Efektywność energetyki wiatrowej

Energia wiatrowa, znana również jako energia wiatrowa, to sposób na okiełznanie wiatru i przekształcenie go w energię elektryczną. Średnia wydajność wiatrowa turbin waha się między 35-45% .

ile czasu zajmuje kotu urodzenie kociąt

Produkcja energii wiatrowej

Wiatr wytwarzany jest w atmosferze ziemskiej z powodu różnic temperatur na ziemi lokalnie lub w skali regionalnej i globalnej. Gdy ciepło się nagrzewa, unosi się, pozostawiając pomieszczenie o niskim ciśnieniu powietrza; powietrze z chłodniejszych regionów o wyższym ciśnieniu powietrza przemieszcza się, aby wyrównać ciśnienie powietrza.

Powiązane artykuły

Przykłady Zrównoważonego Rozwoju
Fakty dotyczące energii słonecznej
Idź zielone zdjęcia

Wiatraki i turbiny wykorzystują energię kinetyczną lub „energię ruchu”, która przenosi powietrze lub wiatr z jednego miejsca na drugie i przekształca je w energię elektryczną. Turbiny wiatrowe stawiane są w miejscach wietrznych, dzięki czemu wiatr może poruszać łopatami turbin. Te ostrza obracają silnik, a koła zębate zwiększają obroty wystarczająco, aby wytworzyć energię elektryczną. Różne konstrukcje turbin są odpowiednie dla różnych warunków.

Efektywność wiatru i współczynnik mocy wiatru

Efektywność wiatru to nie to samo, co współczynnik mocy wiatru, o którym mówi się, gdy ludzie myślą o efektywności energetycznej. Zegarek wiatru wyjaśnia różnicę między tymi dwoma zjawiskami.

Efektywność wiatru i jej limit

Sprawność wiatru to ilość energii kinetycznej wiatru, która jest zamieniana na energię mechaniczną i elektryczną. Prawa fizyki opisane przez Limit Betza mówi, że maksymalny teoretyczny limit wynosi 59,6%. Wiatr potrzebuje reszty energii, by przebić się przez łopaty. To jest w rzeczywistości dobre. Jeśli turbina uwięziona w 100% energii wiatr przestałaby wiać, a łopaty turbiny nie mogą obracać się, aby wytwarzać energię elektryczną.

Jednak obecnie żadna maszyna nie jest w stanie przetworzyć całej uwięzionej 59,6% energii kinetycznej z wiatru na energię elektryczną. Istnieją ograniczenia wynikające ze sposobu wykonania i konstrukcji generatorów, które dodatkowo zmniejszają ilość energii, która jest ostatecznie przekształcana w moc. Jak wspomniano powyżej, średnia obecnie wynosi 35-45%. Według Wind Watch maksymalna przy szczytowej wydajności może osiągnąć 50%. Na Dokument rządu australijskiego (NSW) zgadza się również, że 50% to maksymalna wydajność wiatru, jaką można uzyskać (str. 3).

Efektywność energetyczna nie zmienia się tak bardzo jak współczynnik mocy wiatru, który w dużej mierze zależy od lokalizacji i warunków pogodowych.

Współczynnik mocy wiatru

Współczynnik mocy wiatru to ilość energii wytworzonej przez generator w porównaniu z tym, co mógłby wyprodukować, gdyby działał cały czas w szczytowej mocy, zgodnie z Zielone media technologiczne . Współczynnik mocy wiatrowej zmienia się w zależności od miejsca i o różnych porach roku, nawet przy tych samych turbinach, ponieważ zależy od prędkości wiatru, jego gęstości i powierzchni omiatania, która zależy od wielkości generatora. Otwórz EI . Współczynnik mocy wiatrowej można zoptymalizować wybierając miejsca, w których przez całą lub większą część roku panują idealne warunki wietrzne. Dlatego ważne jest, aby wziąć pod uwagę współczynnik mocy wiatru i warunki wpływające na niego, aby zmaksymalizować moc wyjściową.

najlepsze farby do włosów afroamerykanów

Prędkość wiatru poniżej 30 mil na godzinę wytwarza mało energii według Wind Watch. Nawet niewielki wzrost prędkości może przełożyć się na znaczny wzrost mocy generowanej zgodnie z Open EI. Generowana energia elektryczna to sześcian prędkości wiatru wyjaśnia Wiatr ICE .
Gęstość powietrza jest bardziej w chłodniejszych regionach i na poziomie morza niż w górach. Zatem idealnymi miejscami o dużej gęstości wiatru są morza o niższych temperaturach według Open EI. Jest to jeden z powodów ekspansji morskiej energetyki wiatrowej na dużą skalę.
Większe i wyższe turbiny mogą wykorzystać więcej wiatru wyżej nad ziemią i większą rozpiętość ich ostrzy. Dlatego względy ekonomiczne stają się tutaj ważne.

Współczynnik wydajności jest stale zwiększany wraz z udoskonaloną technologią. Turbiny wiatrowe zbudowane w 2014 roku osiągnęły współczynnik mocy 41,2% w porównaniu do 31,2% dla turbin zbudowanych w latach 2004-2011, według Green Tech Media. Jednak na współczynnik mocy wiatru wpływa nie tylko technologia, ale także sama dostępność wiatru. Tak więc w 2015 r. współczynnik mocy turbin był poniżej średniej z poprzednich lat z powodu „suchy wiatrowej”, wyjaśnia Green Tech Media.

Porównanie z innymi źródłami zasilania

Efektywność energetyczna wiatru jest lepsza niż efektywność energetyczna węgla. Tylko 29-37% energii w węglu jest zamieniane na elektryczność, a gaz ma prawie taką samą wydajność jak wiatr, ponieważ 32-50% energii w gazie można zamienić na elektryczność.

Jednak pod względem współczynników wydajności, paliwa kopalne w 2016 r. radził sobie lepiej niż wiatr w USA według NAS. Administracja Informacji Energetycznej (OOŚ) .

Elektrownie węglowe w USA pracowały na poziomie 52,7% swojej mocy.
Współczynnik mocy dla elektrowni gazowych w USA wyniósł 56%.
Energia jądrowa miała współczynnik mocy 92,5%, zgodnie z according Dane OOŚ dla paliw niekopalnych .
Współczynnik wydajności elektrowni wodnych wyniósł 38%.
Współczynnik mocy energetyki wiatrowej wyniósł 34,7%.

Porównując moc wyjściową z różnych źródeł energii, lepiej wziąć pod uwagę nie tylko współczynnik pojemności, ale także ich efektywność energetyczną. To właśnie sprawia, że zwiększenie produkcji energii z wiatru jest konkurencyjne i wykonalne w porównaniu z paliwami kopalnymi, które są również nękane problemami związanymi z zanieczyszczeniem, jakie powodują.

dlaczego mój pies ciężko oddycha?

Przerwa wpływa na produkcję energii wiatru

Energia wiatru cierpi z powodu nieciągłości, ponieważ wiatr nie zawsze jest dostępny i może wiać z różną prędkością, co oznacza, że energia jest generowana na niespójnych poziomach. Przerywanie energii to zjawisko, w którym energia nie jest dostępna w sposób ciągły z powodu wielu czynników, których ludzie nie mogą kontrolować. Dlatego istnieje zróżnicowanie podaży.

czym karmić psa z biegunką

Rozwiązania dla nieciągłości

Ponieważ wytwarzanie energii przez turbiny wiatrowe zmienia się z godziny na godzinę, a nawet z sekundy na sekundę, dostawcy energii muszą mieć większe rezerwy energii, aby zaspokoić i utrzymać stały poziom zasilania. amerykański naukowiec . Przerwa oznacza nie tylko niedobory, ale także okresy ekscesów; zapewnia to również możliwe rozwiązanie. Amerykański naukowiec wyjaśnia, że wraz ze wzrostem liczby źródeł energii wiatrowej lokalne różnice w pogodzie i wietrze mogą zrównoważyć niedobory i nadwyżki.

Ulepszone prognozy pogody i modelowanie ułatwiają również uwzględnienie nawet krótkoterminowych zmian w energetyce wiatrowej. Niezbędna jest również mieszanka źródeł, aby wyrównać dobowe lub sezonowe różnice w wytwarzaniu energii wiatrowej.

Niezależnie od nieciągłości, szeroko rozpowszechnione nowe farmy wiatrowe w Stanach Zjednoczonych rzeczywiście pomogły ustabilizować dostawy energii, szczególnie podczas ekstremalnych warunków pogodowych w Teksasie według Czysta technika .

Koszt

W 2017 roku Niezależny ogłosił, że produkcja energii z wiatru jest tańsza niż z paliw kopalnych. Wyprodukowanie megawatogodziny (MWh) w 2017 r. kosztowało 50 USD. Wraz z ulepszaniem technologii koszty nadal spadają, co czyni ją bardziej atrakcyjną niż konwencjonalne źródła energii zanieczyszczające środowisko. Stany Zjednoczone mają nadzieję pobudzić ten ruch, zapewniając zachęty rządowe, aby zwiększyć udział energii wiatrowej, która dostarczyła 6% energii elektrycznej w 2016 r., zgodnie z OOŚ .

Wind EIS zauważa, że 80% kosztów to koszty kapitałowe związane z instalacją turbin, a 20% to koszty operacyjne. Jednak ze względu na brak kosztów paliwa i biorąc pod uwagę energię generowaną w całym cyklu życia, energia wiatrowa jest konkurencyjna.

Energia bezemisyjna

Energia wiatrowa jest jedną z bardziej wydajnych alternatyw dla energii z paliw kopalnych. Przewiduje się, że do 2050 r. 139 krajów, które obecnie zużywają 99% światowej energii, może korzystać w 100% z energii odnawialnej. Według A.A. wiatr i słońce mogą razem dostarczać aż 97% tej energii Raport Światowego Forum 2017 . Może to pomóc w powstrzymaniu wzrostu globalnego ocieplenia poniżej 1,5C. Niezależnie od tego, czy jest to farma wiatrowa na zboczu wzgórza, czy wzdłuż wybrzeża, technologia turbin wiatrowych oferuje znacznie bardziej wydajny sposób generowania użytecznej energii elektrycznej niż tradycyjne źródła nieodnawialne.