Největší větrné farmy: Největší větrné turbíny na světě — EcoTEK LLC

Tyto větrné farmy poskytují neustálý tok zelené energie pro místní ekonomický rozvoj. Myslím, že mnoho přátel mělo tyto pochybnosti: tento větrný mlýn se točí tak pomalu, kolik kilowatthodin dokáže vyrobit za otáčku?

Větrné turbíny se skládají ze základních součástí, jako jsou oběžná kola, gondoly a věže. Jeho princip výroby energie je velmi jednoduchý: jednotka využívá energii větru k otáčení oběžného kola větrného mlýna a přeměňuje větrnou energii na mechanickou energii a generátor přeměňuje mechanickou energii na elektrickou energii a poté je elektrická energie přenášena do větrné farmy. posilovací stanice přes kolektorové vedení a poté dodaná do elektrické sítě by se mohla stát čistou větrnou energií využívanou tisíci domácností.

Ale větrná farma se skládá z desítek nebo dokonce stovek větrných turbín. Jak funguje tolik větrných mlýnů?

Každý větrný mlýn je monitorován hlavní řídicí místností, „centrálním mozkem“ větrné farmy, a personál odpovědný za provoz větrných turbín je monitorován 24 hodin denně, aby bylo zajištěno, že větrné mlýny jsou bezpečné a v dobrém provozním stavu.

Nyní se vraťme k otázce položené na začátku, kolik elektřiny lze vyrobit otáčením dveří větrného mlýna?

Za normálních podmínek, pokud rychlost větru dosáhne 3 m/s (pocit vánku vanoucího do vaší tváře), může se větrný mlýn otáčet a vyrábět elektřinu.

Vezměte si například 1500kilowattovou ventilátorovou jednotku, jejíž lopatky jsou dlouhé asi 35 metrů (asi 12 pater). Jedno otočení větrné turbíny trvá asi 4-5 sekund (ale během této doby může špička lopatky dosáhnout více než 280 kilometrů za hodinu, což je srovnatelné s rychlostí vysokorychlostní železnice) a může vygenerovat asi 1,4 kilowatthodiny elektřiny. Za normálních podmínek plného výkonu může elektřinu vyrobenou za jeden den využít 15 domácností po dobu jednoho roku. Taková větrná turbína by mohla ročně snížit emise o 3,000 tun oxidu uhličitého, 15 tun oxidu siřičitého a 9 tun oxidu dusičitého.

Například větrná farma v západní hornaté oblasti Huangyan má celkovou plochu 1,6727 hektaru, na které je instalováno 28 větrných turbín s jednotkovou kapacitou 1500 kilowattů.
Znamená výroba větrné energie, že čím silnější vítr, tím lépe?

Podle zákona zachování energie platí, že čím vyšší je rychlost větru, tím více elektřiny bude poskytnuto, ale náš měnič větrné energie selže v důsledku nadměrné síly, když rychlost větru dosáhne určité hodnoty, a ve skutečnosti, výroba energie nezávisí na rychlosti otáčení kotouče.

Vzhledem k tomu, že sestava větrné turbíny má zařízení podobné například převodovce automobilu, pokud je převodovka nastavena na 1. rychlostní stupeň, i když se lopatky točí velmi rychle (ekvivalent sešlápnutí plynového pedálu), je stále poměrně obtížné je řídit. do generátorového zařízení přes převodovku. Stálá nízká rychlost (ekvivalent vozu, který ještě nejede rychle), u tohoto uspořádání hraje ochrannou roli i změna směru jízdy. V případě konstantní rychlosti kotouče se výkon kotouče bude zvyšovat s rostoucí silou působící na kotouč. Čím větší je lopatka ventilátoru, tím větší je výkon a odpovídající výroba elektřiny bude větší.

Pak zase nastal problém, vítr nebude poslušný, fouká jen jedním směrem?

Nebojte se, hlava větrné turbíny je integrována se senzorem a systémem stáčení. Jakmile větrná korouhvička a anemometr detekují změny směru a rychlosti větru, systém stáčení způsobí, že motor stáčení upraví polohu kokpitu tak, aby mohl být plynule vyrovnán se směrem větru. Využívejte větrnou energii s maximální účinností.

Větrná energie lze rozdělit na pevninskou a offshore.

Větrná energie se také dělí na větrnou energii na souši a větrnou energii na moři. Mount Budai v Huangyang, Mount Kuokang v Linhai a Donghaitan ve Wenlingu jsou větrné farmy na pevnině, zatímco větrná farma Dachen Island v Jiaojiang a větrná farma Kexiao v Yuhuangu jsou typické pobřežní větrné farmy.

Je mezi nimi velký rozdíl ve stavebních nákladech. Obecně lze říci, že náklady na výstavbu pobřežních větrných elektráren jsou dvakrát vyšší než u pobřežních větrných farem a náklady na provoz a údržbu jsou 2–4krát vyšší než u pobřežních větrných farem. Je to způsobeno především špatnými stavebními podmínkami na moři a vysokou stavební složitostí. Kromě toho se větrná energie na moři nachází daleko od pobřeží a nepříznivé mořské podmínky, jako jsou tajfuny a bouřkové vlny, budou mít také větší dopad na provoz a údržbu větrné energie.

Proč bychom měli pokračovat v rozvoji pobřežní větrné energie?

Moře je obrovské a má bohaté zdroje větrné energie. Větrná energie na moři má velký počet hodin využití, nezabírá půdu, nespotřebovává vodní zdroje a je vhodná pro rozsáhlou zástavbu. Účinnost výroby energie je obvykle o 20 až 40 procent vyšší než u větrné energie na pevnině. Jinými slovy, potenciál je „využit“. Větrná energie má velký potenciál dosáhnout vrcholu uhlíku.

Větrná energie je obnovitelný zdroj energie, který je velmi šetrný k životnímu prostředí. Zařízení na větrnou energii mají navíc menší dopad na ekologické prostředí. Přestože je počáteční investice ve srovnání s vodní a tepelnou energií vysoká, náklady na následnou údržbu a správu jsou extrémně nízké. V současnosti se jedná o jednu z metod výroby elektřiny s nejvyspělejší technologií, nejrozsáhlejším vývojem a podmínkami komerčního rozvoje v oblasti nové energetiky.

Vítr je však přerušovaný obnovitelný zdroj energie a jeho výkon se během krátké doby velmi mění, ale jeho výkon je po dlouhou dobu relativně stabilní. To znemožňuje, aby větrná energie zvyšovala nebo snižovala výrobu elektřiny na základě poptávky a nemůže být použita jako zdroj energie pro základní zatížení. Proto musí být větrná energie využívána ve spojení s jinými zdroji energie nebo akumulací, aby byla zajištěna stabilní dodávka energie. Vzhledem k tomu, že větrná energie v regionu roste, mohou být zapotřebí tradičnější zdroje energie, jako je tepelná energie a jaderná energie, jako záloha nebo pro modernizaci sítě.

K řešení těchto problémů však lze použít technologie energetického managementu, jako je dispečink různých obnovitelných zdrojů energie a elektráren s různým geografickým rozložením, import a export elektřiny do sousedních oblastí a skladování energie. Síťové společnosti proto v současnosti zkoumají, jak dosáhnout rozsáhlé spotřeby nové energie.

Rozvoj větrných elektráren a zvýšená poptávka po zelené energii po celém světě podněcuje vlastníky k posunu směrem k výstavbě velkých větrných elektráren. Někdy takové projekty dosahují skutečně obrovských rozměrů. Následují největší větrné elektrárny na světě, a to jak na souši, tak na moři.

1. Gansu Wind Farm (Gansu Wind Farm)

Čína. Pobřežní větrná farma s kapacitou 7 965 MW (plánované zvýšení na 20 000 MW).

Projekt větrné farmy Gansu (Jiuquan Wind Power Base) je skupina velkých větrných elektráren umístěných na západě provincie Gansu v Číně, na okraji pouště Gobi.

Projekt větrné farmy je jedním ze šesti národních megaprojektů větrných elektráren schválených čínskou vládou. Podle původního plánu se předpokládalo, že instalovaný výkon bude do roku 2020 asi 20 000 MW s odhadovanými náklady 17,5 miliardy dolarů. Od roku 2022 je instalovaný výkon větrné farmy něco málo přes 10 GW, ale skutečná využívaná kapacita je 7 965 MW.

Nízké využití větrných elektráren je způsobeno následujícími faktory:

• větrná elektrárna se nachází daleko od velkých spotřebitelů elektrické energie;
• náklady na elektřinu z větrných elektráren jsou vyšší než cena elektřiny z místních uhelných tepelných elektráren;
• nedostatek infrastruktury a elektrických vedení, které by umožnily přenos elektřiny k velkým spotřebitelům.

Čínská národní energetická statistika například odhaduje, že v roce 2015 nebyla větrná farma Gansu využívána 39 % času, přestože měla dostatek větru k provozu. Za účelem zlepšení účinnosti větrných elektráren byla přijata řada technických řešení:

• byl zaveden „koordinovaný systém řízení větrné energie“. k regulaci výkonu větrné elektrárny. To umožnilo vyrobit o 1 GWh elektřiny denně více než dříve a výrazně zvýšilo stabilitu systému;
• Bylo zprovozněno stejnosměrné elektrické vedení Jiuquan-Hunan o délce 2383 km, propojení větrné farmy s elektrickou sítí provincie Hunan, což umožňuje zvýšit využití vyrobené elektřiny.

2. Větrná farma Hornsea

Spojené království. Offshore větrná farma s výkonem 2604 6 MW (plánované zvýšení na 000 XNUMX MW).

Od dubna 2023 je Hornsey Wind Farm největší pobřežní větrná farma na světě. Větrná farma se nachází v Severním moři u pobřeží Yorkshire ve Velké Británii.

Větrná farma Hornsea se skládá ze čtyř velkých větrných farem:

• Hornsea Project One (zprovozněn). Byla to první pobřežní větrná farma na světě, která překročila 1 GW instalovaného výkonu. Větrná farma zabírá 407 kilometrů čtverečních a skládá se ze 174 turbín Siemens Gamesa SWT-7.0-154 s jednotkovým instalovaným výkonem 7 MW. Celkový instalovaný výkon je 1 218 MW;
• Hornsea Project Two (zprovozněn). Stanice se nachází přibližně 89 km od pobřeží Yorkshire a pokrývá plochu 462 kilometrů čtverečních. Větrná farma se skládá ze 165 DD turbín Siemens Gamesa 8.0-167 o jmenovitém výkonu 8000 kW. Průměr rotoru je 167 m;
• Hornsea Project Three (probíhající vývoj projektu). Plánovaná kapacita větrné farmy bude 2,4 GW na ploše cca 696 kilometrů čtverečních. Předpokládané datum dokončení je 2025;
• Hornsea Project Four (probíhají schválení návrhu). V tuto chvíli nejsou k dispozici žádné technické informace o kapacitě budoucího větrného parku. Podle údajů uvedených na webu majitele větrné elektrárny prochází projekt schvalováním a získáváním povolení k projekčním pracím.

3. Markbygden Wind Farm

Švédsko. Pobřežní větrná farma o výkonu 2007 MW (plánovaný nárůst na 4 000 MW).

Markbygden Wind Farm je síť vzájemně propojených pobřežních větrných farem v oblasti Markbygden západně od Piteå v severním Švédsku.

Projekt větrné farmy je rozdělen do tří hlavních fází a dvou pilotních projektů, které zahrnují:

Pokud bude dokončena, stane se větrná farma Markbygden jednou z největších na světě. Větrný park se bude skládat z 1 větrných turbín (tento počet byl schválen ve fázi přípravy projektu). Konečné náklady projektu se odhadují na 101 miliardy amerických dolarů. Zabraná plocha větrné farmy bude asi 6,9 kilometrů čtverečních a ročně vyrobí až 450 TWh elektřiny.

4. Alta Wind Energy Center (WPP Alta Wind Energy Center)

USA. Pobřežní větrná farma s výkonem 1 548 MW (plánovaný nárůst na 3 000 MW).

Centrum větrné energie Alta (AWEC), známé také jako Mohavská větrná farma, je třetím největším projektem větrné energie na pevnině na světě. Větrná farma má instalovaný výkon 1548 3 MW (s plánovaným zvýšením na 000 XNUMX MW) a je největší větrnou elektrárnou v USA.

Centrum větrné energie Alta se nachází v pohoří Tehachapi v okrese Kern v Kalifornii. Větrná farma se nachází jen dvě míle od Tehachapi Wind Resource Area (WRA), která se skládá z větrných farem postavených v 1970. a 1980. letech XNUMX. století.

Projekt větrné farmy Mojave zahrnuje instalaci až 600 větrných turbín. V současné době se větrná farma skládá z 11 velkých větrných farem, které jsou sloučeny do jednoho výrobního zařízení.

5. Větrná farma Muppandal

Indie. Pobřežní větrná farma o výkonu 1 500 MW.

Větrná farma Muppandal je největší funkční pobřežní větrná farma v Indii. Tento projekt se nachází v okrese Kanyakumari, Tamil Nadu.

Projekt začal v roce 1986. Dnes je součástí větrné elektrárny asi 3000 větrných turbín o jednotkovém výkonu 200 kW až 1650 kW. Větrná farma zahrnuje různé typy turbín a výrobců, jako jsou Enercon, NEG Micon, Suzlon a Vestas, protože větrná farma nemá jediného vlastníka a turbíny jsou ve vlastnictví jak velkých finančních společností, tak místních farmářů.

Vzhledem k tomu, že větrná elektrárna funguje již 4 desetiletí, některým turbínám již skončila záruční životnost a vyžadují restaurátorské práce nebo výměnu. Místní zemědělci, kteří část turbín vlastní, však na provedení prací nemají finanční prostředky. Použití zastaralých modelů větrných turbín zároveň neumožňuje maximální využití větrných zdrojů dané oblasti. Podle studií provedených na této stanici je u zastaralých turbín faktor využití instalovaného výkonu nižší než 20 %, zatímco u nových modelů větrných turbín dosahuje kapacitní faktor 45 %. Městské úřady proto v současné době vyvíjejí mechanismy pro rekonstrukci větrné elektrárny s přihlédnutím k zájmům zainteresovaných stran.