Účinnosť veternej energie

Veterná energia, známa tiež ako veterná energia, je prostriedok na využitie vetra a jeho premenu na elektrinu. Priemerná účinnosť vetra turbín sa pohybuje medzi 35-45% .

Výroba veternej energie

Vietor je produkovaný v zemskej atmosfére v dôsledku rozdielov v teplotách Zeme lokálne alebo v regionálnom a globálnom meradle. Keď sa teplo zahreje, stúpa a opúšťa miesto s nízkym tlakom vzduchu; vzduch z chladnejších oblastí s vyššími tlakmi vzduchu sa pohybuje dovnútra, aby sa vyrovnal tlak vzduchu.

• Príklady udržateľného rozvoja
• Fakty o solárnej energii
• Choďte zelenými obrázkami

Veterné mlyny a turbíny využívajú kinetickú energiu alebo energiu pohybu, ktorá premiestňuje vzduch alebo vietor z jedného miesta na druhé a premieňa ich na elektrinu. Veterné turbíny sú postavené na veterných miestach, takže vietor môže pohybovať lopatkami turbín. Tieto lopatky otáčajú motorom a ozubené kolesá dostatočne zvyšujú rotáciu na výrobu elektriny. Rôzne konštrukcie turbín sú vhodné pre rôzne podmienky.

Účinnosť vetra a faktor veternej kapacity

Účinnosť vetra nie je to isté ako faktor veternej kapacity, o čom sa diskutuje, keď ľudia myslia na energetickú účinnosť. Veterné hodinky vysvetľuje rozdiel medzi týmito dvoma javmi.

Účinnosť vetra a jej limit

Účinnosť vetra je množstvo kinetickej energie vo vetre, ktoré sa premieňa na mechanickú energiu a elektrinu. Zákony fyziky opísané v Betz Limit hovorí, že maximálny teoretický limit je 59,6%. Vietor vyžaduje zvyšok energie, aby preletel okolo lopatiek. To je v skutočnosti dobré. Ak by turbína zachytená o 100% energie prestala fúkať vietor a lopatky turbíny by sa nemohli otočiť, aby vyrobili elektrinu.

Nie je však možné, aby v súčasnosti akýkoľvek stroj premieňal všetkých zachytených 59,6% kinetickej energie z vetra na elektrinu. Existujú určité obmedzenia v dôsledku spôsobu výroby a výroby generátorov, ktoré ďalej znižujú množstvo energie, ktorá sa nakoniec premení na energiu. Priemer je v súčasnosti 35 - 45%, ako je uvedené vyššie. Maximum pri špičkovom výkone mohlo podľa Wind Watch dosiahnuť 50%. An Dokument austrálskej vlády (NSW) rovnako súhlasí s tým, že 50% je maximálna účinnosť vetra, ktorú je možné dosiahnuť (str. 3).

Energetická účinnosť sa nelíši tak veľmi ako faktor veternej kapacity, čo závisí vo veľkej miere od polohy a poveternostných podmienok.

Faktor veternej kapacity

Faktor veternej kapacity je množstvo energie vyrobenej generátorom v porovnaní s tým, čo by mohol vyrobiť, keby pracoval neustále pri špičkovej kapacite, podľa Green Tech Media . Faktor veternej kapacity má tendenciu meniť sa z miesta na miesto a v rôznych ročných obdobiach, a to aj pri rovnakých turbínach, pretože závisí od rýchlosti vetra, jeho hustoty a zametanej plochy, ktorá závisí od veľkosti generátora. Otvorte EI . Faktor veternej kapacity možno optimalizovať výberom miest, kde prevládajú ideálne veterné podmienky po celý alebo väčšiu časť roka. Je preto dôležité vziať do úvahy faktor kapacity vetra a podmienky, ktoré ho ovplyvňujú, aby sa maximalizoval výkon.

Rýchlosť vetra pod 30 míľ za hodinu vyprodukuje podľa Wind Watch málo energie. Aj malé zvýšenie rýchlosti sa môže prejaviť v podstatnom zvýšení výkonu generovaného podľa Open EI. Vysvetlená elektrina je kocka rýchlosti vetra Veterný ICE . Hustota vzduchu je viac v chladnejších oblastiach a na úrovni mora ako v horách. Ideálne miesta s vysokou hustotou vetra sú teda moria s chladnejšími teplotami podľa Open EI. To je jeden z dôvodov veľkého rozšírenia výroby veternej energie na mori. Väčšie a vyššie turbíny môžu využívať viac vetra vyššie nad zemou a zväčšeným rozpätím ich lopatiek. Ekonomické hľadiská tu preto nadobúdajú dôležitosť.

Kapacitný faktor sa neustále vylepšuje vylepšenou technológiou. Podľa Green Tech Media dosiahli veterné turbíny vyrobené v roku 2014 kapacitný faktor 41,2% v porovnaní s 31,2% v prípade turbín vyrobených v rokoch 2004 - 2011. Kapacitný faktor vetra však ovplyvňuje nielen technológia, ale aj samotná dostupnosť vetra. V roku 2015 teda boli kapacitné faktory turbín pod priemerom z predchádzajúcich rokov v dôsledku veterného sucha, vysvetľuje Green Tech Media.

Porovnanie s inými zdrojmi energie

Energetická účinnosť vetra je lepšia ako energetická účinnosť uhlia. Iba 29-37% energie v uhlí sa premieňa na elektrinu a plyn má takmer rovnakú účinnosť ako vietor, pretože 32-50% energie v plyne sa dá premeniť na elektrinu.

Pokiaľ však ide o kapacitné faktory, fosílne palivá dosiahli v roku 2016 v USA lepší výkon ako vietor USA Správa energetických informácií (EIA) .

• Uhoľné elektrárne v USA dosiahli 52,7% svojej kapacity.
• Kapacitný faktor pre plynové elektrárne bol v USA 56%.
• Jadrová energia mala podľa kapacity kapacitný faktor 92,5% Údaje EIA pre nefosílne palivá .
• Faktor kapacity vodnej energie bol 38%.
• Faktor kapacity veternej energie bol 34,7%.

Pri porovnaní výstupného výkonu z rôznych zdrojov energie je lepšie brať do úvahy nielen kapacitný faktor, ale aj ich energetickú účinnosť. To je dôvod, prečo je zvýšenie výroby energie z vetra konkurencieschopné a uskutočniteľné v porovnaní s fosílnymi palivami, ktoré tiež čelia problémom znečistenia, ktoré spôsobujú.

Prerušovanosť ovplyvňuje výstup veternej energie

Veterná energia je prerušovaná, pretože vietor nie je vždy k dispozícii a môže fúkať rôznymi rýchlosťami, čo znamená, že energia sa vyrába na nekonzistentných úrovniach. Prerušovanosť energie je jav, pri ktorom energia nie je k dispozícii nepretržite kvôli mnohým faktorom, ktoré ľudia nemôžu ovplyvniť. Preto existujú rozdiely v ponuke.

Riešenia prerušovanej prevádzky

Pretože výroba energie z veterných turbín kolíše z hodiny na hodinu alebo dokonca sekundu za sekundu, musia mať dodávatelia energie väčšie rezervy energie, aby dosiahli a udržali konzistentné úrovne napájania, vysvetľuje Americký vedec . Prerušovanosť znamená nielen výpadky, ale aj obdobia nadmerných nákladov; to potom poskytuje aj možné riešenie. Americký vedec vysvetľuje, že so zvyšujúcim sa počtom zdrojov veternej energie môžu miestne rozdiely v počasí a veterných podmienkach vyvážiť manká a excesy.

Vylepšené predpovede počasia a modelovanie tiež uľahčujú zohľadnenie aj krátkodobých zmien veternej energie. Je nevyhnutná aj kombinácia zdrojov, aby sa vyrovnali denné alebo sezónne rozdiely vo výrobe veternej energie.

Bez ohľadu na prerušovanosť rozšírené nové veterné farmy v USA skutočne pomohli stabilizovať napájanie, najmä počas extrémneho počasia v Texase podľa Čistá Technica .

Náklady

V roku 2017 Nezávislý oznámila, že výroba energie z vetra je lacnejšia ako z fosílnych palív. Výroba megawatthodiny (MWh) v roku 2017 stála 50 dolárov. S vylepšovaním technológie náklady naďalej klesajú, čo je atraktívnejšie ako bežné zdroje znečisťovania energie. USA dúfa, že toto hnutie podnietia poskytnutím vládnych stimulov na zvýšenie podielu veternej energie, ktorá v roku 2016 poskytovala 6% jej elektrickej energie podľa EIA .

Spoločnosť Wind EIS poznamenáva, že 80% nákladov tvoria kapitálové náklady spojené s inštaláciou turbín a 20% sú prevádzkové náklady. Pretože však s tým nie sú spojené žiadne náklady na palivo a vzhľadom na energiu vyrobenú počas celého jej životného cyklu je veterná energia konkurencieschopná.

Energia bez obsahu uhlíka

Veterná energia je jednou z účinnejších alternatív energie z fosílnych palív. Predpokladá sa, že do roku 2050 by 139 krajín, ktoré v súčasnosti využívajú 99% svetovej energie, mohlo využívať 100% obnoviteľnú energiu. Veterná a slnečná energia by mohli spolu poskytnúť až 97% tejto energie, uvádza a Správa Svetového fóra z roku 2017 . To môže pomôcť pri znižovaní globálneho otepľovania pod 1,5 ° C. Či už je to veterná farma na úbočí alebo pozdĺž pobrežia, technológia veterných turbín ponúka oveľa efektívnejší spôsob výroby použiteľnej elektriny ako neobnoviteľné tradičné zdroje.