Возобновляемые источники энергии. Часть 2. Ветер

Втр, 03/25/2014 - 19:31

Ветропарки

При выборе места для размещения ветропарков необходимо, чтобы площадка располагалась в зоне с высоким потенциалом ветра, обеспечивала наименьшие расходы на создание инфраструктуры, обустройство подъездных путей, мест базирования персонала и монтажной техники. Площадка должна находиться как можно ближе к высоковольтной подстанции, чтобы снизить расходы на подключение ветропарка к сети. Конечно, наилучшим местом для расположения ВЭУ с точки зрения режима ветра являются вершины холмов. Однако на практике предпочтение зачастую отдают плоским открытым местностям, с несколько худшими ветровыми условиями, но с более благоприятным рельефом, что значительно упрощает и удешевляет строительство подъездных путей и монтаж ВЭУ.

Сегодня можно констатировать начало нового этапа в развитии отрасли, предполагающего внедрение тысяч мегаватт оффшорных ветроэнергетических мощностей. С первых дней ветроэнергетической отрасли оффшорная (морского базирования) ветроэнергетика рассматривалась как логически следующий шаг ее развития, имеющий огромный потенциал. Во-первых, морские ветры более сильные и продолжительные по сравнению с ветрами, дующими на суше. Во-вторых, густонаселенной Европе и Юго-Восточной Азии море «предлагает» намного больше пространства, чем суша, и в связи с этим больше возможностей для мульти-гигаваттной ветроэнергетической экспансии. Однако, не смотря на очевидные преимущества, развитие оффшорной ветроэнергетики происходило намного медленнее наземной. Такое отставание можно объяснить рядом причин, к которым относится и сложность проведения работ в морских условиях, и высокая цена на «морские» ветротурбины, а также отсутствие четкой правительственной поддержки и большие затраты по подключению оффшорных ветропарков к энергосети.

Несмотря на свою небольшую территорию, Дания, безусловно, является первопроходцем как в наземной, так и в оффшорной отраслях ветроэнергетики. Именно в этой стране в 1991 году была установлена первая в мире оффшорная ветроэлектростанция (ВЭС) Виндеби (Vindeby). Десять лет спустя Дания открыла новую страницу в оффшорной ветроэнергетике, установив вблизи Копенгагена первую в мире большую ветростанцию мощностью 40 МВт — Мидделгрунденскую ВЭС (Middlegrunden), а затем и еще две 160 МВт-ные станции Хорн Рев (Horns Rev) и Нистед (Nysted). Эти две оффшорные ВЭС вывели Данию с ее 380 МВт в мировые лидеры по мощности оффшорной ветроэнергетики.
Новый виток развития оффшорной ветроэнергетики захватывает все больше и больше стран мира. Например, в Канаде изучается возможность строительства 700 МВт-ной ветростанции на озере Онтарио. В случае получения одобрения, проект может быть начат в 2010 году. В Норвегии компания Hydro разрабатывает плавучие турбины для использования в открытом море. В случае успеха, эта технология откроет новую страницу в использовании огромных океанских территорий для генерации энергии. Внимательно следят за развитием подобной технологии и в Японии — стране с очень ограниченными территориями для наземной ветроэнергетики и достаточно глубоководной прибрежной зоной.

Широкомасштабное развитие мировой оффшорной ветроэнергетики сулит большие возможности. Не каждая технология возобновляемой энергетики обладает таким потенциалом по производству действительно большого объема электроэнергии, свободной от выбросов СО2 в атмосферу, как оффшорная ветроэнергетика.

Статистика обуздания ветра

(по данным Ассоциации мировой ветроэнергетики)

Лидерство на мировом ветроэнергетическом рынке по результатам 2008 года принадлежит США и Китаю, причем США заняли первое место в мире, опередив Германию, а Китай впервые опередил Индию, заняв лидирующее положение в Азии. На долю США и Китая приходится 50,8% от мировых продаж ветротурбин в 2008 году. И если на долю восьми лидирующих ветроэнергетических рынков приходится почти 80% мирового рынка ветроэнергетики, то 80% от мировых продаж ветротурбин приходится лишь на пять рынков. Дания, страна-пионер ветроэнергетики, понизила свой рейтинг среди ветроэнергетических стран мира, заняв всего 9-е место по показателю суммарной установленной мощности, хотя 4 года назад в течение ряда лет она занимала 4-ю позицию в рейтинге. Тем не менее, учитывая тот факт, что доля ветроэнергетики в национальном производстве электроэнергии составляет 20%, Дания остается лидирующей ветроэнергетической страной мира.

Важным индикатором жизнеспособности ветроэнергетического рынка является показатель темпа роста установленной мощности отрасли по сравнению с предыдущим годом. Начиная с 2004 года, темп роста ветроэнергетики постоянно повышается, достигнув 29% в 2008 году. В 2007 году он составил 26,6%, в 2006 году — 25,6% и в 2005 — 23,8%. В то же время рост среднегодового показателя темпа роста ветроэнергетических рынков объясняется тем фактом, что два наибольших рынка мира продемонстрировали темпы выше средних, а именно: в США темп роста ветроэнергетики составил 50%, а в Китае — 107%. Болгария продемонстрировала наибольшие темпы роста ветроэнергетики в мире — 177%, стартовав, однако, с низкого уровня. Кроме того, динамика роста ветроэнергетической отрасли выше среднего наблюдалась и на рынках таких стран как Австралия, Польша, Турция и Ирландия.
Всего четыре года назад Европейский рынок доминировал в мире, установленная мощность новых ветрогенераторов на континенте составляла 70,7%. Однако в 2008 году ситуация изменилась, и впервые доли Европы (32,8%), Северной Америки (32,6%) и Азии (31,5%) в новых установленных ветромощностях практически выровнялись.

Страны Южной Америки и Африки могут говорить сегодня лишь о 0,6% и 0,5% от общей установленной мощности мировой ветроэнергетики. Египет и Тунис планируют реализацию большого числа ветроэнергетических проектов. В регионе, расположенном к югу от пустыни Сахара, настоящим прорывом была установка первой ветростанции в Южной Сахаре.
Деньги на ветер!

Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты. Правительством Канады установлена цель: к 2015 году производить 10% электроэнергии из энергии ветра. Германия планирует к 2020 году производить 20% электроэнергии из энергии ветра. Европейским Союзом установлена цель: к 2010 году установить 40 тыс. МВт ветрогенераторов, а к 2020 году — 180 тыс. МВт. В Испании к 2011 году будет установлено 20 тыс. МВт ветрогенераторов. В Китае, в соответствии с Национальным планом развития, намечен рост ветромощностей до 5 тыс. МВт к 2010 году и до 30 тыс. МВт к 2020 году. Индия к 2012 году увеличит свои ветряные мощности в 4 раза в сравнении с 2005 годом. К 2012 году будет построено 12 тыс. МВт новых ветряных электростанций. Новая Зеландия планирует производить из энергии ветра 20% электроэнергии. Великобритания планирует производить из энергии ветра 10% электроэнергии к 2010 году, Египет — к
2010 году установить 850 МВт новых ветрогенераторов. Япония планирует к 2011 году увеличить мощности своих ветряных электростанций до 3000 МВт. Международное Энергетическое Агентство International Energy Agency (IEA) прогнозирует, что к 2030 году спрос на ветрогенерацию составит 4 800 Гигаватт.

Экологические плюсы

Ветрогенератор мощностью 1 МВт сокращает ежегодные выбросы в атмосферу на 1800 тонн СО2, 9 тонн — SO2, 4 тонны — оксидов азота. По оценкам Global Wind Energy Council, к 2050 году мировая ветроэнергетика позволит сократить ежегодные выбросы СО2 на 1,5 миллиарда тонн.

Другие материалы рубрики


  • Экспоненциальный рост населения и истощение природных ресурсов заставляют ученых придумывать самые невероятные проекты по спасению планеты. Один из них — космические электростанции, передающие на Землю энергию Солнца посредством микроволнового излучения. Технология эта не столь фантастична, как может показаться на первый взгляд.
    Вполне возможно, что лет через тридцать на геостационарной орбите обоснуется группировка объектов, каждый из которых будет подозрительно напоминать «Звезду смерти». Необъятные зеркальные крылья, нечто вроде электромагнитной пушки и наземная приемная антенна километров десять в диаметре — так будет выглядеть система глобального энергоснабжения.
    Вернее, такой ее представляли конструкторы еще в 1970-х. И уже тогда это не было научной фантастикой! В связи с энергетическим кризисом американское правительство выделило $20 миллионов агентству NASA и компании Boeing на проработку проекта гигантского спутника SPS (Solar Power Satellite).


  • При минусовой температуре проблемы с запуском двигателя гарантированы. Это знает каждый опытный автомобилист, которому не раз приходилось подолгу просиживать в холодном салоне, пытаясь завести автомобиль. А вот о причинах этих самых проблем думает далеко не каждый водитель. Еще до того, как температура опустится ниже нуля, важно сменить все жидкости в автомобиле на незамерзающие. Это касается моторного масла, охлаждающей жидкости, жидкости в бачке омывателя. Нужно тщательно смазать стартер и прочие системы мотора, от этого также зависит степень прилагаемых для запуска двигателя усилий в сильный мороз.



  • Еще в 212 году до н. э. древнегреческий ученый Архимед использовал светоотражающие свойства бронзовых боевых щитов для того, чтобы сосредоточить солнечный свет и поджечь вражеские деревянные суда римлян, осаждающих его родной город Сиракузы. Но прошло почти полтора тысячелетия, за время которых люди продолжали греться на солнышке, не задумываясь, какой мощный источник представляет собой это божественное дневное светило. И лишь в 1600 г. во Франции был создан первый солнечный двигатель, работавший на нагретом воздухе и использовавшийся для перекачки воды. В конце XVII в. ведущий французский химик Антуан Лоран Лавуазье создал первую солнечную печь, в которой достигалась температура в 1650°С и нагревались образцы исследуемых материалов в вакууме и защитной атмосфере, а также были изучены свойства углерода и платины. В 1833 г. в США Дж. Эриксон построил солнечный воздушный двигатель с параболоцилиндрическим концентратором размером 4,8х3,3 м. Первый плоский коллектор солнечной энергии был построен французом Ш.А. Тельером. Он имел площадь 20 м2 и использовался в тепловом двигателе, работавшем на аммиаке.

    В 1866 г. французский математик Август Мушо построил в Алжире несколько крупных солнечных коллекторов, ставших прообразами современных, и использовал их для дистилляции воды и приводов насосов. На всемирной выставке в Париже в 1878 г. А. Мушо продемонстрировал солнечную печь для приготовления пищи, в которой 0,5 кг мяса можно было сварить за 20 минут. Первая крупномасштабная установка для дистилляции воды была построена в Чили в 1871 г. американским инженером Ч. Уилсоном. Она эксплуатировалась в течение 30 лет, поставляя питьевую воду для рудника. В 1890 г. профессор В.К. Церасский в Москве осуществил процесс плавления металлов солнечной энергией, сфокусированной параболоидным зеркалом, в фокусе которого температура превышала 3000°С. Однако только в 1980-е годы были созданы первые крупномасштабные солнечные электрогенераторы.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Еще с незапамятных времен люди использовали энергию ветра.
    Первоначально человек научился преобразовывать кинетическую энергию воздушного потока (ветра) в механическую. Появилось огромное разнообразие ветряных мельниц, значительно облегчивших жизнь людей того времени.
    Идея ветрогенератора для выработки электрической энергии с использованием энергии ветра появилась чуть более 100 лет назад.
    Пытливая мысль изобретателей создала огромное разнообразие конструкций ветроустановок:
    — по расположению оси вращения лопастей (горизонтальная, вертикальная, наклоненная);
    — по количеству лопастей (одна, две, три и более);
    — по мощности (от десятков Ватт до нескольких МВатт);
    — по форме лопастей, по конструкции генераторов и т.д.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Ситуация с термоядерной энергетикой сегодня довольно любопытна и имеет общие черты с начинавшейся некогда «космической гонкой». Открытие способа, открывающего доступ к неограниченному источнику энергии, казалось бы, уже «витает в воздухе». Уже всерьёз проектируются термоядерные электростанции. Уже почти видна финишная ленточка и вопрос лишь в том, кто успеет раньше. Руководители развитых государств ревностно следят за «успехами» конкурентов в этой области и боятся остаться «не солоно хлебавши». Эти страхи умело эксплуатируют крупные исследовательские центры, работающие по данной проблеме, добиваясь щедрого финансирования. Вот-вот и пресса возвестит об открытии века...



  • Теперь уже никто не сомневается, что в расстрельные 30-е годы прошлого века ничего прогрессивного в России существовать не могло. Старшее поколение стыдливо молчит, поскольку высказывать иную точку зрения ныне считается непатриотичным. А постперестроечное вообще не ведает, что в основе многих модных сейчас инновационных проектов лежат неосуществленные мечты почти восьмидесятилетней давности. Примером может служить история со сгущенным бензином.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Недавно в новостях услышал информацию о том, что весной 2010 г. городское население планеты превысило сельское и составляет 51%. В 2020 г. городское население уже будет составлять 57%.
    Вроде бы ничего интересного. Сухая статистика.
    Но за этой статистикой просматривается очень настораживающая тенденция, если учесть, что за этот период население Земли вырастет с 6,8 до 8 миллиардов человек.
    Урбанизация растет огромными темпами.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • ...После более чем столетия нескончаемых усовершенствований двигатель внутреннего сгорания все еще имеет коэффициент полезного действия около 16%. КПД всех тепловых двигателей ограничено циклом Карно. Теоретически, даже при идеальных условиях тепловой двигатель, используемый для приведения в движение автомобиля или электрогенератора, не может преобразовать всю тепловую энергию в механическую. Некоторая часть тепла теряется. В двигателе внутреннего сгорания тепло подается от источника с высокой температурой (Т1), часть энергии преобразуется в механическую и оставшаяся часть выбрасывается при низкой температуре (Т2). Чем больше разность между этими температурами, тем выше КПД двигателя...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Солнце — основной источник энергии на планете. В полдень на низких широтах плотность потока энергии солнечного излучения близка к 1 кВт/м²,, в среднем по освещенной части земного шара — 350 Вт/м². Потенциальный ресурс энергии огромен. Ей соответствует мощность 6,7∙1016 Вт. Теоретически КПД преобразования энергии может достигать 93%. Сейчас он составляет 10…30%. КПД определяет технический ресурс, равный произведению КПД на потенциальный ресурс.
    В настоящее время энергия солнечного излучения используется мало из-за относительно низких значений плотности потока энергии (100 — 1000 Вт/м²).
    Разрабатываются проекты создания солнечных энергосистем на геостационарной орбите с мощностью 1…10 ГВт. Передачу энергии на Землю планируется осуществлять при помощи мощных электромагнитных пучков на длине волны около 5…10 см.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Сначала приведем высказывание российского геофизика Е.П. Борисенкова о прошлом человечества:
    «Причины гибели или упадка некоторых цивилизаций, а также многие неблагоприятные социальные явления в период средневековья так же, как и в древней истории, были связаны с экологией.
    Если мышление человека античности в ряде случаев было настолько эгоистичным, что, несмотря на свои выдающиеся по тому времени научные и естественные познания, он не думал о связи между лесом, водой, почвой и последствиями своей деятельности, то и в период средневековья человечество ушло от этого уровня понимания не очень далеко».

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4