Энергия ветра: преимущества и недостатки энергии ветра
Энергия ветра — это вид возобновляемой энергии, получаемой за счет кинетической энергии воздушных потоков. Со своей стороны, ветры возникают на планете в результате градиентов давления и температуры, которые в каждом случае косвенно вызываются влиянием солнца на землю.
Развитие ветроэнергетики в мире в последние годы идет очень быстро. Лидерами на данный момент являются Китай и США, но остальной мир постепенно развивает это перспективное направление «чистой» энергетики на основе неисчерпаемого природного ресурса – энергии ветра.
С каждым годом в мире устанавливается все больше и больше ветряных турбин, и наблюдается тенденция к дальнейшему расширению этой технологии.
Энергия ветра играет все более важную роль в мире как возобновляемый источник энергии. Такие страны, как Испания, Германия и Дания, близки к достижению цели по обеспечению 30% спроса на электроэнергию за счет энергии ветра.
Хотя в настоящее время Соединенные Штаты производят только около 5% своей электроэнергии за счет ветра, они занимают первое место в мире по общей установленной мощности, опередив недавно Германию.
Ученые прогнозируют, что к 2050 году ветер будет покрывать более 1/3 мирового спроса на электроэнергию.
Ресурсы энергии ветра настолько огромны, что их невозможно полностью использовать даже в долгосрочной перспективе. С количественной стороны может стоять вопрос лишь о возможной степени концентрации ветропарков на данной ограниченной территории.
Давайте посмотрим на плюсы и минусы использования ветряных электростанций.
1) используется полностью возобновляемый источник энергии. В результате действия солнца в атмосфере находятся воздушные потоки, находящиеся в постоянном движении, не требующие добычи, транспортировки и сжигания топлива. Источник практически неисчерпаем (ветер является бесплатным и легкодоступным источником возобновляемой энергии).
2. Отсутствуют вредные выбросы при работе ветропарка. Это означает отсутствие парниковых газов и производственных отходов. Это означает, что технология является экологически чистой.
3. Ветроэлектростанция не использует воду для своей работы.
4. Ветродвигатель и основные рабочие части таких генераторов расположены на значительной высоте над землей. Мачта, на которой установлен ветряк, занимает небольшую площадь на земле, поэтому окружающее пространство можно с успехом использовать в хозяйственных целях, на нем можно возводить различные здания и сооружения, например сельскохозяйственные.
5. Нет необходимости готовить место для сборки установки. 6.
6. Энергия ветра выгодна во многих частях мира.
7. Потери при передаче значительно ниже из-за близости потребителей, так как ветрогенераторы могут быть установлены на расстоянии до 300 метров от населенных пунктов.
8. Использование ветрогенераторов особенно оправдано в изолированных районах, где электроэнергия не может быть обеспечена традиционным способом, и автономное электроснабжение для таких районов, вероятно, является единственным решением.
9. После запуска ветропарка стоимость одного киловатт-часа выработанной таким образом электроэнергии значительно снижается. В США, например, специально тестируют работу вновь установленных электростанций, оптимизируют эти системы и таким образом умудряются снизить стоимость электроэнергии для потребителей до 20 раз по сравнению с первоначальной стоимостью.
10. Техническое обслуживание в процессе эксплуатации минимально. Ремонт и обслуживание ветряных электростанций намного дешевле, чем других электростанций.
1. Зависимость от внешних условий в данный момент времени. Ветер может быть сильным, а может и нет. Для обеспечения непрерывности электроснабжения потребителей в таких изменяющихся условиях необходимы значительные мощности по хранению электроэнергии. Кроме того, необходима инфраструктура для передачи этой энергии.
2. Строительство ветропарка требует материальных затрат (высокие инвестиционные затраты). В некоторых случаях привлекаются региональные инвестиции, которые не всегда легко застраховать. Это начальный этап, само строительство самого проекта, это очень дорогое мероприятие. Вышеупомянутая инфраструктура является важным элементом проекта, который также стоит денег. Энергия ветра дороже, чем традиционное производство электроэнергии. В среднем стоимость 1 кВт установленной мощности составляет 1000 долларов.
3. Некоторые специалисты считают, что ветряные турбины искажают природный ландшафт и своим внешним видом нарушают природную эстетику. Поэтому крупным компаниям приходится прибегать к помощи специалистов по ландшафтному дизайну и архитектуре.
4. Ветряные турбины создают аэродинамический шум, который может доставлять дискомфорт человеку. По этой причине в некоторых странах Европы принят закон, согласно которому расстояние между ветряком и жилыми домами не должно быть менее 300 м, а уровень шума не должен превышать 45 дБ днем и 35 дБ ночью.
5. Существует небольшая вероятность столкновения птицы с лопастью ветряной турбины, но вероятность настолько мала, что вряд ли требует серьезного рассмотрения. Летучие мыши, напротив, более уязвимы, потому что их легкое строение, в отличие от птиц, создает смертельную баротравму, если млекопитающее попадает в зону пониженного давления вблизи кромки лезвия.
Несмотря на недостатки, экологические преимущества использования ветряков очевидны. Например, ветрогенератор мощностью 1 МВт может сэкономить примерно 29 000 тонн угля или 92 000 баррелей нефти за 20 лет.
Энергия ветра является одной из самых быстро развивающихся технологий возобновляемой энергетики.
Однако, принимая во внимание растущий спрос на энергию ветра, следует отметить, что современная технология ветроэнергетики все еще далека от оптимальной.
Из-за своей прерывистости ветроэнергетика сталкивается с серьезными новыми проблемами, прежде чем она станет полностью надежной технологией. Например, в среднем современные ветряные электростанции работают только на 35% своей мощности. Они также работают на полную мощность менее чем за 10% времени.
Это частично связано с изменчивостью ветра, а также с экономическими факторами, влияющими на аэродинамическую конструкцию ветряной турбины. Хотя можно увеличить улавливание энергии ветра за счет увеличения диаметра ротора, этот подход имеет экономические ограничения.
Прерывистый и непредсказуемый характер энергии ветра делает системы хранения энергии ключевым компонентом возобновляемых источников энергии.
Возобновляемый источник энергии, такой как ветер, потенциально может сыграть важную роль в глобальном энергетическом будущем. Ветряные турбины нового поколения должны повысить свою эффективность, снизить стоимость приобретения, повысить надежность и себестоимость производимой электроэнергии, а также повысить свою конкурентоспособность по сравнению с использованием традиционных ископаемых видов топлива.
Плюсы ветроэнергетики намного перевешивают минусы. Мифы о ветроэнергетике постепенно развенчиваются и в целом можно прогнозировать ее светлое будущее.
Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сайта!
