Tuulivoima

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 14. helmikuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Tuulivoima  on energian ala, joka on erikoistunut muuttamaan ilmamassan ilmamassojen liike-energiaa sähköiseksi, mekaaniseksi, lämpöenergiaksi tai muuksi kansantaloudessa käytettäväksi sopivaksi energiaksi. Tällainen muunnos voidaan suorittaa sellaisilla yksiköillä kuin tuuligeneraattori (sähköenergian tuottamiseksi), tuulimylly (muuntaakseen mekaaniseksi energiaksi), purje (kuljetuksissa käytettäväksi) ja muut.

Tuulienergia luokitellaan uusiutuvaksi energiaksi , koska se on seurausta Auringon toiminnasta . Tuulivoima on kukoistava teollisuus. 2020 oli kaikkien aikojen paras vuosi maailmanlaajuiselle tuulivoimateollisuudelle 93 GW:lla uutta kapasiteettia, mikä on 53 % enemmän kuin vuotta aiemmin. Vuoden 2020 ennätyskasvu johtui laitteistojen lisääntymisestä Kiinassa ja Yhdysvalloissa – maailman kahdella suurimmalla tuulivoimamarkkinalla –, joihin vuonna 2020 asennettiin yhteensä lähes 75 % uusista asennuksista, yli puolet maailman tuulivoimasta. Vuonna 2020 kaikkien tuulivoimaloiden asennettu kokonaiskapasiteetti oli 743 GW, mikä vastaa koko Etelä-Amerikan vuotuisia hiilidioksidipäästöjä eli yli 1,1 miljardia tonnia hiilidioksidia vuodessa. [1] Vuonna 2019 kaikkien tuulivoimaloiden asennettu kokonaiskapasiteetti oli 651 gigawattia [2] ja ylitti siten ydinenergian kokonaiskapasiteetin (käytännössä kuitenkin tuulivoimaloiden vuotuisen keskimääräisen käytetyn kapasiteetin ( KIUM ) on useita kertoja pienempi kuin asennettu kapasiteetti, kun taas ydinvoimalaitokset toimivat lähes aina asennetulla kapasiteetilla). Vuonna 2019 kaikkien maailman tuulivoimaloiden sähköenergian määrä oli 1430 terawattituntia (5,3 % kaikesta ihmiskunnan tuottamasta sähköenergiasta). [3] [2] Jotkut maat kehittävät erityisen voimakkaasti tuulienergiaa. WindEuropen mukaan vuonna 2019 48 % kaikesta sähköstä tuotettiin Tanskassa tuuliturbiinien avulla, Irlannissa 33 %, Portugalissa 27 %, Saksassa 26 %, Isossa-Britanniassa 22 %, Espanjassa. - 21 %, koko Euroopan unionissa - 15 % [4] . Vuonna 2014 85 maata ympäri maailmaa käytti tuulivoimaa kaupallisesti. Vuoden 2015 lopussa tuulivoimalla työskenteli maailmanlaajuisesti yli 1 000 000 ihmistä [5] (joista 500 000 Kiinassa ja 138 000 Saksassa) [6] .

Suuret tuulipuistot kuuluvat yleiseen verkkoon, pienemmät toimitetaan sähkön syrjäisille alueille. Toisin kuin fossiiliset polttoaineet, tuulienergia on käytännössä ehtymätöntä, kaikkialla läsnä olevaa ja ympäristöystävällisempää. Tuulivoimapuistojen rakentamiseen liittyy kuitenkin joitain teknisiä ja taloudellisia vaikeuksia, jotka hidastavat tuulienergian leviämistä. Erityisesti tuulivirtausten vaihtelevuus ei aiheuta ongelmia tuulienergian pienelle osuudelle sähkön kokonaistuotannosta, mutta tämän osuuden kasvaessa myös sähköntuotannon luotettavuusongelmat lisääntyvät [7] [8] [9] . Tällaisten ongelmien ratkaisemiseksi käytetään älykästä tehonjakelun ohjausta.

Tuulienergian käytön historia

Tuulimyllyjä käytettiin viljan jauhamiseen Persiassa jo vuonna 200 eaa. e. Tämäntyyppiset myllyt olivat laajalle levinneitä islamilaisessa maailmassa, ja ristiretkeläiset toivat ne Eurooppaan 1200-luvulla [10] .

Pukkimyllyt, niin sanotut saksalaiset myllyt, olivat ainoita, jotka tunnettiin 1500-luvun puoliväliin asti. Voimakkaat myrskyt saattoivat kaataa tällaisen myllyn yhdessä sängyn kanssa. 1500-luvun puolivälissä flaami löysi tavan, jolla myllyn kaataminen tehtiin mahdottomaksi. Myllyssä hän laittoi vain siirrettävän katon, ja siipien kääntämiseksi tuulessa oli käännettävä vain katto, kun taas itse tehtaan rakennus oli tiukasti kiinni maassa.

- Marx K. Koneet: luonnonvoimien ja tieteen käyttö.

Portaalimyllyn massa oli rajallinen, koska sitä jouduttiin kääntämään käsin. Siksi sen suorituskyky oli myös rajoitettu. Parannettuja myllyjä kutsuttiin telttamyllyiksi .

1500 -luvulla vesipumppuasemia, joissa käytettiin hydraulimoottoria ja tuulimyllyä, alettiin rakentaa Euroopan kaupunkeihin : Toledo  - 1526 , Gloucester  - 1542 , Lontoo  - 1582 , Pariisi  - 1608 ja niin edelleen.

Alankomaissa useat tuulimyllyt pumppasivat vettä patojen ympäröimiltä mailta. Merestä talteen otettuja maita käytettiin maataloudessa. Euroopan kuivilla alueilla tuulimyllyjä käytettiin peltojen kasteluun.

Ensimmäinen tuulipuisto  - Blythin "mylly", jonka halkaisija on 9 metriä - rakennettiin vuonna 1887 Blythin maalaistaloon Marykirkissä ( Iso-Britannia ) [11] . Blyth tarjosi ylimääräistä voimaa "myllystään" Marykirkin asukkaille pääkadun valaisemiseksi, mutta hänet hylättiin, koska he luulivat voiman olevan "paholaisen työtä" [12] . Myöhemmin Blyth rakensi tuuliturbiinin toimittamaan hätäsähköä paikalliseen sairaalaan, hullujen turvapaikkaan ja sairaalaan [13] . Blythin teknologiaa ei kuitenkaan pidetty taloudellisesti kannattavana, ja seuraava tuulipuisto ilmestyi Yhdistyneeseen kuningaskuntaan vasta vuonna 1951 [13] . Amerikkalaisen Charles Brushin ensimmäinen automaattisesti ohjattu tuuliturbiini ilmestyi vuonna 1888, ja sen roottorin halkaisija oli 17 metriä [13] .

Tanskassa ensimmäinen tuulipuisto rakennettiin vuonna 1890 , ja vuonna 1908 siellä oli jo 72 asemaa, joiden teho oli 5-25 kW. Suurin niistä oli tornin korkeus 24 metriä ja nelisiipiset roottorit, joiden halkaisija oli 23 metriä. Nykyaikaisten vaakaakselisten tuulipuistojen edeltäjä oli teholtaan 100 kW ja se rakennettiin vuonna 1931 Jaltassa. Siinä oli 30 metriä korkea torni. Vuoteen 1941 mennessä tuulipuistojen yksikkökapasiteetti oli 1,25 MW.

1940-1970-luvuilla tuulienergia koki taantuman siirto- ja jakeluverkkojen intensiivisen kehittämisen seurauksena, mikä tuotti säästä riippumatonta energiaa kohtuulliseen hintaan.

Kiinnostus tuulivoimaa kohtaan alkoi 1970 - luvulla vuoden 1973 öljykriisin jälkeen . Kriisi on osoittanut monien maiden riippuvuuden öljyn tuonnista ja johtanut vaihtoehtojen etsimiseen tämän riippuvuuden vähentämiseksi. 1970-luvun puolivälissä Tanska alkoi testata nykyaikaisten tuuliturbiinien edelläkävijöitä. Myöhemmin Tšernobylin katastrofi herätti myös kiinnostusta uusiutuviin energialähteisiin. Kalifornia toteutti yhden ensimmäisistä tuulienergian kannustinohjelmista tarjoamalla tuulivoimantuottajille verohyvityksiä [10] .

Venäjällä

1920-luvun puolivälissä TsAGI kehitti tuulivoimaloita ja tuulimyllyjä maatalouteen. "Talonpoikatuulimyllyn" suunnittelu voitaisiin tehdä paikan päällä käytettävissä olevista materiaaleista. Sen teho vaihteli 3 litrasta. Kanssa. , 8 l. Kanssa. 45 l asti. Kanssa. Tällainen asennus voisi valaista 150-200 jaardia tai antaa voiman myllylle. Työn jatkuvuutta varten varustettiin hydraulinen akku [14] . Vuonna 1931 Kurskiin rakennettiin Ufimtsevin tuulipuisto , maailman ensimmäinen inertiaakulla varustettu tuulivoimala, joka on liittovaltion kulttuuriperintökohde. Samana vuonna Balaklavassa otettiin käyttöön 100 kilowatin tuulivoimala, joka oli tuolloin maailman tehokkain , mutta tuhoutui vuonna 1941 Suuren isänmaallisen sodan taisteluissa [15] .

Tuulivoiman teknisen potentiaalin Venäjällä arvioidaan olevan yli 50 000 miljardia kWh /vuosi. Taloudellinen potentiaali on noin 260 miljardia kWh /vuosi, eli noin 30 prosenttia kaikkien Venäjän voimalaitosten sähköntuotannosta [16] .

Energiatuulivyöhykkeet Venäjällä sijaitsevat pääasiassa Jäämeren rannikolla ja saarilla Kuolan niemimaalta Kamtšatkaan, Ala- ja Keski-Volgan ja Donin alueilla, Kaspianmeren, Okhotskin, Barentsin, Itämeren, Mustan ja Azovin meret. Erilliset tuulivyöhykkeet sijaitsevat Karjalassa, Altaissa, Tuvalla ja Baikalissa.

Suurin keskimääräinen tuulennopeus näillä alueilla esiintyy syys-talvikaudella, sähkön ja lämmön suurimman kysynnän aikana. Noin 30 % tuulienergian taloudellisesta potentiaalista on keskittynyt Kaukoitään, 14 % - pohjoiseen talousalueeseen, noin 16 % - Länsi- ja Itä-Siperiaan.

Tuulivoimaloiden kokonaiskapasiteetti maassa vuonna 2009 on 17-18 MW.

Venäjän suurimmat tuulipuistot sijaitsevat Krimillä ja ovat ukrainalaisten yrittäjien rakentamia: Donuzlavskajan tuulipuisto (kokonaiskapasiteetti 18,7 MW), Ostaninskajan tuulipuisto (Vodenergoremnaladka) (26 MW), Tarkhankutskajan tuulipuisto (15,9 MW) ja Vostochno-Krymskaya tuulipuisto maatila. Yhteensä heillä on 522 tuuliturbiinia, joiden teho on 59 MW.

Toinen suuri tuulivoimala Venäjällä (5,1 MW) sijaitsee lähellä Kulikovon kylää, Zelenogradskyn alueella , Kaliningradin alueella . Zelenogradin tuuliturbiini koostuu 21 tanskalaisen SEAS Energi Service AS:n asennuksesta.

Tšukotkassa on Anadyrin tuulipuisto , jonka teho on 2,5 MW (10 tuuliturbiinia, kukin 250 kW). Vuosituotanto vuonna 2011 ei ylittänyt 0,2 miljoonaa kWh .

Bashkortostanin tasavallassa toimii Tyupkildyn tuulipuisto , jonka kapasiteetti on 2,2 MW ja joka sijaitsee lähellä samannimistä kylää Tuymazinskyn alueella [ 16] . Tuulipuisto koostuu neljästä saksalaisen Hanseatische AG:n ET 550/41 -tyyppisestä tuulivoimalasta, joiden kunkin teho on 550 kW. Vuotuinen sähköntuotanto vuosina 2008-2010 ei ylittänyt 0,4 miljoonaa kWh .

ALTEN LLC rakensi Kalmykian tasavaltaan Prijutnenskin alueelle tuulivoimalan, jonka kapasiteetti on 2,4 MW ja jonka kokonaisteho on 10 miljoonaa kWh vuodessa. ALTEN LLC hoitaa asennetun tuulipuiston omaisuutta sekä suorittaa sen ylläpito- ja käyttötoimintaa yhdessä Vensys-Elektrotechnikin kanssa .

Komin tasavallassa Vorkutan lähellä Zapolyarnaya VDES, jonka teho on 3 MW, ei ole valmis. Vuonna 2006 on 6 kpl 250 kW:n yksiköitä, joiden kokonaisteho on 1,5 MW.

Commandersaarten Bering-saarella on 1,2 MW:n tuulipuisto.

Menestyvä esimerkki tuuliturbiinien ominaisuuksien toteuttamisesta vaikeissa ilmasto-olosuhteissa on Kuolan niemimaalla Cape Set-Navolokissa sijaitseva tuulidieselvoimala, jonka teho on enintään 0,1 MW. Vuonna 2009 17 kilometrin päässä siitä aloitettiin Kislogubskajan voimalaitoksen yhteydessä toimivan tulevan tuulipuiston parametrien kartoitus .

Hankkeita on eri kehitysvaiheissa: Leningradin WPP 75 MW, Yeisk WPP 72 MW (Krasnodarin alue), Kaliningradin merivoimalaitos 50 MW, Morskoy WPP 30 MW (Karjala), Primorskaya WPP 30 MW, Magadan WPP 30 MW, Chui WPP 24 MW (Altain tasavalta), Ust-Kamchatskaya WPP 16 MW (Kamchatka Oblast), Novikovskaya VDPP 10 MW (Komin tasavalta), Dagestanskaya WPP 6 MW, Anapskaya WPP 5 MW (Krasnodarsin territory), Novoros Territory WPP 5 MW (Krasnodarin alue), Valaamskaya WPP 4 MW (Karjala), Priyutnenskaya tuulipuisto 51 MW (Kalmykian tasavalta).

Esimerkkinä Azovinmeren alueiden potentiaalin toteuttamisesta voidaan mainita Novoazovskin tuulipuisto , joka toimi vuonna 2010 teholla 21,8 MW ja joka on asennettu Taganrogin lahden Ukrainan rannikolle.

Vuosina 2003-2005 RAO UES:n puitteissa tehtiin kokeita tuuliturbiiniin ja polttomoottoreihin perustuvien kompleksien luomiseksi , Tiksin kylään asennettiin ohjelman puitteissa yksi yksikkö. Kaikki RAO:ssa käynnistetyt tuulivoimaan liittyvät projektit siirtyivät RusHydroon . Vuoden 2008 lopussa RusHydro alkoi etsiä lupaavia paikkoja tuulipuistojen rakentamiseen [17] .

Yksittäisille kuluttajille tarkoitettuja tuuliturbiineja yritettiin valmistaa massatuotantona, esimerkiksi vesinostin Romashka .

Tuulivoima on viime vuosina kehittynyt Venäjällä nopeasti. Joten vuonna 2018 tuulivoimaloiden asennettu kokonaiskapasiteetti oli vain 134 MW, vuonna 2020 - 945 MW [18] , kesäkuussa 2021 - 1378 MW [19] , eli kolmessa vuodessa kapasiteetti kasvoi 10-kertaiseksi.

Nykyaikaiset menetelmät sähkön tuottamiseksi tuulienergiasta

Tuuligeneraattorin teho riippuu generaattorin siipien pyyhkäisystä alasta ja korkeudesta pinnan yläpuolella. Esimerkiksi tanskalaisen Vestasin valmistamien 3 MW (V90) turbiinien kokonaiskorkeus on 115 metriä, tornin korkeus 70 metriä ja siipien halkaisija 90 metriä.

Ilmavirrat lähellä maan/meren pintaa ovat myrskyisiä  - alla olevat kerrokset hidastavat yläpuolella olevia. Tämä vaikutus on havaittavissa 2 km:n korkeuteen asti, mutta heikkenee jyrkästi jo yli 100 metrin korkeudessa [20] . Generaattorin korkeus tämän pintakerroksen yläpuolella mahdollistaa samalla siipien halkaisijan lisäämisen ja vapauttaa maan päällä muuta toimintaa varten. Nykyaikaiset generaattorit (2010) ovat jo saavuttaneet tämän virstanpylvään, ja niiden määrä kasvaa nopeasti maailmassa [21] . Tuuligeneraattori alkaa tuottaa virtaa tuulen ollessa 3 m/s ja sammuu kun tuuli on yli 25 m/s. Maksimiteho saavutetaan 15 m/s tuulella. Lähtöteho on verrannollinen tuulen nopeuden kolmanteen tehoon: kun tuuli kaksinkertaistuu 5 m/s:sta 10 m/s:iin, teho kahdeksankertaistuu [22] .

Tuulivoimaloiden teho ja mitat
Parametri 1 MW 2 MW 2,3 MW
maston korkeus 50 m - 60 m 80 m 80 m
Terän pituus 26 m 37 m 40 m
Roottorin halkaisija 54 m 76 m 82,4 m
Roottorin paino akselilla 25 t 52 t 52 t
Konehuoneen kokonaispaino 40 t 82 t 82,5 t
Lähde: Olemassa olevien tuuliturbiinien parametrit. Pori, Suomi Arkistoitu 29. tammikuuta 2018 Wayback Machinessa

Elokuussa 2002 Enercon rakensi prototyypin 4,5 MW E-112 tuulivoimalan. Joulukuuhun 2004 asti turbiini oli maailman suurin. Saksalainen REpower Systems rakensi joulukuussa 2004 5,0 MW:n tuuliturbiininsa. Tämän turbiinin roottorin halkaisija on 126 metriä, konepellin paino 200 tonnia, tornin korkeus 120 metriä. Vuoden 2005 lopussa Enercon nosti tuuligeneraattorinsa tehon 6,0 MW:iin. Roottorin halkaisija oli 114 metriä, tornin korkeus 124 metriä. Vuonna 2009 luokan 1,5–2,5 MW turbiinit muodostivat 82 % maailman tuulienergiasta [23] .

Tammikuussa 2014 tanskalainen yritys Vestas aloitti 8 MW :n V-164- turbiinin testauksen. Ensimmäinen sopimus turbiinien toimittamisesta allekirjoitettiin vuoden 2014 lopussa. Nykyään V-164 on maailman tehokkain tuuliturbiini. Kehitellään generaattoreita, joiden teho on yli 10 MW.

Tuulivoimala , jossa on kolme lapaa ja vaakasuora pyörintäakseli, on noussut maailman yleisimmäksi , vaikka paikoin löytyy edelleen kaksilapaisia. Pystysuuntaisella pyörimisakselilla varustetut tuuligeneraattorit, niin sanotut tuuliturbiinit, tunnetaan tehokkaimpana suunnitteluna alueilla, joilla tuulen nopeus on alhainen. pyörivä tai karusellityyppinen. Nyt yhä useammat valmistajat siirtyvät tällaisten laitteistojen tuotantoon, koska kaikki kuluttajat eivät asu rannikoilla, ja mannertuulien nopeus on yleensä 3-12 m/s. Tällaisessa tuulijärjestelmässä pystysuoran asennuksen tehokkuus on paljon suurempi. On syytä huomata, että pystysuuntaisilla tuuliturbiineilla on useita muita merkittäviä etuja: ne ovat lähes äänettömiä eivätkä vaadi lainkaan huoltoa, ja niiden käyttöikä on yli 20 vuotta. Viime vuosina kehitetyt jarrujärjestelmät takaavat vakaan toiminnan jopa ajoittaisissa, jopa 60 m/s puuskissa.

Tanska, Hollanti ja Saksa aikovat rakentaa Pohjanmereen keinotekoisen saaren tuottamaan tuulienergiaa. Hanke on suunniteltu toteutettavaksi Pohjanmeren suurimmalla matalikolla - Dogger Bankilla (100 kilometriä Englannin itärannikolta), koska seuraavat tekijät yhdistyvät onnistuneesti täällä: suhteellisen matala merenpinta ja voimakkaat ilmavirrat. Kuuden neliökilometrin saarelle rakennetaan tuulivoimalat tuhansine tuulimyllyineineen sekä kiitorata ja satama. Tämän rakenteen tärkein innovaatio on keskittyminen mahdollisimman alhaisiin energiansiirtokustannuksiin. Hankkeen päätavoitteena on luoda tuulipuisto, joka pystyy tuottamaan jopa 30 GW halpaa sähköä. Pitkän aikavälin suunnitelmissa on nostaa tämä määrä 70–100 GW:iin, mikä tuottaa energiaa noin 80 miljoonalle Euroopan asukkaalle, mukaan lukien Saksa, Alankomaat ja Tanska [24] .

Offshore tuulivoima

Lupaavimpia paikkoja tuulienergian tuotantoon ovat rannikkoalueet. Mutta investointien kustannukset verrattuna maahan ovat 1,5-2 kertaa korkeammat. Merellä 10-12 kilometrin etäisyydelle rannikosta (ja joskus kauempanakin) rakennetaan merituulipuistoja . Tuulivoimalatornit asennetaan jopa 30 metrin syvyyteen poratuista paaluista tehdyille perustuksille . Offshore-voimalaitokseen kuuluu myös jakelusähköasemia ja merenalaisia ​​kaapeleita rannikolle.

Paalujen lisäksi turbiinien kiinnittämiseen voidaan käyttää muun tyyppisiä vedenalaisia ​​perustuksia sekä kelluvia alustoja. H Technologies BV rakensi ensimmäisen kelluvan tuuliturbiinin prototyypin joulukuussa 2007. Tuuligeneraattori, jonka teho on 80 kW, on asennettu kelluvalle alustalle 10,6 meripeninkulmaa Etelä-Italian rannikosta 108 metrin syvyyteen.

5. kesäkuuta 2009 Siemens AG ja norjalainen Statoil ilmoittivat asentavansa maailman ensimmäisen kaupallisen 2,3 MW:n kelluvan tuuliturbiinin, jonka valmistaa Siemens Renewable Energy [25] .

Huolimatta offshore-tuuliturbiinien rakentamiskustannusten laskusta 2010-luvulla, offshore-tuulivoima on yksi kalleimmista sähkönlähteistä. Offshore-tuulipuistojen sähköntuotannon kustannukset vaihtelevat 200 dollarista 125 dollariin/MWh. MHI- Vestas , Siemens ja DONG Energy ovat allekirjoittaneet sopimuksen, jonka mukaan yhtiöt pyrkivät laskemaan offshore-sähkön kustannukset alle 120 dollariin/MWh vuoteen 2020 mennessä.

Tilastot tuulienergian käytöstä

Vuoden 2019 alkuun mennessä kaikkien tuulivoimaloiden asennettu kokonaiskapasiteetti ylitti 600 gigawattia. Maailman kaikkien tuuliturbiinien tehojen summan keskimääräinen lisäys vuodesta 2009 alkaen on 38–40 gigawattia vuodessa ja johtuu tuulienergian nopeasta kehityksestä Yhdysvalloissa, Intiassa, Kiinassa ja EU:ssa [26 ] .

Maailmanlaajuisesti vuonna 2008 tuulivoimateollisuudessa työskenteli yli 400 000 ihmistä. Vuonna 2008 tuulivoimalaitteiden maailmanmarkkinat kasvoivat 36,5 miljardiin euroon eli noin 46,8 miljardiin Yhdysvaltain dollariin [27] [28] .

Vuonna 2010 asennetuista tuulipuistoista 44 % oli keskittynyt Eurooppaan, 31 % Aasiaan ja 22 % Pohjois-Amerikkaan.


Asennettu kokonaiskapasiteetti, MW WWEA- blogin mukaan .
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2017 2018
7475 9663 13696 18039 24320 31164 39290 47686 59004 73904 93849 120791 157 000 196630 237227 282400 318529 546380 600278

Vuonna 2014 Tanskan sähköstä 39 % tuotettiin tuulivoimalla.

Vuonna 2014 saksalaiset tuulivoimalat tuottivat 8,6 % kaikesta Saksassa tuotetusta sähköstä.

Vuonna 2009 Kiinan tuulivoimalat tuottivat noin 1,3 % maan sähköstä. Vuodesta 2006 lähtien Kiina on hyväksynyt uusiutuvia energialähteitä koskevan lain. Vuoteen 2020 mennessä tuulivoimakapasiteetin oletetaan olevan 80-100 GW. [29]

Vuonna 2019 tuulivoimalla tuotettiin 15 prosenttia EU:n sähköstä. [kolmekymmentä]

Tuulivoimantuotannon määrä maittain, TWh [31]
Nro
(2020) 		Maa 1985 1990 2000 2010 2015 2016 2017 2018 2019 2020
yksi.  Kiina … … 0.6 49.4 185,6 240,9 303.4 366,0 405.3 466,5
2.  USA … 2.8 5.6 94.7 190,7 227,0 254.3 272,7 294,9 336,5
3.  Saksa … 0.1 9.5 38.6 80.6 80,0 105.7 110,0 125,9 134,5
neljä.  Iso-Britannia … … 1.0 7.8 40.3 37.2 49.6 56.9 64.5 73.8
5.  Intia … … 1.7 19.7 32.7 43.5 52.6 60.3 63.3 60.4
6.  Brasilia … … … 2.2 21.6 33.5 42.3 48.5 56,0 56.7
7.  Espanja … … 4.7 44.3 49.3 48.9 49.1 50.9 54.4 55.2
kahdeksan.  Ranska … … 0.1 9.9 21.4 21.4 24.6 28.6 33.6 39.2
9.  Kanada … … 0.3 8.6 26.7 30.6 31.2 32.9 30.5 33.6
kymmenen.  Ruotsi … … 0.5 3.5 16.3 15.5 17.6 16.6 19.9 27.3
yksitoista.  Turkki … … … 2.9 11.6 15.4 17.8 19.8 21.3 24.3
12.  Australia … … 0.1 5.1 11.5 12.2 12.6 15.2 21.1 24.3
neljätoista.  Meksiko … … … 1.2 8.5 9.9 9.9 12.2 16.8 19.3
viisitoista.  Italia … … 0.6 9.1 14.8 17.7 17.7 17.7 20.3 18.9
16.  Tanska 0.1 0.6 4.3 7.8 14.1 12.8 14.8 13.9 15.9 16.4
17.  Puola … … … 1.7 10.9 12.6 14.9 12.8 15.0 15.7
kahdeksantoista.  Alankomaat … 0.1 0.8 4.0 7.6 8.2 10.6 10.6 11.2 15.6
19.  Belgia … … … 1.3 5.6 6.2 6.5 7.5 9.4 12.4
kaksikymmentä.  Portugali … … 0.2 9.2 11.6 12.5 12.3 12.6 13.7 12.3
21.  Irlanti … … 0.2 2.8 6.6 6.2 7.4 8.6 9.5 11.1
22.  Japani … … 0.1 4.0 5.6 6.2 6.5 7.5 8.5 10.6
23.  Argentiina … … … … 0.6 0.6 0.6 1.4 5.0 9.4
24.  Norja … … … 0.9 2.5 2.1 2.9 3.9 5.5 9.3
25.  Kreikka … … 0.5 2.7 4.6 5.2 5.5 6.3 7.2 8.9
25.  Suomi … … 0.1 0.3 2.3 3.1 4.8 5.8 6.1 7.7
26.  Romania … … … 0.3 7.1 6.6 7.4 6.3 6.8 7.0
27.  Itävalta … … 0.1 2.1 4.8 5.2 6.6 6.0 7.6 6.9
28.  Etelä-Afrikka … … … … 2.5 3.7 4.9 6.5 6.6 6.6
29.  Chile … … … 0.3 2.1 2.5 3.5 3.6 5.1 5.8
kolmekymmentä.  Uruguay … … … … 2.1 3.0 3.8 4.7 4.8 5.4
31.  Ukraina … … … 0.1 1.1 1.0 1.0 1.2 1.5 4.9
32.  Marokko … … 0.1 0.6 2.5 3.0 3.0 3.8 4.7 …
33.  Thaimaa … … … … 0.3 0.3 1.1 1.6 3.7 3.3
34.  Pakistan … … … … 0.8 1.4 2.1 3.2 3.6 3.2
35.  Korean tasavalta … … … 0.8 1.3 1.7 2.2 2.5 2.5 2.9
36.  Egypti … … 0.1 1.5 2.1 2.2 2.3 2.4 2.8 …
37.  Puerto Rico … … … … 0.1 0.1 0.1 0.6 2.4 …
38.  Uusi Seelanti … … 0.1 1.6 2.3 2.3 2.1 2.1 2.2 2.3
39.  Kiinan tasavalta … … … 1.0 1.5 1.5 1.7 1.7 1.9 2.2
40.  Peru … … … … 0.7 1.1 1.1 1.5 1.7 1.8
41.  Kroatia … … … … 0.8 1.0 1.2 1.3 1.4 1.6
42.  Kenia … … … … … … 0.1 0.4 1.6 …
43.  Liettua … … … … 0.8 1.1 1.4 1.1 1.4 1.5
44.  Bulgaria … … … 0.7 1.5 1.4 1.5 1.3 1.3 1.5
45.  Venäjä … … … … 0.2 0.2 0.1 0.2 0.3 1.3
46.  Jordania … … … … 0.1 0.4 0.5 0.7 1.2 …
47.  Filippiinit … … … … 0.8 1.0 1.1 1.2 1.0 1.0
48.  Vietnam … … … 0.1 0.1 0.2 0.3 0.5 0.8 1.0
49.  Kazakstan … … … … 0.1 0.3 0.3 0.5 0.6 0.9
viisikymmentä.  Viro … … … … 0.7 0.6 0.7 0.6 0.7 0.9
…
75.  Sveitsi … … … … 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2

Näkökulmat

Tuulivoimavarat ovat yli sata kertaa suuremmat kuin planeetan kaikkien jokien vesivoimavarannot.

Saksa aikoo tuottaa 40–45 prosenttia sähköstä uusiutuvilla energialähteillä vuoteen 2025 mennessä. Saksa asetti aiemmin tavoitteekseen 12 prosentin sähköntuotannon vuoteen 2010 mennessä. Tämä tavoite saavutettiin vuonna 2007.

Tanska aikoo kattaa vuoteen 2020 mennessä 50 prosenttia maan sähköntarpeesta tuulivoimalla [32] .

Ranska aikoo rakentaa 25 000 MW tuulipuistoja vuoteen 2020 mennessä, joista 6 000 MW on merellä [33] .

Vuonna 2008 Euroopan unioni asetti tavoitteeksi: vuoteen 2010 mennessä asentaa tuuliturbiinit teholla 40 tuhatta MW ja vuoteen 2020 mennessä - 180 tuhatta MW. Euroopan unionin suunnitelmien mukaan tuulivoimaloiden sähkön kokonaismäärä on 494,7 TWh. [34] [35] .

Kiina on hyväksynyt kansallisen kehityssuunnitelman. Kiinan asennetun kapasiteetin on suunniteltu kasvavan 5 000 MW:iin vuoteen 2010 mennessä ja 30 000 MW:iin vuoteen 2020 mennessä [36] . Tuulivoimasektorin nopea kehitys mahdollisti kuitenkin Kiinan ylittäneen 30 GW:n kynnyksen asennetusta kapasiteetista jo vuonna 2010. [37]

Intia aikoi kaksinkertaistaa tuulivoimansa vuoteen 2012 mennessä (6 000 MW:lla) vuoteen 2008 verrattuna [38] . Tämä tavoite on saavutettu.

Venezuela viideksi vuodeksi vuodesta 2010 alkaen aikoi rakentaa 1500 MW:n tuulipuistoja. [39] . Tavoitteeseen ei päästy.

Tuulienergian tuotanto Euroopassa vuonna 2020 kasvoi 7 % vuodentakaisesta 417,9 TWh:iin. [40]

Tuulienergian taloudelliset näkökohdat

Suurin osa tuulienergian hinnasta määräytyy tuuliturbiinirakenteiden rakentamisen alkukustannuksista (tuuliturbiinin asennetun kapasiteetin 1 kW:n hinta on ~1000 dollaria).

Polttoainetalous

Tuulivoimalat eivät kuluta fossiilisia polttoaineita käytön aikana. Teholtaan 1 MW:n tuuliturbiinin käyttö 20 vuoden aikana säästää noin 29 000 tonnia hiiltä tai 92 000 tynnyriä öljyä .

Sähkön hinta

Tuuliturbiinien tuottaman sähkön hinta riippuu tuulen nopeudesta [41] .

Tuulen nopeus Omakustannushinta (Yhdysvalloissa, 2004)
7,16 m/s 4,8 senttiä/kWh;
8,08 m/s 3,6 senttiä/kWh;
9,32 m/s 2,6 senttiä/kWh.

Vertailun vuoksi: Yhdysvalloissa hiilivoimaloissa tuotetun sähkön hinta on 9 - 30 senttiä / kWh. Keskimääräinen sähkön hinta Kiinassa on 13 senttiä/kWh.

Kun asennettu tuulivoimakapasiteetti kaksinkertaistuu, tuotetun sähkön hinta laskee 15 %. Kustannusten odotetaan laskevan edelleen 35-40 % vuoden 2006 loppuun mennessä. 1980-luvun alussa tuulivoiman hinta Yhdysvalloissa oli 0,38 dollaria.

Maaliskuussa 2006 Earth Policy Institute (USA) raportoi, että kahdella Yhdysvaltojen alueella tuulivoiman hinta on laskenut alle tavanomaisen energian. Syksyllä 2005 maakaasun ja hiilen hintojen nousun vuoksi tuulisähkön hinta putosi perinteisistä lähteistä tuotetun sähkön hintaa pienemmäksi. Texasissa sijaitseva Austin Energy ja Colorado Xcel Energy myivät ensimmäisinä tuulivoimalla tuotettua sähköä halvemmalla kuin perinteinen sähkö.

Tuulivoiman taloustiede Venäjällä

Tuulivoiman lupaavimpia alueita ovat ne, joiden keskimääräinen vuotuinen tuulennopeus on yli 7 m/s. Venäjällä tämä on koko Jäämeren rannikko Kuolan niemimaalta Beringin salmeen ja arktisille saarille sekä Kaukoidässä (Tyynenmeren rannikko, Okhotskinmeren rannikot ja ​Japani ), tuulen keskinopeus 100 metrin korkeudessa on täällä 7-10 m/s, mutta suuria asutuksia arktisella alueella ei käytännössä ole (poikkeus on Murmansk , jonne suunnitellaan Murmanskin tuulipuistoa) ja Kaukoidässä ei ole pulaa sähköstä ja siellä on runsaasti vesivaroja. Venäjän Euroopan osan eteläosassa tuulen keskinopeus on hieman pienempi, mutta myös riittävä tuulienergian kehittämiseen ( Eteläinen liittovaltiopiiri , Pohjois-Kaukasuksen liittopiiri , Volgan alue ). Täällä tuulen keskinopeus vuodessa on 6-9 m/s [42] . Lisäksi Krasnodarin alue on yksi ensimmäisistä paikoista Venäjän alueiden joukossa sähköpulan suhteen. Siksi suurimmat tuulivoimahankkeet keskittyvät tänne.

Suurimmalla osalla Venäjän alueilla keskimääräinen vuotuinen tuulennopeus ei ylitä 5 m/s , jonka yhteydessä tavalliset tuuliturbiinit, joissa on vaakasuora pyörimisakseli, eivät käytännössä ole sovellettavissa - niiden käynnistysnopeus alkaa 3-6 m/s, eikä merkittävää määrää ole mahdollista saada energiaa työstään. Kuitenkin nykyään yhä useammat tuuliturbiinien valmistajat tarjoavat ns. pyörivät laitteistot tai tuuliturbiinit, joissa on pystysuuntainen pyörimisakseli. Peruserona on, että 1 m/s riittää pystysuoraan generaattoriin, jotta se alkaa tuottaa sähköä. Tämän suunnan kehittäminen poistaa rajoituksia tuulienergian käytöltä sähköntuotantoon. Edistyksellisin tekniikka on kahden tyyppisen generaattorin yhdistelmä yhdessä laitteessa - pystysuora tuuligeneraattori ja aurinkopaneelit . Toisiaan täydentäen ne takaavat yhdessä riittävän sähkön tuotannon monilla Venäjän alueilla, paitsi arktisilla alueilla, joissa auringonvaloa ei ole tarpeeksi montaa kuukautta vuodessa. PJSC RusHydro piti arktisella alueella ja Kaukoidän liittovaltiopiirissä, jossa on vaikeuksia polttoaineen toimittamisessa perinteisille voimalaitoksille, taloudellisesti kannattavana luoda tuuli- ja aurinkovoimaloita, jotka täydentävät fossiilisten polttoaineiden voimalaitoksia. [43]


PJSC RusHydron tuulivoimalat
Nro p / s WPP:n nimi ja sijainti Alue Asennettu teho, kW Käyttöönottovuosi
yksi WES kanssa. Nikolskoje Kamtšatkan alue 1050 1997-2013
2 WPP Labytnangissa Jamalo-Nenetsien autonominen piirikunta 250 2013
3 WPP Ust-Kamchatsk Kamtšatkan alue 1175 2013-2015
neljä WPP-kylä Bykov Mys Jakutia 40 2015
5 WES kanssa. Novikovo Sahalinin alue 450 2015
6 WPP s. Tiksi Jakutia 900 2018

Muut talouskysymykset

Tuulivoima on säätelemätön energianlähde. Tuulipuiston tuotto riippuu tuulen voimakkuudesta, joka on erittäin vaihteleva tekijä. Näin ollen sähkön tuotto tuuliturbiinista voimajärjestelmään on erittäin epätasaista sekä päivä- että viikko-, kuukausi-, vuosi- ja pitkän aikavälin osuuksilla. Ottaen huomioon, että energiajärjestelmässä itsessään on kuormituksen epähomogeenisuuksia (huippuja ja laskuja energiankulutuksessa), joita ei tietenkään voida säädellä tuulienergialla, tuulienergian merkittävän osan tuominen energiajärjestelmään edistää sen epävakautta. On selvää, että tuulienergia vaatii energiajärjestelmän tehoreserviä (esimerkiksi kaasuturbiinivoimaloiden tai dieselgeneraattoreiden muodossa ) sekä mekanismeja niiden tuotannon heterogeenisyyden tasoittamiseksi ( vesivoiman muodossa asemat tai pumppuvoimalaitokset ). Tämä tuulivoiman ominaisuus nostaa merkittävästi niistä saadun sähkön hintaa. Verkot ovat haluttomia yhdistämään tuulivoimaloita verkkoon , mikä on johtanut lainsäädäntöön, joka vaatii niitä tekemään niin.

Tuulivoimaloiden toiminnan epävakaudesta johtuvat ongelmat verkkoissa ja sähköjärjestelmien jakelussa alkavat, kun ne saavuttavat 20-25 % osuuden järjestelmän kokonaiskapasiteetista. Venäjälle tämä on indikaattori, joka on lähellä 50 tuhatta - 55 tuhatta MW.

Espanjalaisten Gamesa Eolican ja WinWindin mukaan tuulivoimaloiden energiantuotannon ennusteiden tarkkuus tuntisuunnittelun aikana päivän eteenpäin markkinoilla tai spot-tilassa ylittää 95 %.

Pienillä itsenäisillä tuuliturbiineilla voi olla ongelmia verkkoinfrastruktuurin kanssa , koska siirtolinjan ja sähköverkkoon kytkeytyvien kytkinlaitteiden kustannukset voivat olla liian korkeat. Ongelma ratkeaa osittain, jos tuulivoimala liitetään paikallisverkkoon, jossa on energiankuluttajia. Tällöin käytetään olemassa olevia teho- ja jakelulaitteita, ja WPP lisää tehoa, mikä vähentää paikallisverkon ulkopuolelta kuluttamaa tehoa. Muuntaja -asema ja ulkoinen voimajohto ovat vähemmän kuormitettuja, vaikka kokonaisvirrankulutus voi olla suurempi.

Suurissa tuulivoimaloissa on huomattavia korjausongelmia, koska suuren osan (siipi, roottori jne.) vaihtaminen yli 100 metrin korkeudella on monimutkainen ja kallis urakka.

Pienen tuulivoiman taloustiede

Venäjällä uskotaan, että tuulivoimaloiden käyttö jokapäiväisessä elämässä sähkön tuottamiseen ei ole käytännöllistä johtuen:

Energian hintojen noususta huolimatta sähkön hinta ei tällä hetkellä ole merkittävää arvoa suurimmassa osassa toimialoja muihin kustannuksiin verrattuna; Virransyötön luotettavuus ja vakaus ovat kuluttajalle avainasemassa.

Tärkeimmät tekijät, jotka johtavat tuulivoimaloista saatavan energian hinnan nousuun, ovat:

Tällä hetkellä on edullisinta saada tuuliturbiinien avulla ei teollista sähköenergiaa, vaan tasa- tai vaihtovirtaa (muuttuva taajuus) ja se muuntaa sen jälkeen lämmityselementtien avulla lämmöksi - asunnon lämmittämiseksi ja hankkimiseksi. kuuma vesi. Tällä järjestelmällä on useita etuja:

Energiatehokkuuden kannalta vielä edullisempaa on lämpöpumpun käyttö lämmityselementin sijaan .

Tuulienergian ympäristönäkökohdat

Päästöt ilmaan

Tuuligeneraattori, jonka teho on 1 MW, vähentää vuotuisia päästöjä ilmakehään 1800 tonnia CO2 , 9 tonnia SO2 ja 4 tonnia typen oksideja [44] .

Global Wind Energy Councilin arvioiden mukaan vuoteen 2050 mennessä maailman tuulivoima vähentää vuosittaisia ​​hiilidioksidipäästöjä 1,5 miljardilla tonnilla [45] .

Vaikutus ilmastoon

Tuuligeneraattorit poistavat osan liikkuvien ilmamassojen liike-energiasta , mikä johtaa niiden nopeuden laskuun. Tuulimyllyjen massakäytössä (esimerkiksi Euroopassa ) tällä hidastumisella voi teoriassa olla huomattava vaikutus alueen paikallisiin (ja jopa maailmanlaajuisiin) ilmasto-oloihin. Erityisesti tuulen keskinopeuden aleneminen voi tehdä alueen ilmastosta hieman mannermaisemman , koska hitaasti liikkuvat ilmamassat ehtivät kesällä lämmetä enemmän ja talvella jäähtyä. Myös energian talteenotto tuulesta voi vaikuttaa viereisen alueen kosteustilan muutokseen. Tiedemiehet ovat kuitenkin vain kehittämässä tutkimusta tällä alalla; näitä näkökohtia analysoivat tieteelliset tutkimukset eivät kvantifioi laajamittaisen tuulivoiman vaikutusta ilmastoon, mutta viittaavat siihen, että se ei ehkä ole niin vähäpätöinen kuin aiemmin luultiin [46] [47] .

Stanfordin yliopiston mallinnuksen mukaan suuret offshore-tuulipuistot voivat merkittävästi vaimentaa hurrikaaneja ja vähentää niiden vaikutuksesta aiheutuvia taloudellisia vahinkoja [48] .

Melu

Tuulivoimalat tuottavat kahden tyyppistä melua :

Tällä hetkellä tuuliturbiinien melutasoa määritettäessä käytetään vain laskentamenetelmiä. Melutason suoramittausmenetelmä ei anna tietoa tuuliturbiinin melutasosta, koska tuuliturbiinin melua on tällä hetkellä mahdotonta erottaa tehokkaasti tuulimelusta.

Melun lähde Melutaso, dB
Ihmisen kuulon kipukynnys 120
Suihkumoottoriturbiinien melu 250 metrin etäisyydellä 105
Nokkavasaran ääntä 7 metrin etäisyydeltä 95
Kuorma-auton melu nopeudella 48 km/h 100 m etäisyydellä 65
Taustamelu toimistossa 60
Henkilöauton melua nopeudella 64 km/h 55
Tuuliturbiinin melu 350 metrin päässä 35-45
Melutausta yöllä kylässä 20-40

Tuuliturbiinin välittömässä läheisyydessä lähellä tuulipyörän akselia riittävän suuren tuuliturbiinin melutaso voi ylittää 100 dB.

Esimerkki tällaisista suunnitteluvirheistä on Grovian tuuligeneraattori . Korkeasta melutasosta johtuen asennus työskenteli noin 100 tuntia ja se purettiin.

Iso- Britannian , Saksan , Alankomaiden ja Tanskan lait rajoittavat toimivan tuulipuiston melutasoa 45 dB:iin päivällä ja 35 dB:iin yöllä. Vähimmäisetäisyys asennuksesta asuinrakennuksiin on 300 m.

Matalataajuiset värähtelyt

Maaperän läpi kulkeutuvat matalataajuiset värähtelyt aiheuttavat havaittavaa lasin kolinaa taloissa jopa 60 metrin etäisyydellä megawattiluokan tuuliturbiineista [49] .

Asuinrakennukset sijaitsevat pääsääntöisesti vähintään 300 metrin etäisyydellä tuuliturbiineista. Tällaisella etäisyydellä tuuliturbiinin osuutta infraäänivärähtelyihin ei voida enää erottaa taustavärähtelyistä.

Blade icing

Tuulivoimaloiden käytön aikana talvella, kun ilmankosteus on korkea, jään muodostuminen siipille on mahdollista. Tuuliturbiinia käynnistettäessä jäätä voi puhaltaa huomattavan matkan päähän. Varoituskyltit asennetaan pääsääntöisesti 150 metrin etäisyydelle tuuliturbiinista [50] alueelle, jossa siipien jäätyminen on mahdollista .

Lisäksi terien kevyen jäätymisen tapauksessa havaittiin tapauksia, joissa profiilin aerodynaamiset ominaisuudet paransivat.

Visuaalinen vaikutus

Tuuliturbiinien visuaalinen vaikutus on subjektiivinen tekijä. Tuulivoimaloiden esteettisen ulkonäön parantamiseksi monet suuret yritykset palkkaavat ammattisuunnittelijoita. Maisema-arkkitehdit ovat mukana uusien hankkeiden visuaalisessa perustelussa.

Tanskalaisen AKF:n selvityksessä tuuliturbiinien melun ja visuaalisen vaikutuksen kustannusten arvioidaan olevan alle 0,0012 euroa per 1 kWh. Katsaus perustui 342 tuulivoimapuistojen läheisyydessä asuvan ihmisen haastatteluihin. Asukkailta kysyttiin, kuinka paljon he maksaisivat päästäkseen eroon naapurustosta tuuliturbiinien kanssa.

Maankäyttö

Turbiinit vievät vain 1 % koko tuulipuiston pinta-alasta . 99 %:lla maatilapinta-alasta on mahdollista harjoittaa maataloutta tai muuta toimintaa [51] , mitä tapahtuu sellaisissa tiheästi asutuissa maissa kuin Tanska , Alankomaat , Saksa . Tuuliturbiinin perustus, jonka halkaisija on noin 10 metriä, on yleensä kokonaan maan alla, mikä mahdollistaa maan maatalouskäytön laajentumisen lähes tornin juurelle asti. Maata vuokrataan, jolloin viljelijät voivat ansaita lisätuloja. Yhdysvalloissa yhden turbiinin alla olevan maan vuokrauskustannukset ovat 3000-5000 dollaria vuodessa.

Taulukko: Maa-alueen ominaistarve 1 miljoonan kWh:n sähkön tuotantoon

Energian lähde Ominaisindikaattori maa-alasta,
joka tarvitaan 1 miljoonan kWh:n tuotantoon 30 vuodessa (m²)
geoterminen lähde 404
Tuuli 800-1335
aurinkokenno 364
aurinkolämpöelementti 3561
Hiili 3642

Vahinko eläimille ja linnuille

Lintujen kuoleman syyt Kuolleiden lintujen määrä (per 10 000)
Talot / ikkunat 5500
kissat 1000
Muut syyt 1000
sähkölinjat 800
Mekanismit 700
Torjunta-aineet 700
TV-tornit 250
tuuliturbiinit Alle 1

Taulukko: Haitat eläimille ja linnuille. AWEA:n tiedot [52] .

Tuulipuistojen lähellä elävät lepakkokannat ovat suuruusluokkaa haavoittuvampia kuin lintukannat. Tuuliturbiinin siipien päiden lähelle muodostuu matalapaineinen alue, johon pudonnut nisäkäs saa barotrauman . Yli 90 prosentilla tuulimyllyjen läheltä löydetyistä lepakoista on merkkejä sisäisestä verenvuodosta. Tutkijoiden mukaan linnuilla on erilainen keuhkojen rakenne, ja siksi ne ovat vähemmän alttiita äkillisille paineen muutoksille ja kärsivät vain suorasta törmäyksestä tuulimyllyjen lapoihin [53] .

Vesivarojen käyttö

Toisin kuin perinteiset lämpövoimalaitokset , tuulipuistot eivät käytä vettä, mikä voi merkittävästi vähentää vesivaroihin kohdistuvaa painetta .

Tuuliturbiinien koko

Tuulivoimalat voidaan jakaa kolmeen luokkaan: pienet, keskisuuret ja suuret. Pienet tuuliturbiinit pystyvät tuottamaan 50-60 kW tehoa ja käyttävät roottoreita, joiden halkaisija on 1-15 m. Niitä käytetään pääasiassa syrjäisillä alueilla, joilla on sähkön tarvetta.

Useimmat tuuliturbiinit ovat keskikokoisia turbiineja. Ne käyttävät roottoreita, joiden halkaisija on 15-60 m ja joiden teho on 50-1500 kW. Useimmat kaupalliset turbiinit tuottavat tehoa 500-1500 kW.

Suurissa tuulivoimaloissa on roottorit, joiden halkaisija on 60–100 m ja jotka pystyvät tuottamaan 2–3 MW tehoa. Käytännössä on osoitettu, että nämä turbiinit ovat vähemmän taloudellisia ja vähemmän luotettavia kuin keskimääräiset. Suuret tuuliturbiinit tuottavat jopa 1,8 MW ja voivat olla yli 40 m:n kaivoa, 80 m torneja.

Jotkut turbiinit voivat tuottaa 5 MW, vaikka se vaatii noin 5,5 m/s tai 20 km/h tuulen nopeuden. Harvoilla alueilla maapallolla on tällaisia ​​tuulennopeuksia, mutta voimakkaampia tuulia löytyy korkeammista korkeuksista ja valtamerialueista.

Tuulivoiman turvallisuus

Tuulivoima on puhdasta ja uusiutuvaa energiaa, mutta se on ajoittaista, vaihtelua pitkin päivää ja vuodenaikoja ja jopa vuodesta toiseen. Tuulivoimalat toimivat noin 60 % vuodessa tuulisilla alueilla. Vertailun vuoksi voidaan todeta, että hiilivoimalat toimivat noin 75-85 prosentilla kokonaiskapasiteetistaan.

Useimmat turbiinit tuottavat tehoa yli 25 % ajasta, ja tämä prosenttiosuus kasvaa talvella, kun tuulet ovat voimakkaammat.

Tapauksissa, joissa tuuliturbiinit liitetään suuriin sähköverkkoihin, tuulivoiman ajoittainen luonne ei vaikuta kuluttajiin. Tuulettomia päiviä kompensoivat muut energialähteet, kuten hiilivoimalaitokset tai verkkoon kytketyt vesivoimalaitokset.

Ihmiset, jotka asuvat syrjäisillä alueilla ja käyttävät tuuliturbiinien sähköä, käyttävät usein akkuja tai varageneraattoreita tuottamaan sähköä tuulettomina aikoina.

Useimmat kaupalliset tuuliturbiinit ovat offline-tilassa (huoltoa tai korjausta varten) alle 3 % ajasta, ja ne ovat yhtä turvallisia kuin perinteiset voimalaitokset.

Tuulivoimaloita pidetään kestävinä. Monet turbiinit ovat tuottaneet sähköä 1980-luvun alusta lähtien. Monet amerikkalaiset tuulipuistomyllyt ovat olleet käytössä sukupolvien ajan.

Radiohäiriöt

Tuuliturbiinin metallirakenteet, erityisesti siipien elementit, voivat aiheuttaa merkittäviä häiriöitä radiosignaalin vastaanotossa [54] . Mitä suurempi tuuliturbiini on, sitä enemmän se voi aiheuttaa häiriöitä. Joissakin tapauksissa ongelman ratkaisemiseksi on tarpeen asentaa lisää toistimia .

Katso myös

Lähteet

  1. ↑ Maailmanlaajuinen tuuliraportti 2021 | Maailman tuulienergianeuvosto . Haettu 12. elokuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 11. elokuuta 2021.
  2. ↑ 1 2 Maailmanlaajuinen tuuliraportti 2019 | Maailman tuulienergianeuvosto . Haettu 15. heinäkuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 29. kesäkuuta 2021.
  3. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 15. heinäkuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 19. syyskuuta 2020.
  4. ↑ Tuulienergia Euroopassa vuonna 2019   // WindEurope . - 2020. - S. 18-19 . Arkistoitu alkuperäisestä 21. helmikuuta 2021.
  5. ↑ GWEC kiittää 1,1 miljoonaa tuulivoiman työntekijää . Käyttöpäivä: 29. kesäkuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 1. heinäkuuta 2016.
  6. ↑ Vladimir Sidorovitš. Maailman energiavallankumous: kuinka uusiutuva energia muuttaa maailmaamme. — M .: Alpina Publisher , 2015. — 208 s. — ISBN 978-5-9614-5249-5 .
  7. ↑ Tuulivoimatuotannon vaikutus Irlannin tavanomaisten voimaloiden toimintaan ja taloudelliset vaikutukset . eirgrid.com (helmikuu 2004). Haettu 22. marraskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 25. elokuuta 2011.
  8. ↑ "Suurella tuulivoimalla toimivien sähköjärjestelmien suunnittelu ja käyttö", IEA Wind Summary Paper (PDF). Arkistoitu alkuperäisestä 25. elokuuta 2011.
  9. ↑ Claverton-Energy.com (28. elokuuta 2009). Haettu 29. elokuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 25. elokuuta 2011.
  10. ↑ 1 2 Alan Wyatt, Electric Power: Challenges and Choices, (1986), Book Press Ltd., Toronto, ISBN 0-920650-00-7 .
  11. ↑ Ponyatov A. Astuttuaan sähkön aikakauteen // Tiede ja elämä. - 2020. - nro 1. - s. 16.
  12. ↑ Ponyatov A. Astuttuaan sähkön aikakauteen // Tiede ja elämä. - 2020. - nro 1. - s. 16 - 17.
  13. ↑ 1 2 3 Ponyatov A. Astuttuaan sähkön aikakauteen // Tiede ja elämä. - 2020. - nro 1. - s. 17.
  14. ↑ Tuulienergian käyttö Neuvostoliitossa // Buryat-Mongolskaya Pravda. nro 109 (782), 18. toukokuuta 1926. - s. 7.
  15. ↑ Aleksandr Solovjov, Kirill Degtyarev. Tuuli tuulienergia  // Tiede ja elämä . - 2013. - Nro 7 . - S. 42 .
  16. ↑ 1 2 Energiaportaali. Energian tuotantoon, säilyttämiseen ja käsittelyyn liittyvät kysymykset . Haettu 1. huhtikuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 26. toukokuuta 2022.
  17. ↑ http://www.riarealty.ru/ru/article/34636.html Arkistoitu 15. helmikuuta 2009 Wayback Machinessa RusHydro tunnistaa lupaavia paikkoja Venäjän federaatiossa tuulipuistojen rakentamiseksi
  18. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 15. heinäkuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 24. elokuuta 2021.
  19. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 7. elokuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 5. elokuuta 2021.
  20. ↑ http://www.tuuliatlas.fi/tuulisuus/tuulisuus_4.html Arkistoitu 11. joulukuuta 2010 Wayback Machinen ilmakehän rajakerroksessa
  21. ↑ http://www.tuuliatlas.fi/tuulivoima/index.html Arkistoitu 5. marraskuuta 2012 Wayback Machine Generatorissa koot vuosittain
  22. ↑ http://www.hyotytuuli.fi/index.php?page=617d54bf53ca71f7983067d430c49b7 Arkistoitu 29. tammikuuta 2018 Wayback Machinessa Olemassa olevien tuuliturbiinien parametrit. Pori, Suomi
  23. ↑ Edward Milford BTM:n tuulimarkkinaraportti 20. heinäkuuta 2010 . Haettu 29. heinäkuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 27. syyskuuta 2011.
  24. ↑ Saksa osallistuu saaren Germania.one luomiseen . Arkistoitu alkuperäisestä 22. maaliskuuta 2017. Haettu 21. maaliskuuta 2017.
  25. ↑ Jorn Madslien . Kelluva tuulivoimala laukaistiin , BBC NEWS , Lontoo: BBC, s. 5. kesäkuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 26. tammikuuta 2022. Haettu 31.10.2022.
  26. ↑ Vuotuinen asennettu globaali kapasiteetti 1996-2011 . Haettu 11. lokakuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 17. lokakuuta 2012.
  27. ↑ Yhdysvallat ja Kiina kilpailevat globaalin tuuliteollisuuden huipulle . Haettu 3. helmikuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 28. heinäkuuta 2009.
  28. ↑ https://web.archive.org/web/20100215003032/http://www.gwec.net/fileadmin/documents/PressReleases/PR_2010/Annex%20stats%20PR%202009.pdf
  29. ↑ BIKI, 25.7.2009, "Kiinan tuulivoimalaitemarkkinoilla"
  30. ↑ Tuulienergia Euroopassa vuonna 2019  // WindEurope. — 20. Arkistoitu 21. helmikuuta 2021.
  31. ↑ Hannah Ritchie, Max Roser. Tuulienergian tuotanto (28.11.2020). Arkistoitu alkuperäisestä 4.8.2020.
  32. ↑ Tanska pyrkii saamaan 50 % kaikesta sähköstä tuulivoimalla . Käyttöpäivä: 11. lokakuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 21. joulukuuta 2012.
  33. ↑ John Blau France voisi olla seuraava offshore-tuulivoimala 26. tammikuuta 2011
  34. ↑ [tt_news =1892&tx_ttnews[backPid]=1&cHash=05ee83819c7f18864985e61c3fd26342 EU ylittää uusiutuvan energian tavoitteen 20 prosenttia vuoteen 2020 mennessä  ] . Haettu 21. tammikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 10. tammikuuta 2011.
  35. ↑ EWEA: 180 GW tuulivoimaa mahdollista Euroopassa vuoteen 2020 mennessä | Uusiutuvan energian maailma
  36. ↑ Lema, Adrian ja Kristian Ruby, "Hajanaisen autoritaarisuuden ja politiikan koordinoinnin välillä: Kiinan tuulienergiamarkkinoiden luominen" Arkistoitu 25. kesäkuuta 2008, Wayback Machine , Energy Policy, Voi. 35, numero 7, kesäkuu 2007
  37. ↑ Kiinan laukkaavat tuulimarkkinat  (englanniksi)  (linkki ei ole käytettävissä) . Käyttöpäivä: 21. tammikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 6. maaliskuuta 2016.
  38. ↑ Intia lisää 6 000 MW tuulivoimaa vuoteen  2012 mennessä . Haettu 21. tammikuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 25. elokuuta 2011.
  39. ↑ Venezuela, Dominikaaninen tasavalta Step in Wind 9. syyskuuta 2010
  40. ↑ Euroopan tuulivoima kasvoi 7 % vuonna 2020 . kosatka.media . Haettu 5. tammikuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 25. tammikuuta 2021.
  41. ↑ American Wind Energy Association. Tuulienergian taloustiede
  42. ↑ 100 metriä . Haettu 9. elokuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 9. elokuuta 2021.
  43. ↑ RusHydro kehittää erilaisia ​​uusiutuvan energian alueita . Haettu 24. helmikuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 6. helmikuuta 2021.
  44. ↑ Tuulienergia ja villieläimet: Kolme C:tä
  45. ↑ Tuulienergia voisi vähentää CO2-päästöjä 10 miljardia tonnia vuoteen 2020 mennessä
  46. ↑ DWKeith, JFDeCarolis, DCDenkenberger, DHLenschow, SLMalyshev, S.Pacala, PJRasch. Laajamittaisen tuulivoiman vaikutus globaaliin ilmastoon  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  . - 2004. - Iss. 46 .
  47. ↑ Dr. Yang ( Missouri Western State University ). Käsitteellinen tutkimus tuulipuistojen negatiivisista vaikutuksista ympäristöön  //  The Technology Interface Journal. - 2009. - Iss. 1 .  (linkki ei saatavilla)
  48. ↑ Offshore-tuulipuistot voivat kesyttää hurrikaaneja, Stanfordin johtama tutkimus sanoo . Haettu 17. marraskuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 10. elokuuta 2014.
  49. ↑ https://web.archive.org/web/20071012073209/http://www.canwea.ca/images/uploads/File/CanWEA_Wind_Turbine_Sound_Study_-_Final.pdf
  50. ↑ Tuulienergia kylmissä ilmastoissa (linkki ei saatavilla) . Haettu 21. heinäkuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 19. elokuuta 2009. 
  51. ↑ Tuulienergian usein kysytyt kysymykset Arkistoitu alkuperäisestä 19. huhtikuuta 2006.
  52. ↑ Tuulienergia: myyttejä tosiasioita vastaan
  53. ↑ MEMBRANA | Maailman uutisia | Tuulivoimalat tappavat lepakoita ilman kosketusta . Haettu 31. elokuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 31. elokuuta 2008.
  54. ↑ Vanhentuneet tutkat haittaavat tuulivoiman kehitystä 06.9.2010 (pääsemätön linkki) . Haettu 7. syyskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 11. syyskuuta 2010. 

Kirjallisuus

Linkit