Шамал энергиясы, шамалдын күчү деп да белгилүү, шамалды иштетип, аны электр энергиясына айландыруучу каражат. Турбиналардын орточо шамал эффективдүүлүгү 35-45% арасында.
Шамал энергиясын өндүрүү
Шамал жердин атмосферасында жергиликтүү же аймактык жана глобалдык масштабдагы жердин температурасынын айырмачылыгынан улам пайда болот. Жылуу ысыганда, абанын басымы төмөн жерден көтөрүлөт; аба басымы жогору салкын аймактардан келген аба абанын басымын теңдештирүү үчүн жылыйт.
Шамал тегирмендери жана турбиналары абаны же шамалды бир жерден экинчи жерге жылдырып, аны электр энергиясына айландыруучу кинетикалык энергияны же "кыймыл энергиясын" колдонушат. Шамал турбиналары шамалдуу жерлерге орнотулат, ошондуктан шамал турбиналардын канаттарын жылдырат. Бул бычактар моторду айландырышат, ал эми тиштер электр энергиясын өндүрүү үчүн жетиштүү айланууну көбөйтөт. Турбиналардын ар кандай конструкциялары ар кандай шарттарга ылайыктуу.
Шамалдын эффективдүүлүгү жана шамалдын сыйымдуулугу фактору
Шамалдын эффективдүүлүгү шамалдын кубаттуулугу фактору менен бирдей эмес, бул адамдар энергияны үнөмдөө жөнүндө ойлогондо талкууланат. Wind Watch эки кубулуштун ортосундагы айырманы түшүндүрөт.
Шамалдын эффективдүүлүгү жана анын чеги
Шамалдын эффективдүүлүгү – шамалдын механикалык энергияга жана электр энергиясына айланган кинетикалык энергиянын көлөмү. Бетц Лимит тарабынан сүрөттөлгөн физика мыйзамдары максималдуу теориялык чек 59,6% деп айтылат. Шамалдын калган энергиясы бычактарды согуу үчүн керектелет. Бул чындыгында жакшы. Эгерде турбина 100% энергетикалык шамалды кармап калса, анда соккон шамал токтойт жана турбинанын канаттары бурулуп электр энергиясын өндүрө албайт.
Бирок азыркы учурда эч бир машинанын 59,6% кармалып калган кинетикалык энергиянын баарын шамалдан электр энергиясына айландыруу мүмкүн эмес. Генераторлордун жасалышы жана иштелип чыгышына байланыштуу чектөөлөр бар, алар акыры энергияга айланган энергиянын көлөмүн андан ары азайтат. Учурда орточо көрсөткүч жогоруда белгиленгендей 35-45%ды түзөт. Wind Watch боюнча эң жогорку көрсөткүч 50% жетиши мүмкүн. Австралиянын өкмөтүнүн документи (NSW) дагы 50% шамалдын максималдуу эффективдүүлүгүнө макул болот (3-бет).
Энергиянын эффективдүүлүгү шамалдын кубаттуулугу фактору сыяктуу көп өзгөрбөйт, ал жайгашкан жерге жана аба ырайынын шарттарына көз каранды.
Шамал сыйымдуулук фактору
Шамалдын кубаттуулугу фактору Green Tech Media маалыматы боюнча, бул генератор өндүргөн энергиянын көлөмү, эгерде ал ар дайым эң жогорку кубаттуулукта иштесе, эмне өндүрө алат. Шамалдын кубаттуулугу фактору бир жерден экинчи жерге жана жылдын ар кайсы мезгилдеринде, жада калса, ошол эле турбиналар менен өзгөрүп турат, анткени ал шамалдын ылдамдыгына, анын тыгыздыгына жана генератордун өлчөмүнө жараша шыпырылган аймакка жараша болот.. Шамалдын кубаттуулугу факторун идеалдуу шамал шарттары жылдын бүтүндөй же көбүрөөк бөлүгүндө басымдуулук кылган жерлерди тандоо менен оптималдаштырса болот. Андыктан электр энергиясын максималдуу чыгаруу үчүн шамалдын кубаттуулугу факторун жана ага таасир этүүчү шарттарды эске алуу маанилүү.
- Шамалдын ылдамдыгысаатына 30 милядан төмөн шамалдын күчү аз энергия өндүрөт. Ылдамдыктын кичинекей өсүшү да Open EIге ылайык өндүрүлгөн кубаттуулуктун олуттуу өсүшүнө алып келиши мүмкүн. Өндүрүлгөн электр энергиясы шамалдын ылдамдыгынын кубу болуп саналат. Wind EIS түшүндүрөт.
- Абанын тыгыздыгы тоолорго караганда муздак аймактарда жана деңиз деңгээлинде көбүрөөк. Ошентип, шамалдын тыгыздыгы жогору идеалдуу жерлер Open EI боюнча суук температурадагы деңиздер болуп саналат. Бул деңиз жээгиндеги шамалдын масштабдуу кеңейишинин бир себеби.
- Чоңураак жана бийик турбиналар жерден жогорураак шамалдан жана алардын канаттарынын кеңейишинен пайдалана алышат. Ошондуктан бул жерде экономикалык ойлор маанилүү болуп калат.
Жакшы технология менен кубаттуулук фактору тынымсыз көбөйүп турат. Green Tech Media маалыматына ылайык, 2014-жылы курулган шамал турбиналарынын кубаттуулугу 2004-2011-жылдары курулган турбиналар үчүн 31,2%га салыштырмалуу 41,2% га жеткен. Бирок шамалдын кубаттуулук факторуна технология гана эмес, шамалдын жеткиликтүүлүгү да таасир этет. Ошентип, 2015-жылы турбиналардын кубаттуулук коэффициенти "шамал кургакчылыктан" улам мурунку жылдардагы орточо көрсөткүчтөн төмөн болгон. Green Tech Media түшүндүрөт.
Башка кубат булактары менен салыштыруу
Шамалдын энергия эффективдүүлүгү көмүрдүн энергия эффективдүүлүгүнө караганда жакшыраак. Көмүрдөгү энергиянын 29-37%ы гана электр энергиясына айландырылат жана газдын эффективдүүлүгү шамалдын дээрлик 32-50%ы электр энергиясына айландырылат.
Бирок, кубаттуулук факторлору боюнча, 2016-жылы АКШнын энергетикалык маалымат башкармалыгынын (EIA) маалыматы боюнча, күйүүчү майлар шамалга караганда АКШда жакшыраак иштеген.
-
кайра жаралуучу энергия vs заводдор АКШдагы көмүр ишканалары кубаттуулугунун 52,7% менен иштеди.
- Газ станциялары үчүн кубаттуулук коэффициенти АКШда 56% түздү.
- Атомдук энергия казылып алынбаган отун үчүн EIA көрсөткүчтөрүнө ылайык, кубаттуулук коэффициенти 92,5% болгон.
- Гидроэнергетиканын кубаттуулугу 38% болду.
- Шамал энергиясынын кубаттуулук коэффициенти 34,7% түздү.
Энергиянын ар кандай булактарынан чыккан кубаттуулукту салыштырганда кубаттуулук факторун гана эмес, алардын энергия эффективдүүлүгүн да эске алуу жакшы. Мына ушундан улам шамалдан электр энергиясын өндүрүүнү көбөйтүп, алар келип чыккан булгануу көйгөйлөрүнөн улам кыйынчылыкка дуушар болгон казылып алынган отунга салыштырмалуу атаандаштыкка жөндөмдүү жана мүмкүн болот.
Үзгүлтүктөр шамалдын энергиясына таасирин тийгизет
Шамал энергиясы үзгүлтүккө учурайт, анткени шамал дайыма эле жеткиликтүү боло бербейт жана ар кандай ылдамдыкта согушу мүмкүн, башкача айтканда, энергия ыраатсыз деңгээлде өндүрүлөт. Энергиянын үзгүлтүккө учурашы - адамдар көзөмөлдөй албаган көптөгөн факторлордон улам энергия үзгүлтүксүз жеткиликсиз болгон көрүнүш. Ошондуктан сунушта ар кандай болот.
Үзгүлтүктөрдү чечүү
Шамал турбиналарынан электр энергиясын өндүрүү сааттан саатка, атүгүл секундага чейин өзгөрүп тургандыктан, энергия менен камсыз кылуучулар энергия менен камсыздоонун ырааттуу деңгээлин канааттандыруу жана кармап туруу үчүн көбүрөөк энергия запастарына ээ болушу керек деп түшүндүрөт америкалык окумуштуу. Үзгүлтүктүүлүк – бул жетишсиздикти гана эмес, ашыкча мезгилдерди да билдирет; бул дагы мүмкүн болгон чечимди камсыз кылат. Америкалык илимпоз шамал энергиясынын булактарынын саны көбөйгөн сайын аба ырайы менен шамалдын шарттарындагы жергиликтүү айырмачылык жетишсиздиктер менен ашыкчаларды тең салмактай турганын түшүндүрөт.
Жакшыртылган аба ырайын болжолдоо жана моделдөө шамалдын энергиясындагы кыска мөөнөттүү өзгөрүүлөргө да факторлорду аныктоону жеңилдетет. Шамал энергиясын өндүрүүдөгү суткалык же сезондук айырмачылыктар үчүн да булактардын аралашмасы зарыл.
Үзгүлтүккө карабастан, АКШ боюнча кеңири жайылган жаңы шамал станциялары, чынында эле, Clean Technica боюнча Техастагы экстремалдуу аба ырайы учурунда электр менен камсыздоону турукташтырууга жардам берди.
Баасы
2017-жылы The Independent шамалдан энергия өндүрүү казылып алынган отунга караганда арзан экенин жарыялаган. 2017-жылы бир мегаватт-саат (МВт/саат) өндүрүү үчүн 50 доллар сарпталды. Технологияны өркүндөтүү менен чыгымдар төмөндөө берет, бул аны кадимки булгоочу энергия булактарына караганда алда канча жагымдуу кылат. АКШ өкмөттүк стимулдарды берүү аркылуу бул кыймылды стимулдаштырууга, EIA боюнча 2016-жылы электр энергиясынын 6% камсыздаган шамал энергиясынын үлүшүн көбөйтүүгө үмүттөнөт.
Wind EIS белгилегендей, чыгымдардын 80% турбиналарды орнотууга кеткен капиталдык чыгымдар, ал эми 20% иштеп жатат. Бирок, күйүүчү майга эч кандай чыгым болбогондуктан жана анын бүткүл жашоо циклинде өндүрүлгөн энергияны эске алганда, шамал энергиясы атаандаштыкка жөндөмдүү.
Көмүртексиз энергия
Шамал энергиясы казылып алынган отун энергиясына эң натыйжалуу альтернативалардын бири. 2050-жылга карата азыркы учурда дүйнөдөгү энергиянын 99% колдонгон 139 өлкө 100% кайра жаралуучу энергияны колдонушу мүмкүн деп болжолдонууда. 2017-жылдагы Дүйнөлүк форумдун баяндамасына ылайык, шамал жана күн чогуу бул энергиянын 97% камсыздай алат. Бул глобалдык жылуулуктун 1,5 градустан төмөн көтөрүлүшүнө жардам берет. Тоонун боорундагы же жээктеги шамал станциясы болобу, шамал турбинасы технологиясы жаңыланбаган салттуу булактарга караганда колдонула турган электр энергиясын өндүрүүнүн кыйла натыйжалуу жолун сунуштайт.
