energia eoliană Windy, știință și viață

energia eoliană Windy

Doctor în fizică și Științe Matematice Alexander Solovyov, Kirill Degtyarev (Laboratorul de Cercetare a Energiei Regenerabile, Facultatea de Geografie, Universitatea de Stat din Moscova. M. V. Lomonosova).

Vantul este o surse de energie regenerabile sau alternative. Avantajele sale sunt evidente: bate vantul, întotdeauna și peste tot, nu este necesar să se „obține.“ General rezervele de energie eoliană din lume sunt estimate la 170 de miliarde de kWh, sau 170 de mii. Terawatt-oră (TWh) pe an, care este de opt ori mai mare decât consumul de curent de energie la nivel mondial. Asta este, teoretic, toate de energie electrică din lume ar putea fi realizată numai în detrimentul energiei eoliene. Și dacă ne amintim că utilizarea sa nu poluează atmosfera, hidrosfera și sol, această sursă de energie și totul pare perfect. Dar, din păcate, totul are un dezavantaj, iar energia eoliană nu este o excepție.

Foto Igorya Konstantinova.

fermă eoliană industriale, construită în 1931, în Crimeea, este proiectat la TsAGI și a fost la acel moment cea mai mare din lume - puterea sa este de 100 kW. În timpul al doilea război mondial a fost distrus.

Ratele de creștere a capacității de energie eoliană instalate.

Creșterea capacității de energie eoliană instalată în regiunile cheie. Sursa: Consiliul Global pentru Energie eoliană.

Înălțimea unor turbine eoliene, în sute de metri. În fotografie: instalarea unei turbine eoliene de fermă Bear Mountain (Bear Mountain) în provincia British Columbia din Canada. O astfel de turbine eoliene furnizează energie electrică la 300 gospodării.

parc eolian offshore in apropiere de Copenhaga, Danemarca. Plasarea turbinelor eoliene în mare - o soluție bună la problema lipsei de spațiu pentru construirea energiei eoliene puternice. Mai mult decât atât, datorită turbinelor eoliene briza marii operează 97% din timp.

energia eoliană - are o istorie lungă: modul în care morile de vânt și navele care navighează vechi? Da, și am început să construiască o fermă eoliană de la începutul secolului trecut. Trebuie remarcat faptul că unul dintre liderii în acest domeniu în 1930-1950 ani a fost Uniunea Sovietică. Înapoi în 1931, în Crimeea, în apropierea Balaklava, a fost comandat centrală electrică eoliană, care a funcționat până în 1941. În timpul bătăliei pentru Sevastopol a fost complet distrus. O structură de susținere a unei turbine eoliene (catarg), proiectat de Vladimira Grigorevicha Shuhova. turbinei eoliene cu diametrul roților de 30 m și generatorul a fost de 100 kW la momentul cel mai puternic din lume. Generatoare eoliene din Danemarca și Germania, la acel moment a avut un diametru roată până la 24 m, iar grosimea lor nu depășește 50-70 kW.

În 1950-1955, 9.000 de turbine eoliene produse într-un an, în Uniunea Sovietică. În timpul dezvoltării terenurilor virgine din Kazahstan mnogoagregatnaya centrală prima eoliană a fost construit, funcționează în tandem cu motorul diesel, cu o capacitate totală de 400 kW, care a devenit prototipul fermelor moderne europene eoliene și sisteme de „vânt-diesel.“ Un fapt interesant este în trilogia autobiografică Chukchi scriitor Yuri Rytkheu „timp topirea zăpezilor.“ În tabăra lui natală Ulak luminile electrice au apărut în anii 1930 cu întârziere datorită turbinei eoliene, care oferă energie electrică și o stație polară din apropiere.

Cu toate acestea, dezvoltarea activă a energiei eoliene din lume, a început abia în anii '70 ai secolului trecut. Premisele pentru aceasta devin probleme de mediu agravate (poluarea atmosferică datorită activității centralelor termice, ploi acide etc.), combinate cu creșterea prețurilor la petrol și dorința de a slăbi dependența țărilor occidentale de livrările de hidrocarburi din țările Uniunii Sovietice și din lumea a treia. Criza petrolului din 1973-1974 a dat un impuls suplimentar de energie eoliană și a adus problema dezvoltării sale în nivel public și politic.

Astfel de cereri de turbine eoliene au fost auzite, de exemplu, în Țările de Jos, în cazul în care parcul eolian, opinia publică, a încălcat imaginea tradițională a teritoriului, precum și de a plasa mii de turbine într-o țară cu o densitate mare a populației, potrivit criticilor, nu există nici un loc.

De atunci, capacitatea totală instalată de energie eoliană din lume, a crescut de la 60-75 de ori. Au existat construcție enorme ridicat la o înălțime de câteva sute de metri. Puterea de turbine eoliene individuale de până la câteva megawați, comparabile cu fermele eoliene gigawat cu un obiect mare de energie „tradiționale“ - energie termică, nucleară și hidro.

Bine, deci nu ieftin

fermele eoliene este în mod clar în spatele a rămas în centralele electrice nucleare și centrala hidroelectrică asupra ratei de utilizare a capacității instalate. În cazul în care este de 84% nucleare, pentru CHE - 42%, pentru fermele eoliene - doar 20%, datorită naturii sursei de energie: vântul bate cu destulă forță nu este întotdeauna. Adică, energia eoliană este de 2-4 ori mai puțin productivă decât tipurile convenționale de centrale electrice, și acestea trebuie să fie construite în 2-4 ori mai mult pentru a produce aceeași cantitate de energie electrică. Acest spațiu suplimentar și materiale, și, prin urmare, o mai mare a daunelor aduse mediului (ceea ce el sau ouatului), în ceea ce privește kilowați de energie electrică produsă.

Potrivit Asociației Române a Industriei Wind Power (RVCA), consumul de metal al turbinei eoliene moderne de 3 MW până la 350 de tone. În cazul în care TPP în 1 GW necesită spațiu de câteva hectare, o fermă eoliană de aceeași capacitate trebuie să ia pentru mii de hectare. Și în timp ce pe teritoriul unei ferme eoliene poate fi realizată, precum și alte activități economice, și chiar de a trăi, introduceți relațiile de proprietate în loc - cer o răscumpărare sau o bucată mare de chirie teren.

Costul de prim-1 kW de energie electrică produsă de energia eoliană, de asemenea, în realitate, nu este zero. Experiența europeană arată că costurile de exploatare totale 0.6-1 euro cent pe 1 kWh, și pentru mașini în funcțiune pentru mai mult de 10 de ani, creșterea costurilor la 1,5-2 cenți pentru 1 kWh. Prin urmare, această 24-40 și 60-80 de cenți pe 1 kWh. Pentru comparație, costul de producție de 1 kWh de energia hidro și nucleară - de câțiva cenți pe TPS - nivelul actual al prețurilor la hidrocarburi - aproximativ 1 rublă / kWh ..

Deci, ce putem spune despre „durabilitatea“ a anumitor surse de energie trebuie să spun cu un grad ridicat de condiționalitate. După stabilirea de centrale electrice, care utilizează aceste surse trebuie să petreacă materiale non-regenerabile (cum ar fi metalele), extracția și prelucrarea, care nu este întotdeauna perfectă ecologic.

În ceea ce privește dezvoltarea pe scară largă a energiei eoliene, este îngreunată în primul rând, datorită conținutului ridicat de metal menționat mai sus, complexitatea structurilor morile de vânt în zone mari de cerere, productivitate scăzută și lipsa de stabilitate. În plus, sub amenințarea se poate dovedi astfel de stimulente pentru energia eoliană, ca epuizarea rezervelor de hidrocarburi și a încălzirii climatice antropogene. Există o mulțime de date care rezervele de hidrocarburi sunt mari, iar rolul oamenilor în domeniul schimbărilor climatice la nivel mondial, precum și schimbările climatice în sine - întrebări de discuție.

Cu toate acestea, vântul, precum și alte surse alternative de energie regenerabilă rămâne relativ promițătoare. Cu toate acestea, experții estimează că, în următoarele decenii, „vioara intai“ in energia alternativa la nivel mondial va începe să joace o energie eoliană și solară nu. Avantajele energiei solare sunt clare - este pe termen lung, sunt un consum mai compact și mai puțin material al sistemului, și soarele - o sursă relativ stabilă și previzibilă a energiei.

Windmills - pe ecologie?

Ecologistii sunt plasarea o mulțime de plângeri cu privire la industria energiei eoliene. Acesta este creat atunci când zgomotul lamei, infrasunete și vibrații fluctuațiile au avut un efect negativ asupra oamenilor, animalelor și echipamente. Morile de vânt nu încalcă doar obișnuite, vederi încântătoare ale ochilor, lame uriașe rotative afectează psihicul uman. În zona fermelor eoliene nu mai sunt deconteze animale și păsări. Există riscuri asociate cu separarea lamelor și a altor accidente în ferme eoliene de mari dimensiuni. În plus, atunci când se utilizează o multitudine de turbine eoliene pe suprafețe mari pot scădea puterea locală și schimbarea configurației vântului. O problemă suplimentară creează necesitatea eliminării a lamelor, care și-au epuizat resursele.

Care dintre aceste dezavantaje și riscuri sunt imaginare și unele reale, spune douăzeci ani de experiență a energiei eoliene în Europa dens populate. Deci, nu confirmă temerile asociate cu infrasunete și lame de lucru - vorbesc despre ea a efectuat evaluarea nivelurilor de zgomot și a mortalității păsărilor, care arată că zgomotul la o distanță de 350 de metri de parcul eolian este doar cu puțin mai mare decât fundalul. Un număr de păsări ucise prin coliziune cu turbinele eoliene în trei ani și jumătate de mii de ori mai mică decât, de exemplu, de la o întâlnire cu pisicile.

Desigur, aceste estimări există o nuanță: o mulțime depinde de numărul de ferme eoliene. Cu valoarea actuală a prejudiciului este într-adevăr minim, dar ce se întâmplă în cazul în care turbinele eoliene vor fi mult mai mult?

În plus, atunci când se evaluează numărul de păsări moarte ar trebui să fie luate în considerare, pe ce fel de întrebare. Pisicile pradă pe cântătoare și în coliziuni cu energie eoliană la altitudini suficient de mari pot fi ucise mai multe specii rare și valoroase de păsări. Noi nu ar trebui să ignore încălcarea Flyway.

În momentul de față, există două căi principale de lame de reciclare realizate din fibra de sticla mecanice si termice. Prima metodă implică granule de măcinare mecanică și fibrele care constituie lama material compozit, care este apoi utilizat ca materie primă pentru fabricarea de produse de grad scăzut. Cu toate acestea, în cele mai multe cazuri se dezvolta turbina de resurse este tratat termic, adică ars. Acest lucru este în mod clar o „antiekologichny“ metoda de eliminare, care este toate arată mai absurde la fundalul declarațiilor cu privire la puterea vântului „curat“. greutate cenușă Astfel arse (proporția resturilor anorganice necombustibile din greutatea totală a materialului) de aproximativ 60%, iar cenușa rezultată necesită eliminare.

Experții MUCTR. D. I. Mendeleeva cred că pentru lame de prelucrare a pirolizei mai promițătoare (încălzire fără acces de oxigen la 500 ° C). Substanța obținută (pyrolysate) pot fi utilizate pentru producerea de spumă de sticlă și bloc de sticlă, iar gazul de piroliză produs în timpul arderii pentru a produce electricitate.

În prezent, capacitatea totală instalată a energiei eoliene în România nu depășește câteva zeci de megawați, în timp ce proporția din producția totală de energie eoliană este neglijabilă. În același timp, a implementat mai multe proiecte majore, în primul rând în regiunile de stepă din sud și zonele de coastă. Probabil, situația energiei eoliene se poate schimba în mod semnificativ în următorii ani.

spații mari, o densitate relativ scăzută a populației și a agenților economici reduce semnificativ riscurile de mediu ale parcul eolian de lucru în România, comparativ cu țările europene. În același timp, pe distanțe lungi și infrastructura de transport slab dezvoltată împiedică dezvoltarea energiei eoliene și de a crea dificultăți suplimentare în întreținerea turbinelor eoliene și de parcuri eoliene.

Nu poate fi actualizat că țara are cel mai mare potențial de energie eoliană din lume - aproximativ 40 miliarde kWh de electricitate pe an. Acest lucru înseamnă că funcționarea morile de vânt mari și mici în special în spațiile vaste ale românului ar putea fi eficiente. Zonele de Nord din România, în special Golful Ob, Peninsula Kola, cea mai mare parte a benzii de coastă din Orientul Îndepărtat, sunt printre zonele cele mai de vant din clasamentul mondial. Viteza medie anuală a vântului la înălțimi de 50-100 m, ceea ce a făcut generatoare eoliene moderne, este de 11-12 m / s, care este de două ori așa-numitul prag economic al vântului asociat cu randamentul WEC.

* Costurile suplimentare directe și indirecte, care trebuie să le suporte statul, alte entități de afaceri, oamenii din cauza activităților întreprinderii, cum ar fi purificarea apei și tratarea aerului etc. Desigur, aceste calcule sunt puțin probabil să fie foarte precise, și există loc pentru speculații într-o direcție sau alta.