Ανεμογεννήτρια - Νέα Λύση για Ελεύθερη Ενέργεια

Τι είναι η αιολική ενέργεια;

Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν τη δύναμη του ανέμου εδώ και χιλιάδες χρόνια. Ο άνεμος έχει μετακινήσει σκάφη κατά μήκος του ποταμού Νείλου, έχει αντλήσει νερό και έχει αλέσει σιτηρά, έχει υποστηρίξει την παραγωγή τροφίμων και πολλά άλλα. Σήμερα, η κινητική ενέργεια και η δύναμη των φυσικών ροών αέρα που ονομάζεται άνεμος αξιοποιούνται σε τεράστια κλίμακα για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας. Μια ενιαία, σύγχρονη υπεράκτια ανεμογεννήτρια μπορεί να παράγει περισσότερα από 8 μεγαβάτ (MW) ενέργειας, αρκετή για να τροφοδοτήσει με καθαρό τρόπο σχεδόν έξι σπίτια για ένα χρόνο. Τα χερσαία αιολικά πάρκα παράγουν εκατοντάδες μεγαβάτ, καθιστώντας την αιολική ενέργεια μια από τις πιο οικονομικά αποδοτικές, καθαρές και άμεσα διαθέσιμες πηγές ενέργειας στον πλανήτη.

Η αιολική ενέργεια είναι η πιο οικονομική μεγάλης κλίμακας ανανεώσιμη πηγή ενέργειας και η μεγαλύτερη πηγή ανανεώσιμης ενέργειας στις ΗΠΑ σήμερα. Υπάρχουν σχεδόν 60.000 ανεμογεννήτριες με συνολική ισχύ 105.583 μεγαβάτ (MW). Αυτή η ισχύς είναι αρκετή για να ηλεκτροδοτήσει περισσότερα από 32 εκατομμύρια σπίτια!

Εκτός από το ότι διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο στον ενεργειακό μας εφοδιασμό, οι λύσεις αιολικής ενέργειας βοηθούν επίσης τις εμπορικές εταιρείες να επιτύχουν τους στόχους και τις εντολές για αξιόπιστη, καθαρή ενέργεια όσον αφορά τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Τα πλεονεκτήματα της αιολικής ενέργειας:

1. Οι ανεμογεννήτριες συνήθως αποπληρώνουν τις εκπομπές άνθρακα που σχετίζονται με την ανάπτυξή τους σε λιγότερο από ένα χρόνο, προτού παρέχουν έως και 30 χρόνια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ουσιαστικά χωρίς άνθρακα.
2. Η αιολική ενέργεια συμβάλλει στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα – το 2018, απέτρεψε 201 εκατομμύρια μετρικούς τόνους εκπομπών C02.
3. Η αιολική ενέργεια παρέχει φορολογικά έσοδα στις κοινότητες που φιλοξενούν έργα. Για παράδειγμα, οι κρατικές και τοπικές πληρωμές φόρων από αιολικά έργα στο Τέξας ανήλθαν συνολικά σε 237 εκατομμύρια δολάρια.
4. Η αιολική βιομηχανία υποστηρίζει τη δημιουργία θέσεων εργασίας, ειδικά κατά τις κατασκευές. Η βιομηχανία υποστήριξε 114.000 θέσεις εργασίας σε όλες τις ΗΠΑ το 2018.
5. Η αιολική ενέργεια παρέχει μια σταθερή, συμπληρωματική πηγή εσόδων: Τα αιολικά έργα αποδίδουν πάνω από 1 δισεκατομμύριο δολάρια σε κρατικές και τοπικές κυβερνήσεις και ιδιώτες γαιοκτήμονες κάθε χρόνο.

Πώς μοιάζει ένα έργο αιολικής ενέργειας;

Ένα αιολικό έργο ή πάρκο αναφέρεται σε έναν μεγάλο αριθμό ανεμογεννητριών που είναι κατασκευασμένες κοντά η μία στην άλλη και λειτουργούν όπως ένας σταθμός παραγωγής ενέργειας, στέλνοντας ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο.

Το έργο Frontier Wind Power I στην κομητεία Kay της Οκλαχόμα, λειτουργεί από το 2016 και επεκτείνεται με το έργο Frontier Wind Power II. Μόλις ολοκληρωθούν, τα Frontier I και II θα παράγουν συνολικά 550 μεγαβάτ αιολικής ενέργειας - αρκετά για να ηλεκτροδοτήσουν 193.000 κατοικίες.

Πώς λειτουργούν οι ανεμογεννήτριες;

Η ενέργεια παράγεται μέσω περιστρεφόμενων ανεμογεννητριών που αξιοποιούν την κινητική ενέργεια του κινούμενου αέρα, η οποία μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Η βασική ιδέα είναι ότι οι ανεμογεννήτριες χρησιμοποιούν πτερύγια για να συλλέξουν το δυναμικό και την κινητική ενέργεια του ανέμου. Ο άνεμος περιστρέφει τα πτερύγια, τα οποία περιστρέφουν έναν ρότορα που είναι συνδεδεμένος σε μια γεννήτρια για να δημιουργήσει ηλεκτρική ενέργεια.

Οι περισσότερες ανεμογεννήτριες έχουν τέσσερα βασικά μέρη:

• Οι λεπίδες είναι προσαρτημένες σε έναν κόμβο, ο οποίος περιστρέφεται καθώς περιστρέφονται οι λεπίδες. Οι λεπίδες και ο κόμβος μαζί σχηματίζουν τον ρότορα.
• Η άτρακτος στεγάζει το κιβώτιο ταχυτήτων, τη γεννήτρια και τα ηλεκτρικά εξαρτήματα.
• Ο πύργος συγκρατεί τα πτερύγια του ρότορα και τον εξοπλισμό παραγωγής ενέργειας ψηλά πάνω από το έδαφος.
• Ένα θεμέλιο συγκρατεί την τουρμπίνα στη θέση της στο έδαφος.

Τύποι ανεμογεννητριών:

Οι μεγάλες και μικρές τουρμπίνες εμπίπτουν σε δύο βασικές κατηγορίες, με βάση τον προσανατολισμό του ρότορα: τουρμπίνες οριζόντιου άξονα και τουρμπίνες κάθετου άξονα.

Οι ανεμογεννήτριες οριζόντιου άξονα είναι μακράν ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος τύπος ανεμογεννήτριας σήμερα. Αυτός ο τύπος ανεμογεννήτριας μου έρχεται στο μυαλό όταν φανταζόμαστε την αιολική ενέργεια, με πτερύγια που μοιάζουν πολύ με έλικα αεροπλάνου. Οι περισσότερες από αυτές τις ανεμογεννήτριες έχουν τρία πτερύγια, και όσο ψηλότερη και μεγαλύτερη η πτερύγια, τόσο συνήθως παράγεται περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια.

Οι ανεμογεννήτριες κάθετου άξονα μοιάζουν πολύ περισσότερο με έλικα αυγοκίνητης μηχανής παρά με έλικα αεροπλάνου. Τα πτερύγια αυτών των ανεμογεννητριών είναι προσαρτημένα τόσο στην κορυφή όσο και στο κάτω μέρος ενός κάθετου ρότορα. Επειδή οι ανεμογεννήτριες κάθετου άξονα δεν αποδίδουν τόσο καλά όσο οι αντίστοιχες οριζόντιες, είναι πολύ λιγότερο συνηθισμένες σήμερα.

Πόση ηλεκτρική ενέργεια παράγει μια τουρμπίνα;

Εξαρτάται. Το μέγεθος της τουρμπίνας και η ταχύτητα του ανέμου που διαπερνά τα πτερύγια του ρότορα καθορίζουν την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται.

Την τελευταία δεκαετία, οι ανεμογεννήτριες έχουν γίνει ψηλότερες, επιτρέποντας τη χρήση μακρύτερων πτερυγίων και την ικανότητα αξιοποίησης καλύτερων αιολικών πόρων που είναι διαθέσιμοι σε μεγαλύτερα ύψη.

Για να θέσουμε τα πράγματα σε μια πιο συγκεκριμένη προοπτική: Μια ανεμογεννήτρια με ισχύ περίπου 1 μεγαβάτ μπορεί να παράγει αρκετή καθαρή ενέργεια για περίπου 300 σπίτια κάθε χρόνο. Οι ανεμογεννήτριες που χρησιμοποιούνται σε χερσαία αιολικά πάρκα παράγουν συνήθως από 1 έως σχεδόν 5 μεγαβάτ. Οι ταχύτητες του ανέμου πρέπει συνήθως να είναι περίπου 9 μίλια την ώρα ή περισσότερο για να αρχίσουν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια οι περισσότερες ανεμογεννήτριες μεγέθους κοινής ωφέλειας.

Κάθε τύπος ανεμογεννήτριας είναι σε θέση να παράγει τη μέγιστη ηλεκτρική ενέργεια εντός ενός εύρους ταχυτήτων ανέμου, συχνά μεταξύ 30 και 55 μιλίων ανά ώρα. Ωστόσο, εάν ο άνεμος φυσάει λιγότερο, η παραγωγή συνήθως μειώνεται με εκθετικό ρυθμό αντί να σταματά εντελώς. Για παράδειγμα, η ποσότητα ενέργειας που παράγεται μειώνεται κατά οκτώ φορές εάν η ταχύτητα του ανέμου μειωθεί κατά το ήμισυ.

Θα έπρεπε να εξετάσετε λύσεις αιολικής ενέργειας;

Η παραγωγή αιολικής ενέργειας παραμένει μεταξύ των μικρότερων αποτυπωμάτων άνθρακα από οποιαδήποτε άλλη πηγή ενέργειας. Παίζει ουσιαστικό ρόλο στο μέλλον του ενεργειακού εφοδιασμού του έθνους μας, υποστηρίζοντας την ενεργειακή μετάβαση του κόσμου μας και την αυξανόμενη ζήτηση για βιώσιμους ενεργειακούς πόρους.

Η αιολική ενέργεια είναι επίσης μια από τις καλύτερες μεθόδους για εταιρείες, πανεπιστήμια, πόλεις, επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και άλλους οργανισμούς να στραφούν γρήγορα σε ενέργεια χωρίς εκπομπές σε μεγάλη κλίμακα. Μία εικονική συμφωνία αγοράς ενέργειας (VPPA) μπορεί να εξασφαλίσει δεκάδες έως εκατοντάδες μεγαβάτ καθαρής μηδενικής ηλεκτρικής ενέργειας για 10 έως 25 χρόνια. Οι περισσότερες συμφωνίες επιλέγουν επίσης το πλαίσιο για προσθετικότητα, που σημαίνει ότι η καθαρή νέα προμήθεια καθαρής ενέργειας αντικαθιστά ενδεχομένως παλαιότερες, υψηλότερων εκπομπών πηγές ενέργειας.

Ποια είναι η καλύτερη τοποθεσία για ένα έργο αιολικής ενέργειας;

Υπάρχουν έξι βασικές παραμέτρους που πρέπει να ληφθούν υπόψη για τα έργα αιολικής ενέργειας:

• Διαθεσιμότητα ανέμου και επιθυμητές τοποθεσίες
• Περιβαλλοντικές επιπτώσεις
• Συμβολή της κοινότητας και τοπική ανάγκη για παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας
• Ευνοϊκές πολιτικές σε πολιτειακό και ομοσπονδιακό επίπεδο
• Διαθεσιμότητα γης
• Δυνατότητα σύνδεσης στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας

Όπως και με τα εμπορικά έργα ηλιακών φωτοβολταϊκών, πρέπει επίσης να εξασφαλιστούν άδειες πριν από την έναρξη μιας εγκατάστασης αιολικής ενέργειας. Αυτό το κρίσιμο βήμα θα βοηθήσει να προσδιοριστεί εάν το έργο είναι οικονομικά βιώσιμο και έχει ευνοϊκό προφίλ κινδύνου. Άλλωστε, ο στόχος είναι τα αιολικά έργα εμπορικής κλίμακας να παρέχουν ηλεκτρόνια στο δίκτυο για τις επόμενες δεκαετίες. Η διασφάλιση ότι ο κατασκευαστής ΚΑΙ το έργο είναι οικονομικά εύρωστα θα διασφαλίσει την επιτυχία για μια γενιά ή και περισσότερο.