Приложения для использования энергии ветра (фото от SCA Svenska Cellulosa Aktiebolaget)
рынки
Рынки энергии ветра можно классифицировать на основе применения технологии конечного использования. Проекты ветровой энергии являются общими для приложений вне сети.
Однако наибольший рыночный потенциал для проектов в области ветроэнергетики - это приложения с сеткой (или с сеткой).
Внесегментные приложения
Исторически сложилось так, что энергия ветра была наиболее конкурентоспособной в отдаленных местах, вдали от электрической сети и требовала относительно небольших количеств мощности, как правило, менее 10 кВт.
В этих приложениях вне сети энергия ветра обычно используется при зарядке батарей, которые хранят энергию, потребляемую ветряными турбинами, и обеспечивает потребителя электрической энергией по требованию, как показано на рисунке 1.
Накачка воды, где вода, а не энергия, может храниться для будущего использования, также является ключевым историческим применением энергии ветра. Ключевой конкурентной областью для ветроэнергетики в отдаленных внесетевых энергетических применениях является отказ от электросети, первичных (одноразовых) батарей, дизельных, газовых и термоэлектрических генераторов.
Энергия ветра также конкурентоспособна в приложениях для закачки воды.
Сетевые приложения
В сетевых сетях ветроэнергетическая система подает электрическую энергию непосредственно в электрическую сетку.
Можно различать два типа приложений на сетке.
- Изолированная электрическая генерация электроэнергии с мощностью генерации ветряных турбин обычно составляет от примерно 10 кВт до 200 кВт.
- Выработка электроэнергии в центральных сетях с мощностью генерации ветровых турбин, как правило, в диапазоне от примерно 200 кВт до 2 МВт.
Рисунок 1 - Ветряная турбина мощностью 10 кВт в Мексике. Фото Кредит Чарльз Ньюкомбер / NREL Pix
Изолированная сетки
Изолированные решетки распространены в отдаленных районах. Производство электроэнергии часто относительно дорого из-за высокой стоимости транспортировки дизельного топлива на эти изолированные участки. Однако, если на участке есть хорошие местные ветры, может быть установлен небольшой проект по ветроэнергетике, чтобы помочь обеспечить часть потребностей в электроэнергии.
Эти проекты в области ветровой энергии обычно называются гибридными системами с ветровым дизелем.
Основная роль ветроэнергетической системы заключается в сокращении потребления дизельного топлива. Гибридная система с ветровым дизелем показана на рисунке 2.
Рисунок 2 - Ветряная турбина с изолированной сеткой мощностью 50 кВт в Арктике. Фото-кредит Филу Оуэнсу / Nunavut Power Corp.
Центральноазиаты сетки
Центрально-сетевые приложения для ветроэнергетических проектов становятся все более распространенными.
В относительно ветреных районах более крупные ветровые турбины объединяются вместе, чтобы создать ветряную ферму с мощностями в диапазоне с несколькими мегаваттами. Земля в ветряной ферме обычно используется для других целей, таких как сельское хозяйство или лесное хозяйство.
Другим общим подходом к разработке проекта ветроэнергетики является установка одной или нескольких ветровых турбин более крупного масштаба отдельными лицами, предприятиями или кооперативами.
Воздух, как показано на рисунке 3, состоит из ряда ветровых турбин (которые часто устанавливаются рядами перпендикулярно направлению ветра), подъездных дорог, электрических соединений и подстанции, системы контроля и управления и здания для обслуживания более крупные фермы.
Разработка проекта по ветроэнергетике включает в себя определение ресурса ветра, приобретение всех разрешений и разрешений, проектирование и спецификацию гражданской, электрической и механической инфраструктуры, расположение ветровых турбин, приобретение оборудования, строительство и ввод в эксплуатацию установки.
Строительство включает в себя следующее:
- Подготовка сайта,
- Сортировка дорог,
- Строительство фундаментов турбины,
- Установка электрических сборочных линий и трансформаторов,
- Установка турбин и
- Строительство подстанции и здания.
Рисунок 3 - Компоненты ветряной фермы в Соединенных Штатах. Фото Кредит Уоррену Гретцу / NREL Pix
Оценка и одобрение ветровых ресурсов для ветряной мельницы часто являются самыми продолжительными мероприятиями по разработке проекта по ветроэнергетике. Это может занять до 4 лет в случае большой ветряной мельницы, требующей всестороннего изучения воздействия на окружающую среду.
Сама конструкция обычно может быть завершена в течение одного года.
Точное определение ресурсов ветра на данном участке является одним из наиболее важных аспектов развития проекта по ветроэнергетике, поскольку доступный ресурс ветра на площадке проекта может значительно повлиять на стоимость производства энергии ветра.
В случае, когда предварительное технико-экономическое обоснование указывает, что предлагаемый проект ветроэнергетики может быть финансово жизнеспособным, обычно рекомендуется, чтобы разработчик проекта проводил по меньшей мере целый год измерений ветра в точном месте, где проект ветроэнергетики быть установленным.
На рисунке 4 показана установка метеорологической мачты высотой 40 м в Центре энергетических технологий CANMET - Varennes в Канаде.
Рисунок 4 - Установка метеорологической мачты 40 м. Фото-кредит для GPCo Inc.
Для очень мелкомасштабных проектов (например, зарядка вне сети электросети и перекачивание воды) стоимость мониторинга ветра может фактически быть выше, чем затраты на покупку и установку небольшой ветровой турбины.
В этом случае подробная оценка ресурсов ветра, как правило, не будет завершена.
Наука в городе: Altamont Wind Farms (ВИДЕО)
Юго-восток от Сан-Франциско, по пути в Центральную долину Калифорнии, тысячи ветровых турбин усеивают пейзаж перевала Алтамонт. Устанавливаемые как рядами, так и индивидуально, машины с большими пропеллерами захватывают ветер, крутясь на разных скоростях.
Узнайте, как энергия ветра генерируется и хранится для использования в этой самой необычной области, и ее влияние на живые существа как вблизи, так и далеко.
Не могу посмотреть это видео? Нажмите здесь, чтобы посмотреть его на Youtube.
Ресурс: ЧИСТЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЕКТА: RETSCREEN ENGINEERING & CASES TEXTBOOK - Технологический центр Canmet Energy Technology