Generator turbiny wiatrowej — nowe rozwiązanie dla darmowej energii

Czym jest energia wiatrowa?

Ludzie wykorzystują siłę wiatru od tysięcy lat. Wiatr poruszał łodziami wzdłuż Nilu, pompował wodę i mielił zboże, wspierał produkcję żywności i wiele więcej. Obecnie energia kinetyczna i moc naturalnych przepływów powietrza zwana wiatrem są wykorzystywane na masową skalę do wytwarzania energii elektrycznej. Pojedyncza, nowoczesna turbina wiatrowa na morzu może wygenerować ponad 8 megawatów (MW) energii, co wystarczy do czystego zasilania prawie sześciu domów przez rok. Lądowe farmy wiatrowe generują setki megawatów, co sprawia, że ​​energia wiatrowa jest jednym z najbardziej opłacalnych, czystych i łatwo dostępnych źródeł energii na planecie.

Energia wiatrowa jest najtańszym, wielkoskalowym źródłem energii odnawialnej i największym źródłem energii odnawialnej w USA. Jest prawie 60 000 turbin wiatrowych o łącznej mocy 105 583 megawatów (MW). To wystarczy, aby zasilić ponad 32 miliony domów!

Rozwiązania z zakresu energetyki wiatrowej nie tylko odgrywają istotną rolę w naszym zaopatrzeniu w energię, ale także pomagają przedsiębiorstwom komercyjnym w realizacji celów dotyczących odnawialnych źródeł energii oraz wywiązywaniu się z obowiązków dotyczących niezawodnej, czystej energii.

Zalety energii wiatrowej:

1. Zazwyczaj w ciągu niecałego roku turbiny wiatrowe zwracają emisję dwutlenku węgla związaną z ich montażem, a następnie przez 30 lat będą wytwarzać energię elektryczną praktycznie bezemisyjną.
2. Energetyka wiatrowa pomaga ograniczyć emisję dwutlenku węgla – w 2018 r. udało się dzięki niej uniknąć emisji 201 milionów ton metrycznych CO2.
3. Energia wiatrowa zapewnia dochody podatkowe społecznościom, które są gospodarzami projektów. Na przykład, płatności podatków stanowych i lokalnych z projektów wiatrowych w Teksasie wyniosły łącznie 237 milionów dolarów.
4. Branża wiatrowa wspiera tworzenie miejsc pracy, zwłaszcza podczas budowy. Branża wspierała 114 000 miejsc pracy w całych Stanach Zjednoczonych w 2018 r.
5. Energetyka wiatrowa zapewnia stałe, dodatkowe źródło dochodu: projekty wiatrowe przynoszą ponad 1 miliard dolarów rocznie rządom stanowym i lokalnym oraz prywatnym właścicielom gruntów.

Jak wygląda projekt elektrowni wiatrowej?

Projekt lub farma wiatrowa to duża liczba turbin wiatrowych, które są zbudowane blisko siebie i działają podobnie jak elektrownia, przesyłając energię elektryczną do sieci.

Projekt Frontier Wind power I w hrabstwie Kay w stanie Oklahoma działa od 2016 r. i jest rozszerzany o projekt Frontier Wind power II. Po zakończeniu Frontier I i II wygenerują łącznie 550 megawatów energii wiatrowej – wystarczająco dużo, aby zasilić 193 000 domów.

Jak działają turbiny wiatrowe?

Energia jest wytwarzana przez obracające się turbiny wiatrowe, które wykorzystują energię kinetyczną poruszającego się powietrza, która jest przekształcana w energię elektryczną. Podstawowym pomysłem jest to, że turbiny wiatrowe wykorzystują łopatki do zbierania energii potencjalnej i kinetycznej wiatru. Wiatr obraca łopatki, które obracają wirnik podłączony do generatora w celu wytwarzania energii elektrycznej.

Większość turbin wiatrowych składa się z czterech podstawowych części:

• Łopatki są przymocowane do piasty, która obraca się, gdy łopatki się obracają. Łopatki i piasta razem tworzą wirnik.
• Gondola mieści skrzynię biegów, generator i elementy elektryczne.
• Wieża utrzymuje łopaty wirnika i urządzenia generujące prąd wysoko nad ziemią.
• Fundament utrzymuje turbinę na miejscu na ziemi.

Rodzaje turbin wiatrowych:

Duże i małe turbiny można podzielić na dwie podstawowe kategorie, w zależności od orientacji wirnika: turbiny o osi poziomej i turbiny o osi pionowej.

Turbiny o osi poziomej są zdecydowanie najczęściej używanym typem turbin wiatrowych. Ten typ turbiny przychodzi na myśl, gdy myślimy o energii wiatru, z łopatkami, które wyglądają jak śmigło samolotu. Większość tych turbin ma trzy łopatki, a im wyższa turbina i im dłuższe łopatki, tym zazwyczaj więcej energii elektrycznej jest wytwarzane.

Turbiny o pionowej osi wyglądają bardziej jak trzepaczka do jajek niż śmigło samolotu. Łopatki tych turbin są przymocowane zarówno na górze, jak i na dole pionowego wirnika. Ponieważ turbiny o pionowej osi nie działają tak dobrze, jak ich poziome odpowiedniki, są one obecnie znacznie mniej powszechne.

Ile prądu wytwarza turbina?

Zależy. Wielkość turbiny i prędkość wiatru przez łopaty wirnika decydują o ilości wytwarzanej energii elektrycznej.

W ciągu ostatniej dekady turbiny wiatrowe stały się wyższe, co pozwoliło na zastosowanie dłuższych łopat i umożliwiło wykorzystanie lepszych zasobów wiatru dostępnych na większych wysokościach.

Aby ująć to w perspektywie: turbina wiatrowa o mocy około 1 megawata może wytworzyć wystarczająco dużo czystej energii dla około 300 domów rocznie. Turbiny wiatrowe używane na lądowych farmach wiatrowych zazwyczaj generują od 1 do prawie 5 megawatów. Prędkość wiatru zazwyczaj musi wynosić około 9 mil na godzinę lub więcej, aby większość turbin wiatrowych o wielkości użytkowej mogła zacząć wytwarzać energię elektryczną.

Każdy typ turbiny wiatrowej jest w stanie wygenerować maksymalną ilość energii elektrycznej w zakresie prędkości wiatru, często od 30 do 55 mil na godzinę. Jednak jeśli wiatr wieje słabiej, produkcja zazwyczaj spada wykładniczo, a nie zatrzymuje się całkowicie. Na przykład ilość generowanej energii zmniejsza się ośmiokrotnie, jeśli prędkość wiatru spada o połowę.

Czy warto rozważyć rozwiązania z zakresu energetyki wiatrowej?

Generowanie energii wiatrowej pozostaje jednym z najmniejszych śladów węglowych spośród wszystkich źródeł energii. Odgrywa zasadniczą rolę w przyszłości dostaw energii w naszym kraju, wspierając światową transformację energetyczną i rosnące zapotrzebowanie na zrównoważone zasoby energii.

Energia wiatrowa jest również jedną z najlepszych metod dla korporacji, uniwersytetów, miast, przedsiębiorstw użyteczności publicznej i innych organizacji, aby szybko przejść na energię bezemisyjną na dużą skalę. Jedna umowa zakupu wirtualnej energii (VPPA) może zabezpieczyć dziesiątki do setek megawatów energii elektrycznej o zerowej emisji netto na okres od 10 do 25 lat. Większość umów spełnia również kryteria dodatkowości, co oznacza pozyskiwanie czystej energii netto, zastępując potencjalnie starsze, bardziej emitujące źródła energii.

Jaka jest najlepsza lokalizacja dla projektu energetyki wiatrowej?

Przy projektach energetyki wiatrowej należy wziąć pod uwagę sześć podstawowych kwestii:

• Dostępność wiatru i pożądane lokalizacje
• Wpływ na środowisko
• Wkład społeczności i lokalne zapotrzebowanie na generację energii odnawialnej
• Sprzyjająca polityka na szczeblu stanowym i federalnym
• Dostępność gruntów
• Możliwość podłączenia do sieci energetycznej

Podobnie jak komercyjne projekty fotowoltaiczne, pozwolenia muszą zostać zabezpieczone przed rozpoczęciem instalacji elektrowni wiatrowych. Ten krytyczny krok pomoże ustalić, czy projekt jest opłacalny finansowo i ma korzystny profil ryzyka. W końcu celem jest, aby komercyjne projekty wiatrowe dostarczały elektrony do sieci przez kolejne dekady. Zapewnienie, że wykonawca ORAZ projekt są finansowo stabilni, zapewni sukces na pokolenie lub dłużej.