Ветряная энергия: Энергия из воздуха. Как развивается ветряная генерация в России и мире

Содержание

Потенциал ветровой энергии в Казахстане – ERI

Казахстан – страна, богатая ископаемыми видами топлива и возобновляемыми источниками энергии. Однако в свете недавних глобальных событий, таких как нестабильность энергетического рынка, ограниченное количество ископаемого топлива и ухудшение экологических условий, страна взяла курс на развитие возобновляемых источников энергии. Основной принцип использования возобновляемой энергии заключается в том, что она извлекается из непрерывных экологических процессов. Возобновляемая энергия извлекается из природных ресурсов, которые восполняются естественным образом без участия человека. Поэтому возобновляемые источники энергии привлекательны неисчерпаемостью ресурсов вне зависимости от цен на мировых энергетических рынках. Более того, в связи с быстрым развитием мировой экономики спрос на электроэнергию постоянно растет, а запасы невозобновляемых источников энергии истощаются. Благодаря выгодному географическому положению и географическим особенностям, Казахстан обладает большим потенциалом зеленой энергии, в особенности ветровой энергии  в связи с наличием ветровых коридоров со средней скоростью ветра 5-6 метров в секунду (м / с) (Антонов, 2014).

Энергия ветра является одним из наиболее динамично развивающихся возобновляемых источников энергии. Благодаря преимуществам энергии ветра и потенциальному вкладу в энергетическую безопасность страны, этот тип возобновляемых источников энергии широко внедряется. Ветровые ресурсы широко распространены на территории Казахстана. Более того, передача электроэнергии на большие расстояния неэффективна из-за потерь, вызванных устаревшей инфраструктурой и воровством. Следовательно, использование энергии ветра экономически целесообразно по сравнению со стоимостью передачи электроэнергии, вырабатываемой угольными и газовыми электростанциями. Следовательно, с экономической точки зрения, в долгосрочной перспективе, строительство ветряных электростанций в районах с высоким ветровым потенциалом сопоставимо со строительством и передачей энергии от новой угольной электростанции. Что касается экологического аспекта ветроэнергетики, установка ветряной электростанции мощностью 500 мегаватт (МВт), способной ежегодно производить 1,5 миллиона МВт энергии в час, предотвратит выбросы 1,5 миллиона тонн парниковых газов, 12 тысяч тонн оксида серы, 7,8 тысячи тонн оксида азота, 12,6 тысячи тонн золы и 420 тысяч тонн твердых отходов (ПРООН / ГЭФ и Правительство Казахстана, 2006). Также в 2014 году правительство Казахстана утвердило тарифы на электроэнергию, вырабатываемую возобновляемыми источниками энергии, установив ставку в 22,68 казахстанских тенге (тенге) за 1 кВтч электроэнергии вырабатываемой ветряными электростанциями (БРК, 2014).

Рисунок 1. Ветровой атлас Казахстана (Источник: Parsons Brinckerhoff).

Климат в Казахстане благоприятен для строительства ветряных электростанций из-за наличия ветровых коридоров со скоростью ветра более 5 м/с, что необходимо для работы ветряных турбин. Каспийский регион, центральный и северный Казахстан, а также южный и юго-восточный Казахстан обладают самым высоким потенциалом ветровой энергии. По данным Министерства индустрии и новых технологий Казахстана, ветроэнергетический потенциал страны оценивается в 920 млрд. КВтч электроэнергии ежегодно. Более того, результаты проекта «Казахстан – Инициатива развития рынка ветроэнергетики» показали, что средняя скорость ветра 5-6 м/с, подходящая для успешной реализации проектов ветряных электростанций, присутствует по всей стране (Антонов, 2014). Кроме того, в рамках проекта разработан ветровой атлас страны, и места с высокой скоростью ветра могут быть использованы для выработки электроэнергии от 0,929 до 1,82 млрд кВтч в год (Рисунок 1).

В эксплуатации и строительстве находятся несколько ветряных электростанций. Первая ветряная электростанция (ВЭС) в Казахстане, Кордайская ВЭС, была введена в эксплуатацию в 2011 году в Жамбылской области с энергетической мощностью 1500 кВт. Строительство новой ветряной электростанции в Ерейментау, расположенной в Акмолинской области, в трех километрах от столицы Казахстана Нурсултан, было начато в 2013 году и начало подавать электроэнергию в преддверии ЭКСПО-2017. Произведенная электроэнергия передается в национальную линию электропередачи по восьмикилометровой линии. Однако количество энергии, производимой на станции, составляет менее 1% от общей потребности страны в электроэнергии. В настоящее время завод имеет мощность 80 млн кВт в час. Планируется увеличить мощность более чем в два раза. Увеличение мощности позволит сэкономить до 100 тысяч тонн угля (24 хабара, 2016). В начале 2020 года итальянская энергетическая компания Eni запустила ветряную электростанцию ​​Бадамша мощностью 48 МВт, расположенную в северо-западной части Казахстана. Ожидается, что ветряная электростанция обеспечит регион годовой выработкой электроэнергии примерно 198 ГВтч, сократив выбросы углекислого газа (CO

2) угольными электростанциями на 172 тысячи тонн в год (Маврокефалидис, 2020). Кроме того, недавно было объявлено о строительстве новой Жанатасской ВЭС на юге страны. Ожидается, что ветряная электростанция будет производить 100 МВт энергии и сокращать ежегодные выбросы CO2 угольными электростанциями на 262 тысячи тонн (Казинформ, 2020).

Всего крупномасштабные ветряные электростанции планируется построить на десяти площадках, выбранных Министерством индустрии и новых технологий Республики Казахстан. Одним из наиболее перспективных участков с точки зрения ветроэнергетических ресурсов является Жунгарский коридор мощностью 17 млрд кВтч на квадратный метр. В таблице 1 показаны потенциальные площадки для строительства ветряных электростанций на основании имеющихся метеорологических данных в соответствии с Программой развития электроэнергетики до 2030 года.

Таблица 1. Потенциальные площадки для строительства ветряных электростанций (на основе CarNet, н.д. и Антонов, 2014).

Потенциальные площадки Мощность, МВт
Джунгарская ВЭС 40
Шелекская ВЭС 140
Сарыозекская ВЭС 140
Алакольская ВЭС 140
Каройская ВЭС 20
Шенгельдинская ВЭС 20
Курдайская ВЭС 20

Казахстану важно развивать экологически чистые энергетические технологии для избежания загрязнения окружающей среды, вызываемого угольными электростанциями. Кроме того, развитие возобновляемых источников энергии диверсифицирует экономический и энергетический секторы страны, при этом улучшая окружающую среду и здоровье человека. В заключение, развитие возобновляемой энергетики в целом, дает Казахстану возможность построить сильную экономику и удовлетворить свой спрос на потребление энергии. К сожалению, несмотря на все преимущества ветроэнергетики, основным недостатком энергии ветра является прерывистый характер ветра. Следовательно, энергию ветра необходимо сочетать с другим видом энергии, который может производиться по графику. Энергию ветра можно рассматривать как дополнительный источник энергии, а не как самостоятельный.

Ссылки:

Антонов Олег (2014). Зеленая энергетика Казахстана в 21 веке: мифы, реальность и перспективы. Материалы обзора по состоянию на 2014 г.

БРК (2014). Обзор электроэнергетической отрасли Республики Казахстан в 2013 году. Банк Развития Казахстана.

CARNet (n.d.). Энергетика и возобновляемые источники энергетики в Казахстане. Региональный экологический центр Центральной Азии.

Казинформ (2020). ЕБРР, АБИИ, ИСБС и ГСФ выделяют 95,3 миллиона долларов США на ветряную электростанцию в Казахстане. Доступно по адресу: https://www.inform.kz/en/ebrd-aiib-icbc-and-gcf-provide-us-95-3-million-for-wind-farm-in-kazakhstan_a3710920. Дата обращения: 24.11.2020.

Маврокефалидис Дмитрис (2020). Eni запускает производство энергии ветра в Казахстане. Доступно по адресу: https://www.energylivenews.com/2020/03/27/eni-launches-wind-energy-production-in-kazakhstan/. Дата обращения: 24.11.2020.

ПРООН / ГЭФ и Правительство Казахстана (2006). Отчет: Перспективы развития ветроэнергетики в Казахстане. Проект ветроэнергетики ПРООН / ГЭФ и Правительства Казахстана.

24 хабар (2016). В деталях. Ветровые электростанции Казахстана. Доступно по адресу: http://24.kz/ru/tv-projects/v-detalyakh/item/115135-v-detalyakh-vetrovye-elektrostantsii-kazakhstana. Дата обращения: 24.11.2020.

Примечание. Мнения, выраженные в этом блоге, принадлежат автору и необязательно отражают редакционную политику Института.

1 669

Великобритания поставила рекорд по выработке «чистой» энергии из-за бурь — РБК

Ветряные электростанции в Великобритании благодаря сильному ветру выработали рекордное количество энергии. Об этом сообщает The Guardian со ссылкой на данные компании National Grid.

В пятницу, 21 мая, ветряные электростанции произвели 62,5% всей электроэнергии Великобритании. Предыдущий рекорд в 59,9% был установлен в августе 2020 года после ураганов «Эллен» и «Фрэнсис».

«Чистая энергия» впервые опередила ископаемые источники по приросту

Как предупреждало метеорологическое бюро страны, наиболее сильный ветер ожидался в пятницу на юго-западе Великобритании. В прибрежных районах его скорость прогнозировалась до 50–60 миль в час (практически до 27 м/с), внутри страны — до 45–50 миль в час (примерно до 22 м/с). В связи с непогодой бюро объявляло в пятницу желтый уровень предупреждения для Уэльса и южной Англии.

BBC Weather прогнозировала порывы ветра до 78 миль в час (примерно до 34 м/с).

Стоит ли Узбекистану делать ставку на энергию ветра? Мнение эксперта

https://uz.sputniknews.ru/20210402/stoit-li-uzbekistanu-delat-stavku-na-energiyu-vetra-mnenie-eksperta-18113980.html

Стоит ли Узбекистану делать ставку на энергию ветра? Мнение эксперта

Стоит ли Узбекистану делать ставку на энергию ветра? Мнение эксперта

В Узбекистане в ближайшие годы может появиться крупнейший в Центральной Азии ветропарк — его построит эмиратская Masdar. Изначально планировалось, что мощность

2021-04-02T15:35+0500

2021-04-02T15:35+0500

2021-04-02T15:40+0500

экономика

узбекистан

энергетика

ветровая энергетика

ветряная электростанция

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn1.img.sputniknews-uz.com/img/07e5/04/02/18115319_0:86:3072:1814_1920x0_80_0_0_61dea48cf30c6097ddf28b6b90857a2e.jpg

Стоит ли Узбекистану делать ставку на энергию ветра? Мнение эксперта

Стоит ли Узбекистану делать ставку на энергию ветра? Мнение эксперта

В Узбекистане в ближайшие годы может появиться крупнейший в Центральной Азии ветропарк — его построит эмиратская Masdar. Изначально планировалось, что мощность возводимой в Навоийской области ветряной электростанции составит 500 МВт, однако компания решила увеличить ее в три раза — до 1,5 ГВт. Министр энергетики Алишер Султанов назвал этот проект «жизненно важным» для страны.Эксперт Финансового университета при правительстве РФ и Фонда национальной энергетической безопасности Станислав Митрахович в беседе со Sputnik Узбекистан заявил, что понимает причины, по которым республика настроилась развивать ветровую энергетику, — это модно и привлекает иностранных инвесторов.Однако есть несколько серьезных «но», отметил эксперт.Во-первых, Узбекистан на сегодня не является лидером по экономическому развитию, а ветровая энергия — дорогая. Для ее выработки нужны дополнительные технологии.»Очевидно, что все оборудование преимущественно будет импортное, так как республика пока не может развить масштабную локализацию его производства», — сказал эксперт.Второй момент: Узбекистан — страна, богатая газом, напомнил Митрахович.Он также отметил: чтобы инвестиции в возобновляемую энергетику окупались, нужно, чтобы электричество стоило дорого.Здесь варианта два: либо устанавливаются высокие цены для конечных потребителей, либо инвестору доплачивает государство.Подробный комментарий Станислава Митраховича слушайте в аудиофайле.

https://uz.sputniknews.ru/20210125/Mitrakhovich-vetrovaya-energetika-dlya-Uzbekistana—eto-ne-tolko-plyusy—15858871.html

узбекистан

Sputnik Узбекистан

[email protected]

+74956456601

MIA „Rosiya Segodnya“

2021

Sputnik Узбекистан

[email protected]

+74956456601

MIA „Rosiya Segodnya“

Новости

ru_UZ

Sputnik Узбекистан

[email protected]

+74956456601

MIA „Rosiya Segodnya“

https://cdnn1.img.sputniknews-uz.com/img/07e5/04/02/18115319_210:0:2941:2048_1920x0_80_0_0_cba2c6c0f1e3d2e409f5642de279a58a.jpg

Sputnik Узбекистан

[email protected]

+74956456601

MIA „Rosiya Segodnya“

Sputnik Узбекистан

[email protected]

+74956456601

MIA „Rosiya Segodnya“

узбекистан, энергетика, ветровая энергетика, ветряная электростанция

15:35 02.04.2021 (обновлено: 15:40 02.04.2021)Подписаться на

Эксперт Финансового университета при правительстве РФ и Фонда национальной энергетической безопасности Станислав Митрахович рассуждает о перспективах развития возобновляемых источников энергии в республике.

В Узбекистане в ближайшие годы может появиться крупнейший в Центральной Азии ветропарк — его построит эмиратская Masdar. Изначально планировалось, что мощность возводимой в Навоийской области ветряной электростанции составит 500 МВт, однако компания решила увеличить ее в три раза — до 1,5 ГВт.

Министр энергетики Алишер Султанов назвал этот проект «жизненно важным» для страны.

Эксперт Финансового университета при правительстве РФ и Фонда национальной энергетической безопасности Станислав Митрахович в беседе со Sputnik Узбекистан заявил, что понимает причины, по которым республика настроилась развивать ветровую энергетику, — это модно и привлекает иностранных инвесторов.

Однако есть несколько серьезных «но», отметил эксперт.

Митрахович: ветровая энергетика для Узбекистана — это не только плюсы

25 января 2021, 16:17

Во-первых, Узбекистан на сегодня не является лидером по экономическому развитию, а ветровая энергия — дорогая. Для ее выработки нужны дополнительные технологии.

«Очевидно, что все оборудование преимущественно будет импортное, так как республика пока не может развить масштабную локализацию его производства», — сказал эксперт.

Второй момент: Узбекистан — страна, богатая газом, напомнил Митрахович.

«Понятно, если бы за развитие альтернативной энергетики взялись Кыргызстан или Таджикистан, но Узбекистан, в отличие от них, имеет большие запасы голубого топлива. Поэтому для него, возможно, более рационально было бы развивать газовую генерацию, имеющую очевидные преимущества: она маневренная, не зависит от силы ветра и времени суток. Ночью можно уменьшать выработку электроэнергии на газовых станциях, утром или днем — увеличивать», — сказал эксперт.

Он также отметил: чтобы инвестиции в возобновляемую энергетику окупались, нужно, чтобы электричество стоило дорого.

Здесь варианта два: либо устанавливаются высокие цены для конечных потребителей, либо инвестору доплачивает государство.

Подробный комментарий Станислава Митраховича слушайте в аудиофайле.

ВЕТРЯНАЯ ЭНЕРГИЯ | EDIBON ®

Edibon использует аналитические, рекламные и профилирующие файлы cookie на основе привычек просмотра пользователями. Если вы продолжите просмотр, мы понимаем, что вы принимаете установку всех файлов cookie. Вы можете настроить куки или отклонить их, нажав на настройки и отклонения. Больше информации о политике в отношении файлов cookie.

Required cookies

Всегда активен

These cookies are strictly necessary for the operation of the site, you can disable them by changing the settings of your browser but you will not be able to use the site normally.

Печенье используется

Functional cookies

These cookies provide necessary information to applications of the website itself or integrated by third parties, if you disable them you may find some problems in the operation of the page.

Печенье используется

Performance cookies

These cookies are used to analyze the traffic and behavior of customers on the site, help us understand and understand how you interact with the site in order to improve performance.

Печенье используется

Guided cookies

These cookies can be from the site itself or from third parties, they help us to create a profile of your interests and to offer you advertising aimed at your preferences and interests.

Печенье используется

Analytical cookies

Are those that allow the analysis of user behavior on the Website.

Печенье используется

You can enable, know, block or delete the cookies installed on your computer by configuring the options of the browser installed on your computer.

For example, you can find information about the procedure to follow if you use the following browsers:

Firefox from here: http://support.mozilla.org/es/kb/habilitar-y-deshabilitar-cookies-que-los-sitios-web

Chrome from here: https://support.google.com/chrome/answer/95647?hl=es

Explorer from here: https://support.microsoft.com/es-es/help/17442/windows-internet-explorer-delete-manage-cookies

Safari from here: http://support.apple.com/kb/ph5042

Opera from here:http://help.opera.com/Windows/11.50/es-ES/cookies.html

Ветровые электростанции

Ветер, в отличие от сжигаемого топлива, является источником возобновляемой, доступной и чистой энергии, использование которой не приводит к выбросу парниковых газов в атмосферу. Таким образом, ветровая энергия создает гораздо меньше проблем для экологии по сравнению с традиционными невозобновляемыми источниками энергии.

Средняя годовая мощность, генерируемая ветрогенератором, оказывается примерно постоянной. Однако уровень мощности на более коротких временных отрезках может очень сильно колебаться. Чтобы обеспечить стабильное электроснабжение, ветрогенераторы должны использоваться в сочетании с другими источниками энергии. Увеличение доли энергии, вырабатываемой ветровыми электростанциями, требует модернизации сети линий электропередач, и приводит к последовательному вытеснению традиционных генерирующих мощностей.

Ветровые электростанции состоят из множества отдельных ветровых турбин, объединенных в единую сеть (рисунок 1). Береговые ветровые электростанции являются недорогим источником электроэнергии, и зачастую представляют реальную альтернативу для ТЭЦ, работающих на угле или газе. Морской ветер, как правило, бывает более стабильным и сильным, чем на суше, но затраты на строительство и техническое обслуживание морских ветровых электростанций оказываются значительно выше. Небольшие береговые ветряные электростанции могут обеспечивать энергией отдаленные и изолированные объекты и поселения.

Рис. 1. Типовая ветровая электростанция

Принцип работы ветрогенератора достаточно прост (рис. 2). Ветер заставляет вращаться двух или трехлопастные турбины, приводящие в движение основной вал, к которому подключен ротор генератора. Вращение ротора приводит к генерации электричества.

Рис. 2. Внутреннее устройство ветрогенератора

Типовая электрическая схема ветрогенератора содержит генератор, аккумуляторные батареи и контроллер заряда. Создаваемое переменное напряжение обычно поступает на локальную трансформаторную станцию (которая собирает энергию от всех турбин), где преобразуется в более высокое напряжение и передается по кабельной или воздушной линии на другую трансформаторную станцию, где уже происходит подключение простых потребителей. Трансформаторные станции необходимы для согласования напряжения ветрогенераторов с сетью.

Если копнуть глубже, то окажется, что ветер на самом деле является формой солнечной энергии и становится результатом неравномерного нагрева атмосферы солнцем. Карта направления и силы ветров является сильно неоднородной и зависит от рельефа местности, наличия растительности и водоемов. Энергия ветра используется для различных целей: мореходство, полеты воздушных змеев и дельтапланов, генерация электричества.

Турбины горизонтальных ветрогенераторов обычно имеют две или три лопасти. Эти лопасти приводятся во вращение фронтальными воздушными потоками.

Промышленные ветрогенераторы имеют мощность от 100 киловатт до нескольких мегаватт. Ветровые турбины большой мощности оказываются более экономически выгодными и объединяются в ветровые электростанции, которые поставляют электроэнергию в сеть. В последние годы произошло значительное увеличение числа крупных морских и прибрежных ветровых электростанций в США. Это было сделано для того, чтобы максимально использовать потенциал энергии ветра прибрежных регионов.

Отдельные ветрогенераторы мощностью менее 100 киловатт применяются для энергоснабжения домов, телекоммуникационных вышек, насосных станций и т.д. Небольшие ветровые турбины иногда используются в сочетании с дизель-генераторами, батареями и солнечными панелями. Такие решения называются гибридными и обычно размещаются в удаленных местах, в которых отсутствуют собственные линии электропередач.

В настоящее время большинство турбин используют генераторы с регулируемой скоростью в сочетании с промежуточным преобразователем мощности между генератором и системой сбора энергии, что является наиболее подходящим вариантом для межсетевого соединения и обеспечивает возможность отключения при низком выходном напряжении. В современных системах используются либо машины с двойным питанием, либо генераторы с короткозамкнутым ротором или синхронные генераторы.

Современные энергетические системы сталкиваются со множеством проблем, в том числе, с проблемой избыточной мощности, которую удается решать за счет реализации специальных мер: экспорта и импорта электроэнергии в соседние районы, изменения уровня воды в водохранилищах гидроэлектростанций, преобразования электрической мощности в механическую энергию, ограничения потребления и т.д. При использовании локальных ветрогенераторов эту проблему можно сгладить.

В ветряной электростанции отдельные турбины объединяются в единый комплекс с помощью системы сбора мощности и информационных каналов связи. Среднее выходное напряжение для ветрогенераторов обычно составляет 34,5 кВ. На трансформаторной подстанции это напряжение дополнительно увеличивается для дальнейшей передачи по высоковольтным линиям электропередач.

Одной из самых больших проблем, связанных с интеграцией ветряных электростанций в энергетическую систему Соединенных Штатов, является необходимость создания новых линий электропередач для транзита электроэнергии. Дело в том, что ветряные электростанции строятся в соответствии с картой ветров, поэтому в большинстве случаев они размещены в отдаленных, малонаселенных штатах в центральной части страны. А основная часть потребления приходится на западное и восточное побережье США, где плотность населения значительно выше. Существующие линии электропередачи не были предназначены для транспортировки больших объемов энергии. Очевидно, что с увеличением длины линий передач потери, связанные с передачей мощности, возрастают, что затрудняет перенос большой мощности на большие расстояния.

К сожалению, противодействие со стороны государственных органов и органов местного самоуправления затрудняет строительство новых линий электропередач. Проекты по передаче электроэнергии, рассчитанные на вовлечение большого количества штатов, отклоняются штатами, в которых стоимость электроэнергии мала. Они опасаются, что после постройки транзитных линий местные генерирующие компании начнут экспорт электричества, что обязательно приведет к росту тарифов для местных потребителей. Закон об энергетике 2005 года дал возможность Министерству Энергетики США преодолевать противодействие отдельных штатов при принятии проектов по построению инфраструктуры для транзита электроэнергии. Однако после попытки использовать эти полномочия Сенат заявил, что министерство проявляет излишнюю агрессивность.

Другая проблема заключается в том, что транзитная мощность новых линий передач оказывается недостаточной. Это связано с тем, что, несмотря на поддержку альтернативной энергетики, государство разрешило транзитным компаниям обеспечивать минимальный уровень пропускной способности, оговоренный в стандартах. Эти важные проблемы необходимо решить, так как в противном случае ветряные электростанции будут вынуждены работать не на полную мощность или работать попеременно.

Не смотря на не полностью реализованный потенциал ветряной энергетики, она уже сейчас помогает сглаживать пики потребления и повышает надежность поставок электроэнергии.

Морские ветряные электростанции

Современные технологии все еще остаются незрелыми, что является препятствием для распространения морских ветряных электростанций (рис. 3). Проблема высокой стоимости ветряной энергии может быть частично решена с помощью технологических инноваций. Новые технологии необходимы для снижения затрат, повышения надежности и эффективности производства энергии, решения вопросов регионального транзита, развития инфраструктуры и производственных мощностей, а также для уменьшения воздействия на экологию. К сожалению, разработка инновационных технологий требует значительных стартовых инвестиций, характеризуется длительным сроком окупаемости и высокой степенью риска. Все это приводит к тому, что многие компании не хотят инвестировать в исследования и разработки в области морских ветряных электростанций.

Рис. 3. Морская ветряная электростанция

При использовании понятия «мелководье» речь идет о диапазоне глубин от 0 м до 30 м. Данный диапазон относится к большинству существующих морских ветряных электростанций. Переходные глубины колеблются в диапазоне от 30 м до 60 м. Для глубоководья (более 60 м) были разработаны плавающие концепции ветряных электростанций, которые были позаимствованы из нефтяной и газовой отрасли.

Стоит отметить, что приведенные диапазоны мелководья, переходных глубин и глубоководья являются специфическими для рассматриваемой отрасли морских ветровых электростанций и не совпадают с диапазонами, принятыми в нефтяной и газовой отрасли, где под глубоководьем понимают глубины от 2000 м и более. Кроме того, эти диапазоны на самом деле являются всего лишь ориентирами при разработке новых технологий. Они помогают оценить требуемые ресурсы при создании новых решений.

Вполне очевидно, что с ростом глубины стоимость конструкций возрастет из-за увеличения срока проектирования, усложнения процесса производства и монтажа, а также из-за увеличения количества расходуемых материалов, необходимых для постройки основания. Рост затрат, связанных с увеличением глубины, обнаруживается поэтапно по мере достижения технических ограничений. Однако накопление и применение новых технических решений способно смягчить эти скачки в каждом конкретном проекте.

Для транспортировки генерируемой электроэнергии необходимы линии передачи. В случае с морской электростанцией для транзита энергии по морскому участку пути потребуется подводный кабель. Как было сказано выше, строительство новой сухопутной высоковольтной линии специально для транзита электроэнергии морской электростанции может быть слишком дорогостоящим, но ситуацию спасают существующие линии электропередач, созданные ранее для обычных электростанций.

Коэффициент использования установленной мощности

Поскольку скорость ветра не постоянна, то ежегодное производство энергии ветряной электростанции никогда не превышает величину номинальной мощности генератора, умноженную на общее количество часов в году. Отношение фактической производимой мощности к этому теоретическому максимуму называют коэффициентом использования установленной мощности (КИУМ). Диапазон типовых значений коэффициента мощности составляет от 15% до 50%. Высокие значения достигаются при благоприятных условиях и обусловлены использованием оптимальной конструкции ветряных турбин.

На величину КИУМ ветряной электростанции влияет несколько параметров, в том числе степень изменчивости ветра, а также соотношение между мощностью генератора и областью охвата турбины. Небольшой генератор оказывается дешевле и имеет высокий коэффициент мощности, но при сильном ветре производит меньше электроэнергии и, следовательно, приносит меньше прибыли. И наоборот, большой генератор стоит дороже, но при умеренном ветре будет выдавать ту же мощность, что и небольшой генератор, а при слабом воздушном потоке и вовсе приведет к остановке турбины. Таким образом, оптимальный коэффициент мощности составляет от 40% до 50%.

Доля ветровой энергетики

Доля ветровой энергетики в общем объеме генерации является важной характеристикой энергосистемы. Этот показатель не нормируется и не ограничивается. Он зависит от множества особенностей конкретной энергетической сети: от существующих генерирующих установок, от механизмов ценообразования, от емкости для хранения энергии, от управления спросом и от других факторов. Обычно электрические сети имеют собственные резервные генерирующие и передающие мощности, используемые для обеспечения безотказной работы в случае аварийных ситуаций. Эти резервные мощности могут также служить для компенсации колебаний энергии, генерируемой ветряными электростанциями. Исследования показали, что оптимальная доля ветровой энергетики составляет 20%. Эти исследования проводились для областей с территориально разнесенными ветровыми электростанциями, с наличием возможности управления мощностью (например, гидроэлектростанции) и развитой сетью электропередач, позволяющей при необходимости перераспределять электроэнергию. При превышении доли в 20% возникают технические сложности, но еще более значительными становятся экономические затраты на модернизацию. Стоит отметить, что в настоящее время продолжается изучение влияния крупномасштабного внедрения ветряных электростанций на стабильность и рентабельность энергетической системы.

Для достижения доли ветровой энергетики на уровне 100% необходимо наличие хранилищ энергии большого объема или соединение с другими энергосистемами, которые имеют собственные хранилища. На коротких временных промежутках (месяц, неделя, день, час и менее) ветер может обеспечить до 100% текущего потребления, а избыток энергии должен запасаться или экспортироваться. Промышленность может использовать преимущества сильного ветра, например, ночью, когда объем выходной мощности превышает спрос. Это касается таких отраслей, как производство кремния, алюминия, стали или природного газа и водорода. Все это позволит достичь уровня замещения 100%

Колебания генерируемой мощности

Как было сказано выше, мгновенная мощность, генерируемая ветрогенератором, не является постоянной и может быстро и значительно изменяться. Колебания средних годовых показателей также существуют, но они оказываются не столь значительными. Колебания мощности способны вызывать дисбаланс меду производством и потреблением электроэнергии, что ограничивает долю ветровой энергетики в рамках энергосистемы. Прерывистость и неконтролируемый характер производства ветровой энергии приводят к негативным последствиям, в том числе, к увеличению затрат на преобразование мощности, к необходимости содержания значительных резервных источников электроэнергии, к усложнению системы управления и т. д.

Производимая ветрогенератором мощность колеблется и при слабом воздушном потоке должна заменяться другими источниками энергии. Современные энергосистемы способны справляться с аварийными отключениями генерирующих мощностей, а также с суточными перепадами потребления. При этом традиционные электростанции способны выдавать максимальную мощность в течение 95% рабочего времени. Этого нельзя сказать о ветряных электростанциях.

В настоящее время энергосистемы с большим количеством ветряных электростанций требуют частой активизации резервных генерирующих мощностей, работающих на природном газе, для поддержания стабильного энергоснабжения в том случае, когда условия не благоприятны для производства электроэнергии из ветра. При более низкой доле ветряных электростанций перепады энергии не являются большой проблемой. Однако, даже при доле 16% в ветреные дни ветроэнергетика может превосходить по уровню генерации мощности все другие источники электроэнергии в стране.

Совместное использование непостоянных возобновляемых источников энергии со стабильными невозобновляемыми источниками, помогает создавать устойчивую энергосистему, которая обеспечивает надежное электроснабжение потребителей. Увеличение доли возобновляемых источников энергии успешно происходит в реальном мире.

HAWP-установки

Если выполнить анализ всех затрат, то самым дешевым источником энергии могут оказаться ветровые HAWP-установки (High-Altitude Wind Power). Поспорить с ними смогут только гидроэлектростанции и обычные ветрогенераторы, используемые для питания локальных потребителей.

HAWP-установки работают на больших высотах. Речь идет вовсе не о десятках метров, где отлично справляются обычные ветрогенераторы. Технологии HAWP подразумевают использование летающих установок на высоте, где энергия ветра оказывается гораздо больше, чем у поверхности земли.

Сразу несколько исследовательских групп разрабатывают AWE-технологии (Airborne Wind Energy (AWE), предназначенные для использования на высоте до 2000 футов (609,6 м). Кроме того, есть и разработчики, создающие решения, работающие на высотах более 2000 футов. Величина 2000 футов была выбрана в соответствии с требованиями Федерального управления гражданской авиации США. Эта организация считает объекты, находящиеся на данной высоте, небезопасными для полетов обычной авиации. HAWP-установки могут летать на больших высотах за пределами 12 морских миль от побережья в международном воздушном пространстве, но все еще в американской «экономической зоне».

Стоит отметить, что при реализации AWE-технологий еще предстоит решить проблему эффективной передачи энергии на землю. При использовании традиционных подходов напряжение на электрическом кабеле оказывается слишком высоким.

Ветряная станция — АльтЭнерго

Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) — устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую.

Ветроэлектрические установки могут работать как совместно с сетью, так и в автономном режиме. Принцип действия ветрогенераторов заключается в следующем: ветер раскручивает лопасти, приводя в движение вал электрогенератора. Генератор, в свою очередь, вырабатывает электрическую энергию, которая подаётся на контроллер, где преобразуется до нормативных показателей частоты и напряжения.

Основное отличие от традиционных тепловых и атомных источников энергии заключается в полном отсутствии сырья и отходов. Соответственно, ветрогенераторы не наносят никакого вреда окружающей среде.

Ветрогенераторы можно разделить на две категории: промышленные и домашние (для частного использования). Промышленные устанавливаются государством или крупными энергетическими корпорациями. Как правило, их объединяют в сети,– в результате получается ветровая электростанция (ВЭС). Единственное важное требование для ВЭС – это высокий среднегодовой уровень ветра.
Небольшие ветрогенераторы могут эффективно работать и при относительно низких скоростях ветра, поэтому имеют более широкую географию установки. Активно развивается индустрия домашних ветрогенераторов. К примеру, для обеспечения электроэнергией небольшого дома вполне достаточно установки номинальной мощностью 2 кВт при скорости ветра 8 м/с. Если местность не ветреная, ветрогенератор можно дополнить фотоэлектрическими элементами или дизель-генератором.

Существуют два основных типа ветрогенераторов: с вертикальной осью вращения и с горизонтальной. Эффективность ветрогенераторов с горизонтальной осью вращения выше, чем у вертикальных ветрогенераторов.

1 августа 2010 года недалеко от хутора Крапивенские Дворы Яковлевского района ООО «АльтЭнерго» ввело в работу пять ветрогенераторов с горизонтальной осью вращения и автоматической системой ориентации на ветер общей мощностью 100 кВт.

Ветроэлектрические установки стали первым объектом «АльтЭнерго» и первым объектом альтернативной энергетики заметной мощности на территории Белгородской области. Номинальная мощность каждого генератора 20 кВт.

Ветряная энергия стала дешевле, чем горючие виды топлива.

Бен Кристенсен, занимающийся прогнозированием затрат на развитие направления ветроэнергетики компании Siemens, (член РАВИ) поделился о том, что офшорная (или морская) ветроэнергетика Европы достигла показателей на 3-4 года раньше запланированного срока, выйдя на уровень издержек в 100 евро на произведенный МВт·ч электроэнергии. Другими словами, возведение офшорных ветряных ферм теперь может производиться без государственных субсидий, так как они стали экономически эффективными и без дополнительной поддержки, сообщает портал Futurism.

Эксперт отмечает, что за последние три года наблюдается резкое снижение в стоимости добычи ветряной энергии. С 2014 года показатель упал на 27 процентов. Согласно экономическому анализу, проведенному аналитической компанией Lazard в 2016 году, содержание энергетических источников стало дешевле или эквивалентно затратам на содержание электрогенераторов, работающих на угле, ядерных реакторов, а также солнечных батарей, устанавливаемых на крышах зданий.

Некоторые аналитики индустрии предсказывают еще больший спад в стоимости подобной электроэнергии и говорят о цифрах в 75 и 62 евро за произведенный МВт·ч. Однако конечный показатель, как отмечают эксперты, будет зависеть от дальнейшего развития технологий производства турбин, кабелей и конвертеров. Например, ожидается, что морские ветряные фермы Siemens Gamesa и MHI Vestas будут оснащены новыми технологиями где-то в 2024-2025 годах, когда подойдет финальная стадия реализации проекта по строительству новых ферм в Северном море.

Снижение стоимости затрат на эксплуатацию ветряных ферм является важной победой в развитии альтернативной энергетики и делает этот источник привлекательным с экономической и экологической точек зрения, что является критически важным для успешной адаптации этого направления. На фоне такой тенденции не могут не радовать такие новости, как, например, из Дании, которая весной этого года провела эксперимент по обеспечению всех своих энергетических нужд за счет ветровой энергии в течение суток. Успеха удалось добиться благодаря использованию очень мощных турбин, способных генерировать 216 000 МВт·ч электроэнергии в сутки.

Сокращение стоимости производства возобновляемой энергии наблюдается не только в ветроэнергетике. Аналогичные победы можно видеть и в солнечной энергетике. Согласно недавнему отчету агентства Bloomberg, через четыре года производство солнечной энергии станет экономически эффективнее, чем добыча угля. Подкрепляют эту надежды цифры. В течение последних 5 лет затраты на издержки производства такого вида энергии снизились на 58 процентов.

Со временем человечество на фоне своего роста будет потреблять все больше и больше энергии. Чтобы защитить планету от загрязнений и замедлить процесс мировых климатических изменений, нам необходимо если уж не отказаться от повышенного потребления энергии, то хотя бы перейти к более экологически чистым видам добычи этой энергии. И особые перспективы видятся именно в ветряной и солнечной энергетике.

Китай планирует построить 450 ГВт солнечной и ветровой электростанций в пустыне Гоби Пустыня Гоби, на окраине Дуньхуана, провинция Ганьсу, Китай, 13 апреля 2021 г. REUTERS/Carlos Garcia Rawlins

Зарегистрируйтесь сейчас и получите БЕСПЛАТНЫЙ неограниченный доступ к Reuters.com

Зарегистрируйтесь

ПЕКИН, 5 марта (Рейтер) — Китай планирует построить 450 гигаватт (ГВт) мощностей по выработке солнечной и ветровой энергии в Гоби и других пустынных регионах, заявил в субботу глава государственного планового управления, в рамках усилий по увеличению использования возобновляемых источников энергии для достижения целей в области изменения климата.

Президент Си Цзиньпин пообещал довести общую ветровую и солнечную мощность Китая как минимум до 1200 ГВт и ограничить выбросы углерода до пика к 2030 году. на Гоби и пустыне в истории, на 450 ГВт», — сказал Хэ Лифэн, директор Национальной комиссии по развитию и реформам (NDRC), в кулуарах Всекитайского собрания народных представителей.

Зарегистрируйтесь сейчас и получите БЕСПЛАТНЫЙ неограниченный доступ к Reuters.com

Регистр

К концу 2021 года Китай установил 306 ГВт солнечной энергии и 328 ГВт ветровой мощности. В пустынной зоне уже ведется строительство около 100 ГВт солнечной энергии.

Он также признал, что высокоэффективные угольные электростанции и линии электропередач сверхвысокого напряжения необходимы для обеспечения устойчивой работы энергосистемы в условиях крупномасштабных установок возобновляемой энергетики.

Электростанции, работающие на угле, могут генерировать стабильную базовую нагрузку для возобновляемых источников энергии, которая может колебаться в зависимости от погодных условий.

Его комментарий перекликается с заявлением вице-премьера Китая Хань Чжэна, сделанным на этой неделе, о том, что Китай должен в полной мере проявить «основную гарантирующую роль угля в энергоснабжении».

NDRC заявила в своем плане работы на 2022 год, опубликованном в субботу, что Китай «продолжит использовать пиковую и основную вспомогательную роль традиционной энергии, особенно угля и угольной энергии».

Зарегистрируйтесь сейчас и получите БЕСПЛАТНЫЙ неограниченный доступ к Reuters.com

Зарегистрируйтесь

Репортаж Мью Сюй и Дэвида Стэнвея; Под редакцией Майка Харрисона

Наши стандарты: Принципы доверия Thomson Reuters.

Турция увеличивает мощность ветра и солнца для производства электроэнергии

Завершен новый процесс распределения мощности в 2787 мегаватт в области ветровой и солнечной энергетики, заявил в субботу глава Управления по регулированию энергетического рынка Турции (EPDK) Мустафа Йылмаз.

«Мы совместно осуществим инвестиции в возобновляемую энергетику в размере 5 миллиардов долларов не позднее, чем через 1,5-2 года», — сказал он.

В заявлении EPDK, в которое также были включены замечания Йылмаза, говорится, что власти подписали еще одно важное решение, которое увеличит долю внутренних и возобновляемых источников энергии Турции в производстве электроэнергии.

После пересмотра заявленных мощностей присоединения в рамках энергоресурсных зон (ЕКА) ветряных электростанций (ВЭС)-3 и ЕКА солнечных электростанций (СЭС)-5 в ЭПДК было сообщено о высвобожденной мощности 2787 МВт , — говорится в заявлении.

Йылмаз также отметил, что заявки на мощности будут ежемесячно направляться в Турецкую компанию по передаче электроэнергии (TEIAŞ).

«Важность внутренних и возобновляемых источников энергии возрастает с каждым днем», — сказал он, повторив, что «кто бы ни инвестировал в бытовую и возобновляемую энергию в Турции, никогда не пожалеет об этом.»

«Принимая это решение, которое мы приняли как правление, мы проложили путь к значительным возможностям для нашей страны», — добавил он.

Йылмаз подчеркнул, что сейчас «инвесторам пора засучить рукава. Мы не сомневаемся, что эти инвестиции оживут самое позднее через 1,5-2 года. цель нулевого выброса углерода будет полезна для нашей отрасли и нашей страны».

В последние годы мощность возобновляемых источников энергии в Турции значительно увеличилась, что способствует борьбе с глобальным изменением климата и развитию экологически чистых энергетических технологий.

Около 97% мощностей по выработке электроэнергии в Турции, введенных в эксплуатацию в прошлом году, приходится на электростанции, работающие на возобновляемых источниках энергии.

Всего в 2021 году в Турции было задействовано 3 446 мегаватт (МВт) лицензированных мощностей по выработке электроэнергии, согласно данным Министерства энергетики и природных ресурсов.

На

ветряных электростанций приходилось 51,5% этой мощности с 1772 МВт, а на солнечные электростанции — 14,5% с 498 МВт.

В то время как доля электростанций на биомассе, утилизационном тепле и геотермальных электростанциях в лицензированных мощностях по производству электроэнергии, введенных в эксплуатацию в прошлом году, составила 16.6%, тепловые электростанции мощностью 101,8 МВт составляли 3% мощности.

К концу 2021 года общая установленная электрическая мощность Турции достигла 99 820 МВт.

Мощность тепловых электростанций в пределах общей установленной мощности уменьшилась на 117 МВт в 2021 году по сравнению с предыдущим годом и снизилась почти до 46 193 МВт.

Информационный бюллетень Daily Sabah

Будьте в курсе того, что происходит в Турции, это регион и мир.

ЗАПИШИТЕ МЕНЯ

Вы можете отписаться в любое время. Регистрируясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и Политикой конфиденциальности. Этот сайт защищен reCAPTCHA, и к нему применяются Политика конфиденциальности и Условия обслуживания Google.

Ветряные турбины могут вдохнуть новую жизнь в наши потеплевшие моря

Оффшорная ветроэнергетика будет перемещаться все дальше и дальше от берега, поскольку спрос на возобновляемые источники энергии растет, а новая технология плавучих турбин делает возможной глубоководную экспансию.Однако впервые открытые для разработки большие площади континентального шельфа Великобритании «сезонно расслоены». Дэвид Аттенборо назвал эти сезонные моря одними из самых биологически продуктивных на планете. Хотя они покрывают только 7% океана, по оценкам, на их долю приходится от 10% до 30% жизни на дне пищевой сети.

До сих пор морские ветряные электростанции по всей Великобритании находились в хорошо смешанных водах (серые). Но есть предложения перейти в более глубокие сезонно-слоистые моря (синие).Доррелл и др. (2022), автор предоставил

Согласно нашему новому исследованию, одним из побочных продуктов глубоководного ветропарка является то, что фундаменты этих плавучих турбин могут помочь обратить вспять разрушительное воздействие изменения климата на такие моря.

В сезонно стратифицированных морях вода полностью перемешивается зимой, но весной разделяется на слои, при этом теплая освещенная солнцем вода образуется поверх более холодной воды внизу. Формирование этой «стратификации» весной вызывает массовый взрыв морской жизни, поскольку фитопланктон (микроскопические водоросли) цветет в теплых поверхностных водах, образуя основу пищевой цепи, которая в конечном итоге поддерживает рыбу, морских птиц и китов.

Однако питательные вещества в освещенном солнцем поверхностном слое быстро истощаются из-за цветения планктона. После этого момента рост зависит от питательных веществ, поднятых из глубокой воды турбулентностью, связанной с приливами, ветрами и волнами.

Эта турбулентность не только перемешивает питательные вещества, но и перемещает кислород в темные, более глубокие слои, где мертвые растения и животные тонут и гниют. Поскольку для разложения вещей необходим кислород, это смешивание помогает этому «морскому снегу» гнить, превращая его обратно в полезные питательные вещества.

Изменение климата может привести к истощению наших шельфовых морей

Типичная пищевая сеть в океане – все начинается с фитопланктона. udaix / шаттерсток

Наш изменяющийся климат означает, что стратификация начинается раньше, а планктон начинает цвести раньше весной, что не синхронизировано с жизненными циклами более крупных животных. Прогнозируется, что летом стратификация увеличится, и это изменение уже хорошо задокументировано в открытом океане.

Увеличение стратификации уменьшит способность естественной турбулентности поднимать жизненно важные питательные вещества из глубины в теплый поверхностный слой воды и, таким образом, уменьшить их способность поддерживать морские экосистемы.

По мере того, как океан нагревается, он также менее способен удерживать кислород, что может привести к ухудшению качества воды.

Так при чем здесь ветряные электростанции? Внедрение ветряных турбин в более глубокие воды, где океан стратифицирован, обеспечит новый искусственный источник турбулентности. Вода, протекающая мимо фундамента плавучей турбины, будет создавать следы, в результате чего теплые и холодные слои смешиваются вместе. На самом деле, недавно мы опубликовали исследование, показывающее, что след от фундамента как минимум вдвое превышает естественное турбулентное перемешивание в районе морской ветряной электростанции.

Даже «плавающие» ветряные турбины по-прежнему имеют большие подводные фундаменты для обеспечения стабильности. Доррелл и др. (2022), автор предоставил

Эта повышенная турбулентность потенциально может компенсировать воздействие изменения климата на стратификацию и увеличить поступление питательных веществ в поверхностный слой и кислорода в глубокие слои воды. Нечто подобное уже происходит вокруг подводных отмелей, поэтому очень продуктивные рыбные промыслы часто встречаются в таких местах, как Доггер-Бэнк в Северном море или Гранд-Бэнкс в Ньюфаундленде — мелководье, где смешались разные слои океана.

Судя по всему, морской ветер может помочь сезонно стратифицированным морям стать более продуктивными, биоразнообразными и поддерживать большее количество рыбы. Таким образом, тщательное проектирование турбин и планирование ветряных электростанций могут стать важным инструментом в борьбе за спасение этих важных экосистем от наихудших последствий изменения климата.


У вас нет времени читать об изменении климата столько, сколько хотелось бы?
Вместо этого получайте еженедельную сводку новостей на свой почтовый ящик.Каждую среду редактор The Conversation по окружающей среде пишет Imagine, короткое электронное письмо, в котором немного глубже рассматривается только одна климатическая проблема. Присоединяйтесь к 10 000+ читателей, которые уже подписались.


Начало строительства первого в США судна для обслуживания морских ветряных электростанций

Американская оффшорная ветроэнергетика быстро развивается, как и основные отрасли, которые будут ее поддерживать. Датский ветроэнергетический гигант Ørsted, энергетическая компания Новой Англии Eversource и базирующаяся в Луизиане морская транспортная компания Edison Chouest Offshore вчера объявили о начале судостроения Eco Edison , первого в США судна для обслуживания морских ветряных электростанций, сертифицированного Законом Джонса.

 Закон Джонса – это федеральный закон США, который требует, чтобы товары, перевозимые между портами США, перевозились на судах, построенных, принадлежащих и эксплуатируемых гражданами или постоянными жителями США.

Electrek сообщила в июне 2021 года, что Dominion Energy строит Charybdis , первое судно для установки морских ветряных турбин в США, соответствующее Закону Джонса. Charybdis будет перевозить и устанавливать компоненты турбины. Ørsted и Eversource зафрахтуют Charybdis для строительства морских ветряных электростанций Revolution Wind и Sunrise Wind.

Встречайте

Eco Edison

Судно Eco Edison представляет собой судно для обслуживания, которое по существу представляет собой плавучий офис/гостиницу/инструментальный сарай, где члены экипажа будут жить и выполнять операции и техническое обслуживание с двухнедельной сменой на ветряных электростанциях. Судно будет иметь длину более 260 футов и сможет вместить 60 членов экипажа.

Модель Eco Edison строится на собственных верфях Edison Chouest Offshore в Луизиане, Миссисипи и Флориде, создавая более 300 рабочих мест, а компоненты производятся в 12 штатах.

Он будет оснащен четырьмя генераторными установками Caterpillar 3512E EPA Tier 4, каждая мощностью 1700 кВт, которые настроены на работу с переменной скоростью. Он будет иметь электрическую систему GE Power Conversion, которая может работать с генераторными установками или накопленной энергией, а также последнее поколение гребных винтов Voith Schneider со встроенными двигателями с постоянными магнитами.

Ørsted утверждает, что он строится с учетом будущей технологии с нулевым выбросом углерода, и говорит, что это высокоэффективное судно с низким энергопотреблением и минимальными выбросами парниковых газов.

Модель Eco Edison будет доставлена ​​в 2024 году и сразу же обеспечит оперативную поддержку из Порт-Джефферсона, штат Нью-Йорк, совместному предприятию Ørsted и Eversource в области оффшорной ветроэнергетики, которое включает South Fork Wind, Revolution Wind и Sunrise Wind.

После завершения строительства South Fork Wind, Sunrise Wind и Revolution Wind будут генерировать примерно 1,8 ГВт оффшорной ветровой энергии, что достаточно для питания более миллиона домов.

Компания Ørsted разрабатывает около 5 ГВт оффшорной ветроэнергетики в пяти штатах и ​​реализует семь проектов.

Подробнее: США получают революционное судно для установки морских ветряных электростанций

Основное изображение: Эрстед


UnderstandSolar — это бесплатная служба, которая связывает вас с лучшими установщиками солнечных батарей в вашем регионе для получения персонализированных оценок солнечной энергии. Tesla теперь предлагает сопоставление цен, поэтому важно делать покупки по лучшим ценам. Нажмите здесь, чтобы узнать больше и получить цитаты. — *объявление .

FTC: Мы используем автоматические партнерские ссылки, приносящие доход. Подробнее.


Подпишитесь на Electrek на YouTube, чтобы получать эксклюзивные видео и подписывайтесь на подкасты.

Продажа договоров аренды ветряных электростанций в Нью-Йорке привлекла более 4 миллиардов долларов

Администрация Байдена поставила цель разработать 30 000 мегаватт оффшорной ветровой энергии по всей стране к 2030 году. будет стоить 109 миллиардов долларов в следующие десять лет.

Хизер Зичал, исполнительный директор Американской ассоциации чистой энергии, которая представляет ветряные, солнечные, аккумулирующие и передающие компании, сказала, что продажа в аренду «разорвала наши ожидания» и возвестила новую эру спроса на чистую энергию.

«Это важный шаг вперед для США с точки зрения создания новой отрасли, связанных с этим возможностей внутреннего производства, а также еще один рыночный сигнал в пользу энергетической независимости США», — сказала она.

Бюро по управлению энергетикой океана, подразделение Министерства внутренних дел, осуществляющее надзор за оффшорной деятельностью, в марте 2021 года объявило залив Нью-Йорк «приоритетным морским ветровым районом».В прошлом месяце госсекретарь Холанд и губернаторы штатов Нью-Йорк и Нью-Джерси обнародовали «общее видение» укрепления внутренней цепочки поставок оффшорной ветровой энергии в регионе.

Узнайте последние новости об изменении климата


Карточка 1 из 4

Глобальные неудачи. Война на Украине и политические соображения усложняют усилия Соединенных Штатов и Европы, двух крупнейших загрязнителей в истории, по замедлению глобального потепления — точно так же, как ученые предупреждают об усилении опасностей.

Договор по пластмассам. Представители 175 стран договорились приступить к написанию глобального договора , который ограничит взрывной рост загрязнения пластиком. Соглашение обязывает страны работать над юридически обязывающим договором, который будет включать ограничения на само производство пластмасс.

Мир в огне. В отчете Организации Объединенных Наций сделан вывод о том, что к концу века риск разрушительных лесных пожаров во всем мире может увеличиться на 57 процентов, поскольку изменение климата еще больше усугубляет то, что авторы документа назвали «глобальным кризисом лесных пожаров».

За последний год администрация Байдена также дала окончательное разрешение на строительство первой в стране морской ветряной электростанции коммерческого масштаба у побережья Мартас-Винъярд, штат Массачусетс, и заявила, что откроет побережье Калифорнии для ветряных электростанций. Ожидается, что Бюро по управлению энергетикой океана рассмотрит 16 планов по строительству и эксплуатации коммерческих морских ветровых установок к 2025 году, которые, по словам агентства, будут представлять более 22 гигаватт чистой энергии.

Тимоти Фокс, вице-президент и аналитик Clearview Energy Partners, вашингтонской исследовательской фирмы, сказал, что, по его мнению, государственная политика стимулировала инвестиции не меньше, чем федеральные инициативы.Он отметил, что Нью-Йорк и Нью-Джерси поставили перед собой амбициозные цели по развертыванию морской ветроэнергетики — 9000 мегаватт и 7500 мегаватт соответственно к 2035 году. основные районы коммерческого рыболовства гребешков, моллюсков и других морепродуктов.

Обеспечение перехода к возобновляемым источникам энергии с помощью 3D-печати: ветер

Серия интервью 3D Printing Industry о 3D-печати и возобновляемых источниках энергии превращается в аддитивное производство в секторе ветроэнергетики.

Компания GE Renewable Energy, впервые внедрившая 3D-печать в этой области. «Аддитивное производство может привести к резкому изменению затрат и конкурентоспособности производительности в ветроэнергетике», — говорит руководитель передовых производственных технологий GE Renewable Маттео Беллуччи.

Беллуччи делится последними новостями о текущих усилиях GE по повышению эффективности и производительности ветряных турбин с помощью 3D-печати и обсуждает преимущества этой технологии для сектора ветроэнергетики.

В 2020 году в США ветроэнергетика росла рекордными темпами: впервые за несколько лет количество наземных ветроэнергетических установок превысило количество солнечной энергии. В 2020 году морской ветропровод страны вырос на 24 процента по сравнению с предыдущим годом. Еще одна заметная новая тенденция связана с повышенным интересом к использованию морского ветра для производства чистого водорода.

Чтобы к 2026 году Европейский союз (ЕС) выполнил свою задачу по добыче 40% возобновляемой энергии, ему необходимо установить 32 ГВт новых ветряных электростанций в год в этот период.Учитывая, что в 2021 году из-за проблем с глобальной цепочкой поставок и узких мест в Европе ветряные установки будут составлять всего 17,4 ГВт, есть ли прекрасная возможность для 3D-печати расширить свое распространение в космосе?

Оффшорная ветряная турбина GE Haliade-X. Фото через GE.

Повышение конкурентоспособности ветроэнергетики с помощью 3D-печати

В феврале 2021 года Министерство энергетики США (DoE) наградило компанию GE проектом стоимостью 6,7 млн ​​долларов США для разработки и производства 3D-печатных лопастей ветряных турбин.Работая вместе с Национальной лабораторией Ок-Риджа (ORNL) и Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL), GE стремится повысить конкурентоспособность как наземной, так и морской ветроэнергетики, используя 3D-печать для снижения производственных затрат и повышения гибкости цепочки поставок.

«Были проверены несколько концепций дизайна и процессов, а также новые термопластические материалы, что позволило лучше понять, как мы собираемся достичь цели по использованию 3D-печати в производстве лезвий вместе с другими передовыми процессами и высокой степенью автоматизация», — говорит Беллуччи.

Он объясняет, что наконечники лопаток турбин, изготовленные с использованием 3D-печати и термопластичных композитов, будут иметь несколько преимуществ, в том числе они легче, чем аналоги, изготовленные традиционным способом. Облегчение позволяет более крупным роторам турбин генерировать больше энергии, а также снижает нагрузку на всю турбину, снижает износ ее редукторов, трансмиссии, подшипников и фундамента, а также снижает затраты на жизненный цикл для операторов турбин.

Наконечники лопастей из термопластика, напечатанные на 3D-принтере

, также могут быть переплавлены и переработаны, когда они достигнут конца срока службы, что является важным аспектом проекта для GE Renewable Energy.Команда также изучает, какие другие части лопатки турбины могут выиграть от технологий 3D-печати и термопластичных материалов, чтобы увеличить время выхода компонента на рынок, качество и устойчивость.

Беллуччи говорит, что 3D-печать не только принесет ветроэнергетическому сектору преимущества в плане затрат и конкурентоспособности, но и «поможет GE Renewable поддержать наших клиентов в дальнейшем и ускорении перехода к энергетике».

В сентябре Fraunhofer IGCV и производитель струйных систем voxeljet объявили, что они будут строить «самый большой в мире» 3D-принтер для ветряных турбин на сегодняшний день.Система, известная как «Усовершенствованная литейная ячейка» (ACC), создается специально для печати форм, необходимых для литья деталей для морской турбины GE Haliade-X, каждая из которых может весить до 60 тонн.

«Эта программа началась всего несколько месяцев назад, и мы все еще находимся на ранней стадии ее концептуальной разработки, — говорит Беллуччи. «Как мы уже говорили, когда проект был заключен в конце прошлого года, проект предназначен для ускорения и оптимизации производства основных литейных компонентов морской турбины GE Haliade-X.В частности, 3D-печать обеспечивает гибкость при производстве крупных компонентов турбин вблизи морских ветровых установок, снижая транспортные расходы и принося пользу окружающей среде».

Беллуччи говорит, что проектная группа в настоящее время собирает детали спецификации для принтера, а затем voxeljet приступит к этапу проектирования проекта, включая механику нового принтера.

Напечатанная на 3D-принтере бетонная башня ветряной турбины. Фото через GE.

Преимущества АД для ветроэнергетики

В соответствии с амбициозными целями по сокращению выбросов парниковых газов, энергия ветра стала предметом повышенного внимания для борьбы с глобальным климатическим кризисом.С этой целью проводится значительный объем исследований, направленных на то, чтобы сделать сами ветряные турбины более экологичными.

Например, NREL разработал метод изготовления лопастей ветряных турбин с помощью 3D-печати, который повышает их производительность и возможность вторичной переработки по окончании срока службы, а Университет штата Мэн работает над экологически безопасным процессом 3D-печати форм для лопастей турбины при поддержке 2,8 миллиона долларов федерального финансирования. В другом месте инженеры из Университета Макгилла и Университета Райерсона работают над преобразованием отходов лопастей ветряных турбин в новый материал PLA для 3D-печати для деталей, армированных волокном.

Что касается GE, «технология 3D-печати уже созрела, помогая нам с инструментами для малых и крупных компонентов и быстрым прототипированием, что оказывает прямое и непосредственное влияние на эффективность наших заводских операций», — говорит Беллуччи. «Чтобы использовать 3D-печать непосредственно в наших продуктах, все равно потребуется некоторое время, но потенциал очень революционный, и мы активно изучаем различные варианты использования».

Глядя на весь портфель регенеративной энергии, помимо ветра, Беллуччи говорит, что GE считает все традиционные преимущества 3D-печати в зависимости от варианта использования актуальными.Эти преимущества включают время выхода на рынок, 3D-печать форм для отливок, более устойчивые, локальные и гибкие цепочки поставок, а также более стабильное качество, обусловленное, прежде всего, автоматизированным и цифровым характером технологии.

«Кроме того, 3D-печать открывает двери для более эффективных конструкций, которые можно настраивать для конкретных мест и приложений», — продолжает он. «Например, в то время как стандартная конструкция ветряной турбины на данном участке может предусматривать башни высотой 90 метров, более подробный анализ на месте может показать, что на одном конкретном участке ветряной электростанции башни высотой 120 метров составляют больше смысла.

«В этом случае мы можем напечатать на 3D-принтере компоненты 30-метровой башни, чтобы добавить их к существующему стандартному 90-метровому основанию для достижения оптимальной производительности».

По словам Беллуччи, этот подход более устойчив, чем существующие практики, по двум причинам. Это не только максимизирует общее количество чистой возобновляемой энергии, которая может быть произведена, но также снизит углеродный след проекта за счет уменьшения количества деталей, которые необходимо производить и транспортировать на большие расстояния.

Часть прототипа 13-метрового термопластичного лезвия исследователей NREL. Фото через Райан Бич, NREL.

Содействие переходу на возобновляемые источники энергии с помощью 3D-печати

Беллуччи считает, что 3D-печать помогает GE Renewable Energy и более широкому энергетическому сектору во многих отношениях ускорить переход к более чистому производству энергии.

«Как правило, это менее энергоемкий производственный процесс, при котором образуется меньше отходов», — говорит он. «Например, 3D-печать позволит исследовать новые методы проектирования с использованием таких инструментов, как оптимизация топологии, которая представляет собой подход к проектированию, который позволяет нашим инженерам экспериментировать с несколькими проектами, чтобы найти наиболее эффективное и экономичное решение для данной задачи.В результате наши команды могут использовать детали, производство которых требует меньше энергии и меньше отходов».

Беллуччи также указывает на потенциал технологии для упрощения процессов сборки и логистики, что помогает уменьшить углеродный след компании.

«3D-печать позволяет нам исследовать способы улучшения конструкции данного компонента путем объединения нескольких различных компонентов в одну деталь», — объясняет он. «Механическая сборка, которая обычно состоит из множества деталей, изготавливаемых как отдельные компоненты, а затем соединяемых вместе, может быть аддитивно изготовлена ​​как единое целое, при этом детали печатаются и комбинируются, даже если геометрия объединенного узла очень сложна.

Аддитивное производство

позволяет GE сократить количество деталей, которые необходимо спроектировать и изготовить, тем самым упростив процесс сборки и повысив долговечность и надежность своей продукции. Консолидация способствует более эффективному процессу разборки по окончании срока службы, что повышает возможность возврата материалов и цикличность фирмы.

«3D-печать также упростит включение переработанных материалов и потоков вторичных материалов в наши проекты», — добавляет Беллуччи.«Например, мы изучаем способы использования материалов, которые будут производиться при переработке лопастей выведенных из эксплуатации ветряных турбин, когда мы печатаем на 3D-принтере башни для новых турбин, эффективно взаимодействуя с двумя многообещающими партнерскими отношениями, которые у нас есть с Holcim.

«Аналогичным образом мы изучаем способы использования 3D-печати в сочетании с термопластическими материалами для новых усовершенствованных лопастей ветряных турбин при поддержке Министерства обороны США».

В сочетании эти инновации в области 3D-печати могут значительно сократить количество материалов, необходимых для производства новых ветряных турбин.По словам Беллуччи, недавний анализ оценки жизненного цикла (LCA) показал, что такие передовые производственные процессы потенциально могут снизить выбросы парниковых газов на целых 15 процентов при производстве крупных отливок на вершине башни. Оценка жизненного цикла также показала, что передовые производственные технологии могут сократить выбросы парниковых газов на 10 процентов при изготовлении законцовок лопаток и на 25 процентов при изготовлении высоких башен турбин.

«В будущем мы продолжим сотрудничать с клиентами и другими отраслевыми партнерами в разработке инновационных технологий, которые помогают ускорить переход к энергетике таким образом, чтобы это соответствовало нашему стремлению использовать устойчивую замкнутую конструкцию для максимизации экологических преимуществ для всех заинтересованных сторон. — заключила Беллуччи.

Лопасти турбины направляются к морской ветряной электростанции на острове Блок. Фото через LM Wind Power.

Подпишитесь на информационный бюллетень 3D-печати , чтобы быть в курсе последних новостей в области аддитивного производства. Вы также можете оставаться на связи, подписавшись на нас в Twitter и поставив лайк на Facebook.

Ищете работу в области аддитивного производства? Посетите  3D Printing Jobs  , чтобы узнать о вакансиях в отрасли.

Подпишитесь на наш YouTube-канал   , чтобы получать последние короткометражные видеоролики о 3D-печати, обзоры и повторы вебинаров.

На изображении показаны лопасти турбины   , направляющиеся к морской ветровой электростанции острова Блок. Фото через LM Wind Power.

Энергия ветра и окружающая среда

Ветер – безэмиссионный источник энергии

Ветер является возобновляемым источником энергии. В целом, использование ветра для производства энергии оказывает меньшее воздействие на окружающую среду, чем многие другие источники энергии.Ветряные турбины не производят выбросов, которые могут загрязнить воздух или воду (за редким исключением), и им не требуется вода для охлаждения. Ветряные турбины также могут уменьшить количество электроэнергии, вырабатываемой из ископаемого топлива, что приводит к снижению общего загрязнения воздуха и выбросов углекислого газа.

Индивидуальная ветряная турбина занимает относительно мало места. Группы ветряных турбин, иногда называемые ветряными электростанциями, расположены на открытой местности, на горных хребтах или в прибрежных водах озер или океана.

Ветряные турбины на проекте Серро-Гордо, к западу от Мейсон-Сити, штат Айова

Источник: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (общественное достояние)

Ветряные турбины оказывают негативное воздействие на окружающую среду

Современные ветряные турбины могут быть очень большими машинами, и они могут визуально влиять на ландшафт. Небольшое количество ветряных турбин также загорелось, а в некоторых произошла утечка смазочных жидкостей, но такие случаи случаются редко.Некоторым людям не нравится звук, издаваемый лопастями ветряных турбин, когда они вращаются на ветру. Некоторые типы ветряных турбин и ветряных электростанций вызывают гибель птиц и летучих мышей. Эти смерти могут способствовать сокращению популяции видов, также пострадавших от других антропогенных воздействий. Ветроэнергетика и правительство США изучают способы снижения воздействия ветряных турбин на птиц и летучих мышей.

Большинство проектов ветроэнергетики на суше требуют служебных дорог, которые усиливают физическое воздействие на окружающую среду.Производство металлов и других материалов, используемых для изготовления компонентов ветряных турбин, оказывает воздействие на окружающую среду, и для производства материалов могло использоваться ископаемое топливо. Хотя большинство материалов, используемых для изготовления ветряных турбин, могут быть использованы повторно или переработаны, лопасти турбин, большинство из которых производятся в настоящее время, не могут быть переработаны.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.