Germania construiește cel mai înalt parc eolian din lume

Parcurile eoliene din Germania și popularitatea lor.

Cine, dacă nu nemții atenți și harnici, știe multe despre tehnologiile moderne? În Germania iau naștere mașinile de cea mai înaltă calitate și cele mai fiabile. Și guvernul este serios îngrijorat de costurile financiare ale cetățenilor săi. Așadar, în 2018, Germania a ocupat locul 3 (după Statele Unite ale Americii și China) la producerea de energie electrică folosind... eolian! Germanii promovează de ani de zile ideea de a folosi morile de vânt pentru a genera energie electrică. Mici și mari, înalte și joase, sunt amplasate în toată țara și permit statului să renunțe la construcția unor centrale electrice mai dăunătoare și periculoase.

Cifre și detalii

În nordul Germaniei a fost instalată o întreagă vale de parcuri eoliene, care se vede pe mulți kilometri. Turbinele eoliene gigantice sunt ecologice și eficiente, necesită întreținere redusă și sunt considerate pe bună dreptate sursa de energie a viitorului. Puterea echipamentului depinde direct de înălțimea acestuia! Cu cât turbina este mai înaltă, cu atât produce mai multă energie electrică. De aceea, dezvoltatorii nu se opresc aici: o nouă turbină eoliană cu o înălțime maximă de până la 247 de metri a fost instalată recent în orășelul Heidorf! Pe lângă turbina principală, centrala are încă 3 altele, fiecare cu 152 de metri înălțime. Împreună, puterea lor este suficientă pentru a furniza energie electrică la o mie de case.

Noul design include, de asemenea, tehnologie inovatoare de stocare a energiei electrice. Nemții practici și inteligenți folosesc rezervoare încăpătoare cu apă curată, care împiedică scăderea puterii în absența vremii vântului. Tehnologia viitorului este considerată incredibil de promițătoare, așa că multe țări încearcă să urmeze exemplul Germaniei. Cu toate acestea, este puțin probabil ca această țară să fie depășită... Până în prezent, capacitatea tuturor turbinelor eoliene instalate depășește 56 GW, ceea ce reprezintă mai mult de 15% din ponderea totală a energiei eoliene de pe planetă. Peste 17.000 de mori de vânt pot fi numărate în toată Germania, iar producția lor a fost de mult pusă pe transportor.

Este viitorul în puterea vântului?

Pentru prima dată, guvernul german s-a gândit la instalarea de parcuri eoliene după teribilul dezastru care a avut loc la Cernobîl în 1986.Distrugerea unei centrale nucleare gigant, care a avut consecințe teribile, i-a făcut pe mulți lideri ai statelor lumii să se gândească la schimbările din industria energiei electrice. Astăzi, mai mult de 7% din energia electrică din Germania este generată de generatoare electrice.

Liderii țării dezvoltă, de asemenea, în mod activ industria energetică offshore. Prima turbină eoliană, situată în mare, a apărut în mâinile germanilor în urmă cu 12 ani. Astăzi, în Marea Baltică funcționează un parc eolian comercial cu drepturi depline, iar în viitorul apropiat este planificată deschiderea a încă două parcuri eoliene în Marea Nordului.

Cu toate acestea, nu totul este atât de simplu pe cât pare la prima vedere. Chiar și o astfel de metodă ecologică de generare a energiei electrice are adversari înfocați. Printre argumentele lor principale se numără costul ridicat al unor astfel de structuri, care afectează negativ bugetul de stat. Și, de asemenea, aspectul lor inestetic. Da, da, ai auzit bine! Unii oameni cred că turbinele eoliene instalate îi împiedică să se bucure de frumusețea pitorească a naturii, ceea ce, în opinia lor, este mult mai rău decât otrăvirea acestei ecologie cu surse convenționale de electricitate. Mai există un argument din partea „nedoritorilor” parcurilor eoliene! Zumzetul lor zgomotos interferează cu viața liniștită a oamenilor ale căror case sunt situate în imediata apropiere a gropilor de gunoi.

Oricum ar fi, este imposibil de contestat popularitatea parcurilor eoliene din Germania și tendința de creștere a numărului acestora. Guvernul se îndreaptă cu încredere în direcția dată, plănuind să dezvolte atât energia eoliană convențională, cât și cea offshore.

De asemenea interesant:

Cel mai puternic parc eolian

Crearea unei mici centrale electrice este neprofitabilă.Există o regulă clară în această industrie - este profitabil fie să ai o moară de vânt privată pentru a deservi o casă, o fermă, un mic sat, fie să construiești o centrală mare de importanță regională, care funcționează la nivelul sistemului energetic al țării. . Prin urmare, în lume se creează constant stații din ce în ce mai puternice, care generează o cantitate mare de energie electrică.

Cel mai mare parc eolian din lume, care generează aproape 7,9 GW de energie pe an, este Gansu din China. Nevoile energetice a aproape două miliarde de China sunt enorme, ceea ce obligă la construirea de stații mari. Până în 2020, este planificată să atingă o capacitate de 20 GW.

În 2011, a intrat în funcțiune uzina Muppandal din India, cu o capacitate instalată de 1,5 GW.

A treia cea mai mare fabrică, cu o capacitate de producție de 1.064 GW pe an, este parcul eolian indian Jaisalmer, care funcționează din 2001. Inițial, puterea stației a fost mai mică, dar, după o serie de upgrade-uri, a ajuns la valoarea de astăzi. Astfel de parametri se apropie deja de indicatorii unei centrale hidroelectrice medii. Volumele realizate de producție de energie electrică încep să scoată energia eoliană din categoria celor minore în direcțiile principale ale industriei energetice, creând perspective și oportunități largi.

Luptă cu morile de vânt

Mai este o problemă - opoziția ecologiștilor. Deși majoritatea organizațiilor de mediu sunt în favoarea energiei eoliene, există și cei care sunt împotriva acesteia. Ei nu doresc ca parcuri eoliene să fie construite pe terenuri federale și în zone cu natură curată. Fermele eoliene se opun adesea locuitorilor locali, cărora nu le place că turbinele eoliene strica vederea, iar palele lor scot un sunet neplăcut.

Mitinguri împotriva parcurilor eoliene

Astăzi, în Germania există peste 200 de inițiative civile care protestează împotriva construcției de turbine eoliene. Ei susțin că guvernul și preocupările energetice încearcă să transforme energia tradițională la prețuri accesibile în energie „verde” costisitoare.

„Sunt afaceri ca de obicei. Construcția de parcuri eoliene și producția de turbine eoliene consumă multă energie. Înlocuirea vechilor turbine eoliene cu altele noi, întreținerea și eliminarea acestora, precum și subvențiile guvernamentale sunt costisitoare pentru contribuabili. Mesajul de reducere a emisiilor de CO2 nu este convingător”, susțin activiștii împotriva fermelor eoliene.

Planifică creșterea capacității turbinelor eoliene

În ciuda progresului și a cunoștințelor dobândite de-a lungul a peste trei decenii, industria eoliană ca industrie face încă primii pași. Cota sa astăzi este de aproximativ 16% din energia totală produsă în Germania. Cu toate acestea, ponderea energiei eoliene va crește cu siguranță pe măsură ce guvernele și publicul se îndreaptă către energie electrică fără carbon. Noile programe de cercetare vizează dezvoltarea tehnologiilor, optimizarea exploatării și producției, creșterea flexibilității sistemului energetic și reducerea costurilor.

Acest lucru este interesant: fizicienii din Rusia au îmbunătățit eficiența panourilor solare cu 20%

Opinie publica

Informații despre energia eoliană în Germania 2016: producția de energie electrică, dezvoltarea, investițiile, capacitatea, ocuparea forței de muncă și opinia publică.

Din 2008, energia eoliană s-a bucurat de o foarte mare acceptare în societate.

În Germania, sute de mii de oameni au investit în parcuri eoliene civile din toată țara, iar mii de IMM-uri fac afaceri de succes în noul sector, care a angajat 142.900 de oameni în 2015 și a produs 12,3% din energia electrică a Germaniei în 2016. .

Recent, însă, a existat o creștere a rezistenței locale la expansiunea energiei eoliene în Germania datorită impactului acestuia asupra peisajului, cazurilor de defrișare pentru construcția de turbine eoliene, emisiei de zgomot de joasă frecvență și impactului negativ asupra vieții sălbatice, cum ar fi ca păsări de pradă și lilieci.

Sprijin guvernamental

Din 2011, guvernul federal german lucrează la un nou plan de creștere a comercializării energiei regenerabile, cu un accent deosebit pe parcurile eoliene offshore.

În 2016, Germania a decis să înlocuiască tarifele de alimentare cu licitații din 2017, invocând natura matură a pieței energiei eoliene, care este cel mai bine deservită în acest mod.

tranziția energetică

Politica „Energiewende” din 2010 a fost adoptată de guvernul federal german și a condus la o extindere uriașă a utilizării energiei regenerabile, în special a energiei eoliene. Ponderea energiei regenerabile în Germania a crescut de la aproximativ 5% în 1999 la 17% în 2010, apropiindu-se de media OCDE de 18%. Producătorilor li se garantează un tarif fix de alimentare pe 20 de ani, garantând un venit fix. S-au format cooperative energetice și s-au făcut eforturi pentru descentralizarea controlului și a profiturilor. Marile companii energetice dețin o cotă disproporționat de mică din piața energiei regenerabile.Centralele nucleare au fost închise, iar cele 9 centrale existente se vor închide mai devreme decât este necesar în 2022.

Scăderea dependenței de centralele nucleare a dus până acum la o dependență crescută de combustibilii fosili și importurile de energie electrică din Franța. Cu toate acestea, cu un vânt bun, Germania exportă în Franța; în ianuarie 2015, prețul mediu a fost de 29 EUR/MWh în Germania și 39 EUR/MWh în Franța. Unul dintre factorii care împiedică utilizarea eficientă a noilor surse regenerabile de energie a fost lipsa investițiilor asociate în infrastructura energetică (SüdLink) pentru a aduce energie electrică pe piață. Restricțiile de transport obligă uneori Germania să plătească energie eoliană daneză pentru a opri producția; în octombrie/noiembrie 2015, aceasta a fost de 96 GWh la un cost de 1,8 milioane EUR.

În Germania, există diferite atitudini față de construcția de noi linii electrice. Tarifele au fost înghețate pentru industrie și, prin urmare, costurile crescute ale Energiewende au fost transferate asupra consumatorilor, care aveau facturi mai mari la electricitate. Germanii au avut unele dintre cele mai mari costuri cu electricitatea din Europa în 2013.

energie eoliană offshore

Parcuri eoliene offshore în Golful German

Energia eoliană offshore are și un potențial mare în Germania. Vitezele vântului pe mare sunt cu 70–100% mai rapide decât pe uscat și mult mai constante. O nouă generație de turbine eoliene de 5 MW sau mai mult capabile să exploateze întregul potențial al energiei eoliene offshore a fost deja dezvoltată și sunt disponibile prototipuri.Acest lucru permite ca parcurile eoliene offshore să fie exploatate profitabil după ce dificultățile inițiale obișnuite asociate noilor tehnologii au fost depășite.

Pe 15 iulie 2009, a fost finalizată construcția primei turbine eoliene offshore din Germania. Această turbină este prima dintre cele 12 turbine eoliene pentru parcul eolian offshore alpha Ventus din Marea Nordului.

După accidentul nuclear centrale electrice în Japonia în 2011 Guvernul federal german lucrează la un nou plan de creștere a comercializării energiei regenerabile, cu un accent deosebit pe parcurile eoliene offshore. Conform planului, turbinele eoliene mari vor fi instalate departe de litoral, unde vântul bate mai constant decât pe uscat și unde turbinele uriașe nu vor deranja locuitorii. Planul urmărește reducerea dependenței Germaniei de energia din cărbune și centrale nucleare. Guvernul german vrea să instalați 7,6 GW până în 2020 și 26 GW până în 2030.

Principala problemă va fi lipsa unei capacități suficiente de rețea pentru a transmite electricitatea generată în Marea Nordului către marii consumatori industriali din sudul Germaniei.

În 2014, parcurilor eoliene offshore germane au fost adăugate 410 turbine cu o capacitate de 1.747 de megawați. Din cauza conexiunii la rețea care nu a fost încă finalizată, la sfârșitul anului 2014 au fost adăugate la rețea doar turbine cu o capacitate totală de 528,9 megawați. În ciuda acestui fapt, la sfârșitul anului 2014, Germania a spart bariera în calea energiei eoliene offshore. s-a triplat la peste 3 gigawați de putere, demonstrând importanța tot mai mare a acestui sector.

Justificare economică pentru construcția de parcuri eoliene

Înainte de a lua o decizie privind construcția unui parc eolian într-o zonă dată, se efectuează anchete amănunțite și ample. Experții află parametrii vântului local, direcția, viteza și alte date. Este de remarcat faptul că informațiile meteorologice în acest caz sunt de puțin folos, deoarece sunt colectate la diferite niveluri ale atmosferei și urmăresc scopuri diferite.

Informațiile obținute oferă o bază pentru calcularea eficienței, a productivității așteptate și a capacității centralei. Pe de o parte, sunt luate în considerare toate costurile pentru crearea stației, inclusiv achiziționarea de echipamente, livrarea, instalarea și punerea în funcțiune, costurile de funcționare etc. Pe de alta parte, se calculeaza profitul pe care il poate aduce functionarea statiei. Valorile obținute sunt comparate între ele, în comparație cu parametrii altor stații, după care se face un verdict asupra gradului de oportunitatea construirii unei stații într-o anumită regiune.

energie eoliană offshore

Amplasarea parcurilor eoliene germane în Marea Nordului

Prima turbină eoliană offshore (offshore, dar aproape de țărm) din Germania instalată în martie 2006. Turbina a fost instalată de Nordex AG la 500 de metri de coasta Rostock.

O turbină cu o capacitate de 2,5 MW cu un diametru al paletei de 90 de metri este instalată pe o zonă de mare la 2 metri adâncime. Diametru fundație 18 metri. În fundație au fost puse 550 de tone de nisip, 500 de tone de beton și 100 de tone de oțel. Structura cu o înălțime totală de 125 de metri a fost instalată din două pontoane cu o suprafață de 1750 și 900 m².

În Germania, există 1 parc eolian comercial în Marea Baltică - Baltic 1 (en: Baltic 1 Offshore Wind Farm), două parcuri eoliene în Marea Nordului sunt în construcție - BARD 1 (en: BARD Offshore 1) și Borkum West 2 (ro: Trianel Windpark Borkum) pe coasta insulei Borkum (Insulele Frisei). Tot în Marea Nordului, la 45 km nord de insula Borkum, se află și parcul eolian de testare Alpha Ventus (en: Alpha Ventus Offshore Wind Farm).

Până în 2030, Germania intenționează să construiască 25.000 MW de centrale electrice offshore în Marea Baltică și Marea Nordului.

Avantaje și dezavantaje ale WPP

Astăzi, în lume există peste 20.000 de parcuri eoliene de diferite capacități. Cele mai multe dintre ele sunt instalate pe coasta mărilor și oceanelor, precum și în regiunile de stepă sau deșert. Parcurile eoliene au multe avantaje:

• nu este nevoie să pregătiți zona pentru montarea instalațiilor
• reparațiile și întreținerea parcurilor eoliene sunt mult mai ieftine decât orice alte stații
• pierderile de transmisie sunt semnificativ mai mici datorită apropierii de consumatori
• nici un rău pentru mediu
• sursa de energie este complet gratuită
• terenurile dintre instalații pot fi folosite în scopuri agricole

În același timp, există și dezavantaje:

• instabilitatea sursei obligă utilizarea unui număr mare de baterii
• unitățile fac zgomot în timpul funcționării
• pâlpâirea de la palele morilor de vânt are un efect foarte negativ asupra psihicului
• costul energiei este mult mai mare decât în ​​cazul altor metode de producție

Un dezavantaj suplimentar este costul mare de investiții al proiectelor unor astfel de stații, care constă în prețul echipamentului, costul transportului, instalării și exploatării.Luând în considerare durata de viață a unei instalații separate - 20-25 de ani, multe stații sunt neprofitabile.

Dezavantajele sunt destul de semnificative, dar lipsa altor oportunități reduce impactul acestora asupra deciziilor. Pentru multe regiuni sau state, energia eoliană este principala modalitate de a-și obține propria energie, pentru a nu depinde de furnizorii din alte țări.

Know-how în Gaildorf

În decembrie 2017, compania germană Max Bögl Wind AG a lansat cea mai înaltă turbină eoliană din lume. Suportul are o înălțime de 178 m, iar înălțimea totală a turnului, ținând cont de lame, este de 246,5 m.

Începe construcția unei turbine eoliene în Gaildorf

Noul generator eolian este situat în orașul german Gaildorf (Baden-Württemberg). Face parte dintr-un grup de alte patru turnuri cu înălțimi cuprinse între 155 și 178 m, fiecare cu un generator de 3,4 MW.

Compania consideră că cantitatea de energie generată va fi de 10.500 MW/h pe an. Costul proiectului este de 75 de milioane de euro și se preconizează că va genera 6,5 ​​milioane de euro în fiecare an. Acest proiect a primit subvenții de 7,15 milioane de euro de la Ministerul Federal pentru Mediu, Conservarea Naturii, Construcțiilor și Securității Nucleare (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit, BMUB).

Parc eolian din Gaildorf

Morile de vânt ultra-înalte folosesc tehnologia experimentală de hidro-stocare a energiei. Lacul de acumulare este un turn de apă înalt de 40 m, care este conectat la o centrală hidroelectrică situată la 200 m sub turbinele eoliene. Surplusul de energie eoliană este folosită pentru a pompa apa împotriva gravitației și pentru a o stoca în turn. Daca este necesar apa este eliberată pentru alimentarea cu energie electrică actual.Este nevoie de doar 30 de secunde pentru a comuta între stocarea energiei și alimentarea la rețea. De îndată ce puterea scade, apa curge înapoi și rotește turbine suplimentare, crescând astfel generarea de electricitate.

„În acest fel, inginerii rezolvă una dintre cele mai mari probleme asociate cu sursele de energie regenerabilă - neregularitatea și dependența lor de energie de caracteristicile climatice. Capacitatea a patru turbine eoliene și a unei centrale electrice cu acumulare prin pompare este suficientă pentru a furniza energie la 12.000 de locuitori ai orașului Gaildorf”, spune Alexander Schechner, inginer de dezvoltare de proiect în Gaildorf.

Tipuri de parcuri eoliene

Principalul și singurul tip de centrale eoliene este integrarea într-un singur sistem a mai multor zeci (sau sute) de centrale eoliene care produc energie și o transferă într-o singură rețea. Aproape toate aceste unități au același design, cu unele modificări ale turbinelor individuale. Atât compoziția, cât și toți ceilalți indicatori de la stații sunt destul de uniforme și depind de capacitatea totală a unităților individuale. Diferențele dintre ele sunt doar în metoda de plasare. Da sunt:

• sol
• de coastă
• offshore
• plutind
• avântându-se
• Munte

O astfel de abundență de opțiuni este asociată cu condițiile, nevoile și capacitățile companiilor care operează anumite stații în diferite regiuni ale globului. Majoritatea punctelor de plasare sunt legate de nevoi. De exemplu, Danemarca, liderul mondial în energia eoliană, pur și simplu nu are alte oportunități. Odată cu dezvoltarea industriei, vor apărea inevitabil și alte opțiuni pentru instalarea unităților, profitând la maximum de condițiile locale de vânt.

Specificații

Dimensiunile unor astfel de turbine sunt impresionante:

• deschiderea palelor - 154 m (lungimea unei pale pentru turbina Vestas V-164 este de 80 m)
• înălțimea construcției - 220 m (cu o lamă ridicată vertical), pentru Enercon E-126, înălțimea de la sol până la axa de rotație este de 135 m
• numărul de rotații ale rotorului pe minut - de la 5 la 11,7 în modul nominal
• greutatea totală a turbinei este de aproximativ 6000 de tone, incl. fundație - 2500 de tone, turn de sprijin (purtător) - 2800 de tone, restul - greutatea nacelei generatorului și a rotorului cu palete
• viteza vântului la care începe rotația palelor - 3-4 m/s
• viteza critica a vantului la care se opreste rotorul - 25 m/s
• cantitatea de energie produsă pe an (planificat) - 18 milioane kW

Trebuie avut în vedere faptul că puterea acestor structuri nu poate fi privită ca ceva constant și neschimbător. Depinde în totalitate de viteza și direcția vântului, care există conform propriilor legi. Prin urmare, producția totală de energie este mult mai mică decât valorile maxime obținute pentru a determina capacitățile turbinelor. Și, cu toate acestea, complexele mari (parcuri eoliene), formate din zeci de turbine, combinate într-un singur sistem, sunt capabile să furnizeze consumatorilor energie electrică la scara unui stat destul de mare.

Statistici

Energia eoliană anuală în Germania pentru 1990-2015, prezentată pe un grafic semi-log cu capacitatea instalată (MW) în roșu și capacitatea generată (GWh) în albastru

Capacitățile instalate și generarea de energie eoliană în ultimii ani sunt prezentate în tabelul de mai jos:

state

Distribuția geografică a parcurilor eoliene din Germania

Care este cel mai mare generator eolian

Cea mai mare turbină eoliană din lume astăzi este o creație a inginerilor germani de la Hamburg Enerkon E-126. Prima turbină a fost lansată în Germania în 2007, lângă Emden.Puterea morii de vânt era de 6 MW, care la acea vreme era maximă, dar deja în 2009 a fost efectuată o reconstrucție parțială, în urma căreia puterea a crescut la 7,58 MW, ceea ce a făcut din turbina un lider mondial.

Această realizare a fost foarte semnificativă și a pus energia eoliană într-un număr de lideri cu drepturi depline din lume. Atitudinea față de aceasta s-a schimbat, din categoria încercărilor destul de timide de a obține rezultate serioase, industria a trecut în categoria marilor producători de energie, forțând să calculeze efectul economic și perspectivele energiei eoliene în viitorul apropiat.

Palma a fost interceptată de MHI Vestas Offshore Wind, ale cărei turbine au o capacitate declarată de 9 MW. Instalarea primei astfel de turbine a fost finalizată la sfârșitul anului 2016 cu o putere de funcționare de 8 MW, dar deja în 2017 s-a înregistrat o funcționare de 24 de ore la o putere de 9 MW, obținută pe turbina Vestas V-164.

Astfel de mori de vânt au dimensiuni cu adevărat colosale și sunt instalate, cel mai adesea, pe raftul coastei de vest a Europei și în Marea Britanie, deși există câteva exemplare în Marea Baltică. Combinate într-un sistem, astfel de turbine eoliene creează o capacitate totală de 400-500 MW, care este un concurent semnificativ al centralelor hidroelectrice.

Instalarea unor astfel de turbine se realizează în locuri cu o predominanță a vântului suficient de puternic și uniform, iar coasta mării corespunde în maximum acestor condiții. Absența barierelor naturale în calea vântului, un debit constant și stabil permit organizarea celui mai favorabil mod de funcționare al generatoarelor, mărind randamentul acestora la cele mai mari valori.

Ce analogi există, parametrii lor de funcționare

Există destul de mulți producători de generatoare eoliene în lume și toți se străduiesc să-și mărească dimensiunea turbinelor. Acest lucru este profitabil, vă permite să creșteți productivitatea produselor dvs., să creșteți cantitatea de energie generată și să interesați companiile mari și guvernele în avansarea programului de energie eoliană. Prin urmare, aproape toți producătorii importanți produc în mod activ structuri de putere și dimensiune maximă.

Printre cei mai noti producători de turbine eoliene mari se numără deja menționatul MHI Vestas Offshore Wind, Erkon. În plus, sunt cunoscute turbinele Haliade150 sau SWT-7.0-154 de la cunoscuta companie Siemens. Listă producătorii și produsele lor poate fi suficient de lungă, dar aceste informații sunt de puțin folos. Principalul lucru este dezvoltarea și promovarea energiei eoliene la scară industrială, utilizarea energiei eoliene în interesul omenirii.

Caracteristicile tehnice ale turbinelor eoliene de la diferiți producători sunt aproximativ egale. Această egalitate se datorează utilizării tehnologiilor aproape identice, respectării caracteristicilor și parametrilor structurilor într-o singură dimensiune. Crearea de mori de vânt mai mari nu este planificată astăzi, deoarece fiecare astfel de gigant costă o mulțime de bani și necesită costuri semnificative de întreținere și întreținere.

Lucrările de reparație la o astfel de structură costă mulți bani, dacă măriți dimensiunea, atunci creșterea costurilor va merge exponențial, ceea ce va determina automat o creștere a prețurilor la energie electrică. Astfel de schimbări sunt extrem de dăunătoare economiei și provoacă obiecții serioase din partea tuturor.