это «сила идиота».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *