Τι είναι η αιολική ενέργεια;
Οι άνθρωποι έχουν χρησιμοποιήσει τη δύναμη του ανέμου για χιλιάδες χρόνια. Ο άνεμος έχει μετακινήσει σκάφη κατά μήκος του ποταμού Νείλου, αντλημένο νερό και αλεσμένο σιτάρι, υποστηριζόμενη παραγωγή τροφίμων και πολλά άλλα. Σήμερα, η κινητική ενέργεια και η δύναμη των φυσικών ροών αέρα που ονομάζονται άνεμος αξιοποιούνται σε μαζική κλίμακα για τη δημιουργία ηλεκτρικής ενέργειας. Μια ενιαία, σύγχρονη υπεράκτιη ανεμογεννήτρια μπορεί να παράγει περισσότερα από 8 megawatts (MW) ενέργειας, αρκετό για να τροφοδοτήσει καθαρά σχεδόν έξι σπίτια για ένα χρόνο. Τα αιολικά πάρκα των χερσαίων παραγόντων παράγουν εκατοντάδες megawatts, καθιστώντας την αιολική ενέργεια μία από τις πιο οικονομικά αποδοτικές, καθαρές και εύκολα διαθέσιμες πηγές ενέργειας στον πλανήτη.
Η αιολική ενέργεια είναι η μεγάλη πηγή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας με χαμηλότερο κόστος και είναι η μεγαλύτερη πηγή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στις ΗΠΑ σήμερα. Υπάρχουν περίπου 60.000 ανεμογεννήτριες με συνδυασμένη χωρητικότητα 105.583 megawatts (MW). Αυτό αρκεί για να τροφοδοτήσει περισσότερα από 32 εκατομμύρια σπίτια!
Εκτός από το να διαδραματίσουμε ζωτικό ρόλο στην ενεργειακή μας προσφορά, οι λύσεις αιολικής ενέργειας βοηθούν επίσης τις εμπορικές εταιρείες να ανταποκρίνονται στους ανανεώσιμους στόχους και τις εντολές για αξιόπιστη, καθαρή ενέργεια.
Τα πλεονεκτήματα της αιολικής ενέργειας:
- Οι ανεμογεννήτριες τυπικά επιστρέφουν τις εκπομπές άνθρακα κατά τη διάρκεια ζωής που σχετίζονται με την ανάπτυξή τους σε λιγότερο από ένα χρόνο, πριν από την παροχή έως και 30 χρόνια ουσιαστικά παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς άνθρακα.
- Η αιολική ενέργεια βοηθά στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα - το 2018, αποφεύγει 201 εκατομμύρια μετρικούς τόνους εκπομπών C02.
- Η αιολική ενέργεια παρέχει φορολογικά έσοδα σε κοινότητες που φιλοξενούν έργα. Για παράδειγμα, οι κρατικές και τοπικές φορολογικές πληρωμές από αιολικά έργα στο Τέξας ανήλθαν σε 237 εκατομμύρια δολάρια.
- Η βιομηχανία αιολικής ενέργειας υποστηρίζει τη δημιουργία θέσεων εργασίας, ειδικά κατά τη διάρκεια της κατασκευής. Η βιομηχανία υποστήριξε 114.000 θέσεις εργασίας στις ΗΠΑ το 2018.
- Η αιολική ενέργεια παρέχει μια σταθερή, συμπληρωματική πηγή εσόδων: τα έργα αιολικής ενέργειας πληρώνουν πάνω από 1 δισεκατομμύριο δολάρια σε κρατικές και τοπικές κυβερνήσεις και ιδιωτικούς ιδιοκτήτες γης κάθε χρόνο.
Πώς μοιάζει ένα έργο αιολικής ενέργειας;
Ένα έργο Wind ή ένα αγρόκτημα αναφέρεται σε μεγάλο αριθμό ανεμογεννητριών που είναι χτισμένα κοντά και λειτουργούν σαν ένα εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας, στέλνοντας ηλεκτρική ενέργεια στο δίκτυο.
Το Frontier Wind Power Project I στο Kay County, Okla., Λειτουργεί από το 2016 και επεκτείνεται με το έργο Frontier Wind Power II. Μόλις ολοκληρωθεί, τα Frontier I και II θα δημιουργήσουν συνολικά 550 megawatts αιολικής ενέργειας - αρκετά για να τροφοδοτήσουν 193.000 σπίτια.
Πώς λειτουργούν οι ανεμογεννήτριες;
Η ισχύς 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 λεπίδες για να συλλέξουν το δυναμικό του ανέμου και την κινητική ενέργεια. Ο άνεμος μετατρέπει τις λεπίδες, οι οποίες περιστρέφουν έναν ρότορα που συνδέεται με μια γεννήτρια για να δημιουργήσει ηλεκτρική ενέργεια.
Οι περισσότερες ανεμογεννήτριες έχουν τέσσερα βασικά μέρη:
- Οι λεπίδες συνδέονται με ένα κόμβο, το οποίο περιστρέφεται καθώς γυρίζουν οι λεπίδες. Οι λεπίδες και οι κόμβοι κάνουν μαζί τον ρότορα.
- Το Nacelle στεγάζει το κιβώτιο ταχυτήτων, τη γεννήτρια και τα ηλεκτρικά εξαρτήματα. \
- Ο πύργος συγκρατεί τις λεπίδες του ρότορα και τον εξοπλισμό γενιάς ψηλά πάνω από το έδαφος.
- Ένα θεμέλιο κρατά τον στρόβιλο στη θέση του στο έδαφος.
Τύποι ανεμογεννήτων:
Μεγάλοι και μικροί στρόβιλοι εμπίπτουν σε δύο βασικές κατηγορίες, με βάση τον προσανατολισμό του ρότορα: οριζόντιους άξονα και στροβίλους κάθετου άξονα.
Οι στρόβιλοι οριζόντιων αξόνων είναι μακράν ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος τύπος ανεμογεννήτριας σήμερα. Αυτός ο τύπος στροβίλου έρχεται στο μυαλό όταν απεικονίζει την αιολική ενέργεια, με λεπίδες που μοιάζουν πολύ με μια έλικα αεροπλάνου. Οι περισσότεροι από αυτούς τους στρόβιλους έχουν τρεις λεπίδες και όσο ψηλότερο είναι ο στρόβιλος και όσο περισσότερο η λεπίδα, συνήθως παράγεται περισσότερο ηλεκτρική ενέργεια.
Οι στρόβιλοι κατακόρυφου άξονα μοιάζουν πολύ περισσότερο με ένα αυγό από μια έλικα αεροπλάνου. Οι λεπίδες αυτών των στροβίλων συνδέονται τόσο στην κορυφή όσο και στο κάτω μέρος ενός κατακόρυφου ρότορα. Επειδή οι στρόβιλοι κατακόρυφου άξονα δεν εκτελούν όπως και τα οριζόντια ομόλογα τους, αυτά είναι πολύ λιγότερο συνηθισμένα σήμερα.
Πόσο ηλεκτρικό ρεύμα δημιουργεί ένας στρόβιλος;
Εξαρτάται. Το μέγεθος του στροβίλου και η ταχύτητα του ανέμου μέσω των λεπίδων του ρότορα καθορίζουν πόσα ηλεκτρική ενέργεια παράγονται.
Κατά την τελευταία δεκαετία, οι ανεμογεννήτριες έχουν γίνει ψηλότερες, επιτρέποντας μεγαλύτερες λεπίδες και την ικανότητα να επωφεληθούν από τους καλύτερους αιολικούς πόρους που διατίθενται σε υψηλότερα ύψη.
Για να βάλουμε τα πράγματα σε προοπτική: μια ανεμογεννήτρια με περίπου 1 megawatt ισχύος μπορεί να παράγει αρκετή καθαρή ενέργεια για περίπου 300 σπίτια κάθε χρόνο. Οι ανεμογεννήτριες που χρησιμοποιούνται σε χερσαία αιολικά πάρκα συνήθως παράγουν από 1 έως σχεδόν 5 megawatts. Οι ταχύτητες του ανέμου πρέπει συνήθως να είναι περίπου 9 μίλια την ώρα ή περισσότερο για τις περισσότερες ανεμογεννήτριες μεγέθους χρησιμότητας για να αρχίσουν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια.
Κάθε τύπος ανεμογεννήτριας είναι σε θέση να παράγει τη μέγιστη ηλεκτρική ενέργεια σε μια σειρά ταχύτητων ανέμου, συχνά μεταξύ 30 και 55 μιλίων την ώρα. Ωστόσο, εάν ο άνεμος φυσάει λιγότερο, η παραγωγή συνήθως μειώνεται με εκθετικό ρυθμό αντί να σταματήσει εντελώς. Για παράδειγμα, η ποσότητα ενέργειας που παράγεται μειώνεται κατά συντελεστή οκτώ αν η ταχύτητα του ανέμου πέσει κατά το ήμισυ.
Πρέπει να εξετάσετε λύσεις αιολικής ενέργειας;
Η παραγωγή αιολικής ενέργειας παραμένει μεταξύ των μικρότερων αποτυπώσεων άνθρακα οποιασδήποτε πηγής ενέργειας. Διαδραματίζει ουσιαστικό ρόλο στο μέλλον της ενεργειακής παροχής του έθνους μας, υποστηρίζοντας τη μετάβαση ενέργειας του κόσμου μας και την αυξανόμενη ζήτηση για βιώσιμους ενεργειακούς πόρους.
Ο άνεμος είναι επίσης μια από τις καλύτερες μεθόδους για εταιρείες, πανεπιστήμια, πόλεις, επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και άλλους οργανισμούς να μετατοπίζονται γρήγορα σε ενέργεια χωρίς εκπομπές σε κλίμακα. Μια συμφωνία αγοράς εικονικής ενέργειας (VPPA) μπορεί να εξασφαλίσει δεκάδες σε εκατοντάδες μεγαβάτ καθαρό μηδενικό ηλεκτρικό ρεύμα για 10 έως 25 χρόνια. Οι περισσότερες συμφωνίες σημειώνουν επίσης το κουτί για την προσθήκη, που σημαίνει ότι η καθαρή προμήθεια καθαρής ενέργειας μετατοπίζει δυνητικά παλαιότερες πηγές ενέργειας που εκπέμπει υψηλότερης εκπομπής.
Ποια είναι η καλύτερη τοποθεσία για ένα έργο αιολικής ενέργειας;
Υπάρχουν έξι βασικές εκτιμήσεις για έργα αιολικής ενέργειας:
- Διαθεσιμότητα αιολικής ενέργειας και επιθυμητές τοποθεσίες
- Περιβαλλοντικές επιπτώσεις
- Η κοινοτική εισροή και η τοπική ανάγκη για παραγωγή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας
- Ευνοϊκές πολιτικές σε κρατικό και ομοσπονδιακό επίπεδο
- Διαθεσιμότητα γης
- Δυνατότητα σύνδεσης στο ηλεκτρικό δίκτυο
Ακριβώς όπως τα εμπορικά ηλιακά φωτοβολταϊκά έργα, οι άδειες πρέπει επίσης να εξασφαλίζονται πριν ξεκινήσει η εγκατάσταση αιολικής ενέργειας. Αυτό το κρίσιμο βήμα θα βοηθήσει να προσδιοριστεί εάν το έργο είναι οικονομικά βιώσιμο και έχει ευνοϊκό προφίλ κινδύνου. Μετά από όλα, ο στόχος είναι να έχουν τα έργα αιολικής κλίμακας εμπορικής κλίμακας που παρέχουν ηλεκτρόνια στο δίκτυο για τις επόμενες δεκαετίες. Η εξασφάλιση του οικοδόμου και του έργου είναι οικονομικά υγιής θα εξασφαλίσει επιτυχία για μια γενιά ή περισσότερο.
Χρόνος δημοσίευσης: Ιούνιος-16-2021