Китай поставил рекорд по вводу ветровых электростанций

В 2020 г. в Китае, как сообщает Национальное энергетическое управление страны (NEA), было построено новых ветровых электростанций на 71,67 ГВт. Это абсолютный годовой рекорд – ввод новых ветровых станций в стране почти втрое превысил показатель 2019 г. Мало того, получается, что мощности введенных в строй в Китае за прошлый год ветровых электростанций превышают суммарные мощности всех новых аналогичных станций во всем мире в 2019 г. (60,4 ГВт). Прирост мощности солнечных электростанций в Китае в 2020 г. также увеличился и составил 48,2 ГВт; до этого два года подряд этот показатель снижался.

Всего, по данным NEA, на конец 2020 г. суммарная мощность ветровой энергетики Китая составила 281,5 ГВт, солнечной – 253,4 ГВт. Власти страны планомерно увеличивают долю генерации электростанциями на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ): в 2005 г. она составляла всего 6,8%, на конец 2020 г. – 15%, а к 2030 г. должна достигнуть 25%. Суммарная мощность ветровых и солнечных электростанций к этому моменту составит 1200 ГВт. Примечательно, что при этом власти Китая с 2021 г. прекращают выделение субсидий на строительство наземных ветряных электростанций.

«Впечатляющие рекорды Китая в строительстве ветряных электростанций и стабильный прирост мощности солнечных электростанций делают страну самой привлекательной для иностранных инвесторов, вкладывающихся в зеленую энергетику», – заявила порталу South China Morning Post глава отдела ответственного инвестирования крупнейшего в Норвегии пенсионного фонда KLP Жанетт Берган. Китай является мировым лидером по производству электроэнергии из ВИЭ: на начало 2020 г. генерация составляла около 800 ГВт – вдвое больше, чем в США, которые занимают 2-е место в мире.

Впрочем, одновременно со строительством новых зеленых электростанций Китай пока продолжает увеличивать и мощности тепловой энергетики: в 2020 г. в строй были введены новые электростанции на угле и природном газе общей мощностью 56,37 ГВт, что является рекордным показателем за последние пять лет. Однако в рамках обещанного председателем КНР Си Цзиньпином перехода к углеродной нейтральности к 2060 г. приоритет в электросетях отдается именно ВИЭ. Как отмечают эксперты, установленные мощности на угольных электростанциях в Китае в настоящее время эксплуатируются менее 4000 часов в год, что значительно ниже проектного уровня в 5500 часов. «Для достижения углеродной нейтральности Китаю следует как можно скорее прекратить строительство новых угольных электростанций», – заявил South China Morning Post глава Энергетического фонда Китая Цзоу Цзи.

Китай занимает 1-е место в мире по объемам выбросов парниковых газов, на его долю приходится около 30% общемирового объема эмиссии СО2, или около 10 млрд т в год. Для сравнения: на долю США, находящихся по этому показателю на 2-м месте в мире, приходится примерно 15% эмиссии CO2 (5 млрд т в год).

Для полноты картины уместно привести соответствующие данные и по России. Согласно оценке Ассоциации развития возобновляемой энергетики, у нас в стране на начало 2021 г. общий объем мощностей ВИЭ составлял 2,9 ГВт – т. е. 0,5% от китайского уровня (из них на солнечные электростанции приходится 1734 МВт, на ветровые – 1030 МВт, на малые ГЭС – 58 МВт, на геотермальные – 74 МВт, на биотопливные – 12 МВт). Доля всех зеленых мощностей в общем энергобалансе России пока составляет порядка 0,3% (против 15% в Китае). К 2035 г. ставится цель довести долю ВИЭ в энергобалансе страны до 4% (в Китае к тому времени она превысит 25%). По выбросам парниковых газов Россия с объемом эмиссии CO2 примерно 1,5 млрд т в год занимает сейчас 4-е место в мире.

Ветровая и солнечная энергетика — самые дешёвые технологии генерации

Опубликован очередной, одиннадцатый доклад инвестиционного банка Lazard «Приведённая стоимость энергии» (Levelized cost of energy analysis — 11.0).

В исследовании сообщается о дальнейшем снижении стоимости генерации в возобновляемой энергетике, в первую очередь ветровых и крупных (utility scale) фотоэлектрических солнечных электростанций.

Поскольку приведённая стоимость киловатт-часа (LCOE) в солнечной и ветровой энергетике снижается (по сравнению с прошлогодним исследованием она снизилась на 6%), «в ряде сценариев полные удельные расходы жизненного цикла (CAPEX + OPEX) проектов ВИЭ упали ниже только операционных затрат традиционных технологий, таких как угольная и атомная генерация. Ожидается, что это приведет к продолжительному и масштабному внедрению альтернативных энергетических мощностей».

Несмотря на снижение темпов удешевления технологий возобновляемой энергетики, разрыв между ними и традиционной генерацией будет увеличиваться, поскольку издержки последней находятся на стабильном уровне (уголь) или возрастают (атомная энергетика). В частности, LCOE мирного атома повысилась примерно на 35% по сравнению с прежними оценками, отражая рост капитальных затрат, отмеченный у различных строящихся сегодня объектов.

Интервал приведенной несубсидируемой стоимости электроэнергии (LCOE), вырабатываемой фотоэлектрическими солнечными электростанциями, составляет, по расчетам Lazard, $46-$53 (кремниевые технологии) и $43-$48 (тонкопленочные технологии). Интервал LCOE в материковой ветроэнергетике — $30-$60 за мегаватт-час. При этом у самой доступной из традиционных технологий генерации (парогазовой): $42-$78/МВт*ч (см. график).

В исследовании приводятся оценочные данные приведенной стоимости энергии для фотоэлектрических солнечных электростанций, оснащенных накопителями энергии (отмечено оранжевым ромбом). Как мы видим, добавление накопителя, по расчетам авторов, увеличивает LCOE всего в два раза – до вполне приемлемой величины $82/МВт*ч.

В своём анализе Lazard использует эмпирические данные и допущения (стр. 18-20), на основе которых получает результат. Здесь следует учитывать следующее.

Экономика ветровой и солнечной энергетики — относительно простая штука. Стоимость единицы энергии определяется главным образом 1) капитальными затратами, 2) стоимостью капитала (процентной ставкой) и 3) коэффициентом использования установленной мощности (КИУМ), который, в свою очередь, зависит от а) местоположения объекта — в первую очередь, и б) качества проектирования и оборудования.

Что касается структуры капитала, Lazard в своей модели берет 60% долга по ставке 8% годовых и 40% собственного капитала с доходностью 12% годовых. Это весьма щедрые допущения с учетом нынешнего низкого уровня процентных ставок в развитых странах.

Капитальные затраты в фотоэлектрической солнечной энергетике, по данным Lazard, находятся в интервале $1100-$1375 на киловатт установленной мощности (для рассматриваемых в модели объектов установленной мощностью 30 МВт). Это абсолютно реалистичное допущение с учетом нынешней статистики. То же самое касается материковой ветроэнергетики, где берется расчетный интервал $1200-$1650/кВт.

КИУМ фотоэлектрических солнечных электростанций аналитики оценивают в 21-30% (для кремниевых технологий) и 23-32% (для тонкопленочных). Это соответствует статистическим данным, опубликованным Управлением энергетической информации (EIA) Министерства энергетики США, по которым средний КИУМ фотоэлектрических солнечных электростанций в стране в 2016 году был равен 27,2%.

Для ветроэнергетики Lazard делает достаточно оптимистичные предположения касательно КИУМ (38-55%). В статистике от EIA мы видим средний результат в 2016 году – 34,7%. В то же время надо учитывать, что расчет LCOE производится для новых электростанций. В 2016 средний КИУМ объектов ветроэнергетики, введённых в США в 2014 и 2015 годах, составил 42,6%. То есть допущение аналитиков банка нельзя назвать слишком уж агрессивным.

В исследовании не учитываются так называемые интеграционные расходы – затраты, связанные с добавлением стохастичной выработки ветровых и солнечных электростанций в энергосистему. При этом следует учитывать, что интеграционные расходы возникают для любых новых объектов, независимо от технологий генерации, а дополнительные затраты, связанные с нестабильностью и переменчивостью выработки, в среднем невысоки. По этому вопросу можно посмотреть, например, позицию Международного энергетического агентства.

В своих расчетах Lazard использует американские данные. В то же время обоснованно подчеркивается, что «возрастающее экономическое преимущество возобновляемых источников энергии в США имеет глобальные последствия, поскольку в США традиционные энергетические технологии относительно дешевле в эксплуатации, чем в других развитых странах. Учитывая более высокие издержки в традиционной генерации в других странах, экономика альтернативных источников энергии выглядит еще более привлекательной».

О предыдущем исследовании Lazard можно прочитать здесь.

Европейская энергетика озеленилась – Газета Коммерсантъ № 12 (6974) от 26.01.2021

Производство электроэнергии из возобновляемых источников в Европе впервые обогнало ископаемое топливо. Так, по итогам года зеленая генерация обеспечила 38,2% всей выработки электроэнергии в ЕС против 37%, произведенных на угольных и газовых станциях. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) постепенно вытесняют уголь и АЭС из европейской генерации. Для России как для крупнейшего поставщика энергоресурсов в Европу сжатие рынков традиционного топлива должно стать тревожным сигналом, считают аналитики.

Доля ВИЭ (объединяет ветряные, солнечные, гидроэлектростанции, а также использование биомассы) в выработке энергии в Европе в 2020 году впервые в истории превысила долю ископаемого топлива, следует из ежегодного отчета британского аналитического центра Ember и немецкого Agora Energiewende (.pdf). Так, согласно отчету, в прошлом году на ВИЭ приходилось 38,2% всей произведенной электроэнергии (34,6% в 2019 году), на ископаемое топливо — 37%.

В исследовании это объясняется удвоением с 2015 года объемов выработки ветровой и солнечной энергии.

В 2020 году выработка ветряных и солнечных станций выросла на 9% и 15% соответственно, и совокупно они произвели пятую часть электроэнергии в Европе. Среди лидеров по их использованию:

• Дания (61% в выработке),
• Ирландия (35%),
• Германия (33%),
• Испания (29%).

Но, как считают авторы исследования, рост ВИЭ-генерации пока недостаточен для того, чтобы достичь целевых показателей 2030 года, и должен почти утроиться. Так, среднегодовой прирост выработки в 2020–2030 годах должен увеличиться до 100 ТВт•ч с 38 ТВт•ч в среднем за 2010–2020 годы.

Вместе с тем производство электроэнергии из угля в Европе с 2015 года сократилось вдвое, и в 2020 году на угольные ТЭС пришлось лишь 13% выработки (падение относительно 2019 года составило 20%). Производство электроэнергии на газовых станциях в 2020 году снизилось не так критично — всего на 4% год к году, чему способствовало резкое снижение цен на газ.

При этом в 2020 году падение производства атомной генерации было самым большим в истории — сразу на 10%.

«Быстрый рост ветровой и солнечной энергии привел к сокращению доли угля, но это только начало. Европа опирается на ветровую и солнечную энергию, чтобы обеспечить не только поэтапный отказ от угля к 2030 году, но также постепенно отказаться от газовой генерации, заменить закрывающиеся атомные электростанции, а также удовлетворить растущий спрос на электроэнергию для электромобилей, тепловых насосов и электролизеров»,— пояснил старший аналитик Ember Дейв Джонс.

Спрос на электроэнергию снизился на 4% в 2020 году на фоне COVID-19, но это, по мнению авторов исследования, не повлияло на увеличение доли ВИЭ в Европе. Удельные выбросы СО2 при производстве электроэнергии сократились до 0,226 кг на 1 кВт•ч — это на 29% меньше, чем в 2015 году.

Падение спроса на электроэнергию в течение 2020 года приводило к разгрузке электростанций с наибольшими операционными затратами, угольных, и сопровождалось снижением выработки АЭС из-за отказов во Франции и Бельгии и вывода из эксплуатации атомных блоков в Германии и Швеции, отмечает старший аналитик центра энергетики МШУ «Сколково» Юрий Мельников.

На этом фоне ВИЭ показали резкий рост выработки, а газовая генерация смогла лишь сохранить свои позиции, несмотря на очень благоприятные цены на топливо.

Юрий Мельников напоминает, что ввод солнечных и ветряных станций в ЕС в 2021 году, по прогнозу IEA, станет рекордным за последние пять-семь лет — не менее 30 ГВт. Для России, по его мнению, это станет дополнительным сигналом, указывающим на проблему сжатия европейского направления экспорта ископаемого топлива. Россия является крупнейшим поставщиком газа и энергетического угля в ЕС.

Анатолий Чубайс, спецпредставитель президента РФ по связям с международными организациями, 10 декабря 2020 года

Кое-кто говорил нам пять лет назад: «Да зачем это надо, ваша возобновляемая энергетика, бросьте вы этими глупостями заниматься». А сейчас, уверяю вас, оказывается, что этот спрос появится…

Ростислав Костюк из Vygon Consulting считает, что 2020 год стал рекордным для роста доли зеленой энергетики в основном благодаря пандемии: при значительном падении потребления ВИЭ-генерация, у которой нет затрат на топливо, активно замещала выбывающие из баланса угольные и газовые станции. В то же время, считает аналитик, российские поставщики газа и угля вряд ли потеряют рынок в среднесрочной перспективе благодаря низким производственным затратам.

Татьяна Дятел

Три «профессиональных» мифа о ветроэнергетике / +1

Ветряная электростанция в Китае
Фото: eniday.com

Обсуждение интеграции вариабельных возобновляемых источников энергии в электросети часто сопровождается мифами и дезинформацией. Этим грешат не только неопытные блогеры, но и профессиональные участники рынка, с высоты своего авторитета потчующие публику ложными сведениями. Об этом пишут авторы из Международного энергетического агентства (МЭА) в работе «Интеграция солнечной и ветровой генерации в энергосети», опубликованной в 2017 году.

В этой статье мы разберем три «профессиональных» заблуждения по поводу ВЭС.

МИФ № 1. Сети не способны справляться с вариабельностью и непредсказуемостью ветровой энергии. Выработка ветрогенераторов может упасть до нуля за секунды. Возмущения в сети могут вызвать отключение установок, что приведет к каскадному отказу ВЭС и коллапсу системы.

Электросетевое хозяйство проектируется таким образом, чтобы надежно управлять изменчивыми нагрузками, включая сбои генерирующих объектов, систем передачи и подстанций. Спрос на электричество колеблется всегда. В энергосистемах уже действуют механизмы, позволяющие справиться с изменчивостью.

При малых объемах стохастической генерации на базе ветра и солнца колебания выработки теряются в «шуме» естественной флуктуации спроса.

По мере добавления в систему новых электростанций на базе вариабельных возобновляемых источников энергии (ВИЭ) краткосрочные колебания выработки установок «компенсируют» друг друга. Переменчивость становится менее выраженной, и серьезные изменения в объемах генерации теперь происходят в масштабах часов, но не минут или секунд.

Ветряки возле Палм-Спрингс (Калифорния, США)
Фото: scientificamerican.com

Еще в 2008 году было подсчитано, что 15 тыс. МВт ВЭС, распределенных по территории Техаса, привносят в систему лишь 6,5 МВт «добавочной вариабельности» (0,04%) каждую минуту и 328 МВт (2,2%) по часовой временной шкале.

Даже единичная турбина самой простой конструкции обладает инерцией и не останавливается сразу. С увеличением числа установок, распределенных по большой территории, снижение выработки происходит долго и плавно.

Современные ветрогенераторы обладают защитой от отключения в случаях неустойчивых повреждений или возмущений в энергосистеме, регулируют напряжение и реактивную мощность станции, обеспечивают инерционный отклик при существенных отклонениях частоты, снижают скорость изменения нагрузки (ramp rate) и так далее.

Национальная лаборатория возобновляемой энергии США по итогам масштабного исследования 2014 года пришла к выводу, что ветровые турбины пригодны для первичного регулирования частоты и автоматического управления мощностью: «Динамические исследования энергосистемы показывают, что ветровая энергетика может в целом повысить надежность при обеспечении ПРЧ и синтетического инерционного контроля».

Ветровая электростанция у берегов Нидерландов
Фото: erneuerbareenergien.de

МИФ № 2. Работа объектов ветровой генерации приводит к излишней цикличности в функционировании ТЭС, а это значительно повышает стоимость тепловой генерации и увеличивает выбросы CO2.

Действительно, дополнительная изменчивость выработки, привносимая в систему ветровыми электростанциями, как правило, заставляет традиционную генерацию увеличивать количество циклов снижения/увеличения нагрузки. В то же время в масштабе системы связанные с этим дополнительные затраты незначительны и компенсируются экономией топлива. При этом «лишние» выбросы многократно перекрываются снижением эмиссии парниковых газов в результате замещения тепловой генерации выработкой на базе ВИЭ.

Еще по теме: Почему глобальные корпорации инвестируют «чистую» энергию

Все это давно, многократно и основательно подсчитано. Согласно модели NREL, для случая 33%-ной доли ветра и солнца, выбросы CO2 сокращаются на 29–34%, и влияние цикличности на эту цифру несущественно. Эмиссия диоксида серы снижается на 14–24%, при компенсации за счет увеличения числа циклов на 2–5%.

МИФ № 3. Ветроэнергетика подразумевает высокие системные затраты, поскольку требует резервирования и хранения энергии.

Пожалуй, это любимая сказка наших экспертов. Вновь и вновь приходится повторять, что резервируются не отдельные объекты, а система в целом. Она должна быть способной в любой момент времени выдать необходимые электроэнергию и мощность. То есть 1 МВт резерва для 1 МВт ветровой электростанции — миф.

В Германии почти трехкратный рост установленной мощности СЭС и ВЭС за период 2008–2014 годов сопровождался не ростом, а снижением балансирующего резерва.

В какой-то момент интеграция вариабельных ВИЭ требует увеличения гибкости энергосистемы. Однако накопители — это не единственный инструмент для повышения маневренности. Диспетчерируемые генераторы, включая ТЭС и ГАЭС, постоянно управляют колебаниями на стороне спроса. Также существует множество других средств обеспечения гибкости, в том числе управление спросом или торговля с другими энергосистемами. «Таким образом, накопители электроэнергии являются лишь одним из пакетов решений — и до сих пор в большинстве стран с долей вариабельных ВИЭ более 20% он не был представлен широко», — заключает Международное энергетическое агентство.

В исследовании МЭА за 2014 год «Сила трансформации: ветер, солнце и экономика гибких энергетических систем» показано, что даже «крупные доли вариабельной возобновляемой энергии (до 45% ежегодно) могут быть интегрированы без существенного увеличения расходов в энергосистеме в долгосрочной перспективе».

Плавучая ветровая электростанция у Род-Айленда (США)
Фото: hightech.fm

Мифы появляются из-за незнания и страха перед неизведанным. Когда 35 лет назад Дания начинала развивать ветроэнергетику, скептики говорили: при достижении 5%-ной доли ВЭС национальная энергосистема пойдет вразнос. Но сегодня она входит в тройку мировых лидеров по надежности (индекс SAIDI), хотя доля ветроэнергетики в выработке находится на уровне 40%.

Автор

Владимир Сидорович, к. э. н., директор информационно-аналитического центра «Новая энергетика»

Мнение автора может не совпадать с мнением редакции

Южный федеральный университет | Пресс-центр: Ученые ЮФУ разработали установку для одновременного преобразования энергии ветра и солнца

Ученые и студенты Института компьютерных технологий и информационной безопасности ЮФУ разрабатывают комбинированную солнечно-ветровую установку с адаптивным управлением, способную уменьшить использование дизельного генератора, характерного своим шумом, вредными выхлопами и коротким сроком работы.

Как сообщил руководитель проекта Александр Волошин, разработка комбинированного автономного энергетического комплекса солнечно-ветровой установки призвана объединить солнечную и ветровую энергии в один поток.

«За счет этого мы можем вырабатывать электрическую энергию чуть ли не 24 часа в сутки. Точнее — около 20 часов беспрерывно. Создание комбинированного комплекса позволит установке работать максимально эффективно. Поскольку использование энергии от солнечной батареи помогает разгонять ротор ветрогенератора при низких стартовых скоростях ветра, а ветровая установка генерирует энергию ночью, мы сможем использовать систему в любое время суток и при любых погодных условиях. Изначально она нацелена на комбинированное использование источников энергии со следящей системой и адаптивным управлением», – отметил Александр Волошин.

На солнечных панелях используется система слежения за солнцем, которая увеличивает выходную суточную генерацию энергии на 30-40% по сравнению со стационарно установленными солнечными панелями. Использование современных методов адаптивного и векторного управления энергетическими системами (электропривод — ветрогенератор, контролер заряда, аккумулятор, инвертор), а также синтез энергосберегающих регуляторов позволит снизить общее потребление электроэнергии приводов на 10-15% и повысит устойчивость всей системы за счет адаптивности к различным видам механических и энергетических нагрузок. Цифровое управление системой будет реализоваться на широкодоступном микроконтроллере семейства STM32.

На конкурсе «УМНИК», проводимом в рамках одноименной Всероссийской программы выявления и поддержки молодых ученых, разработку представил Александр Волошин, руководитель лаборатории кибернетики СКБ «КИТ» Института компьютерных технологий и информационной безопасности Южного федерального университета. В состав команды также  вошел Константин Олейников – один из главных разработчиков, ассистент кафедры синергетики и процессов управления Института компьютерных технологий и информационной безопасности Южного федерального университета.

Перед командой разработчиков стоит задача создания модели компактной солнечно-ветровой установки, доступной для широкого круга пользователей за счет более экономичных составляющих.

«Социальная значимость проекта обусловлена нынешней обстановкой в России в отношении подачи электричества на определенных территориях страны и проблемой с доступом к линии электропередач (ЛЭП). Программа энергетики до 2030 года Правительства РФ определяет цели на популяризацию и общее развитие возобновляемой «зеленой» энергетики, что полностью соответствует тематике нашего проекта. К основным потребителям можно отнести аграрный сектор и сельское хозяйство, оборудование телекоммуникационных компаний и GSM станций, частный сектор, дачные поселки и удаленные районы, лишенные доступа к линии электропередач как к основному или дополнительному источнику питания.

Мы предлагаем решить эту проблему посредствам внедрения альтернативных высокоэффективных источников энергии, а также уменьшить использование дизельного генератора, характерного своим шумом, вредными выхлопами и коротким сроком работы.

В соответствии с условиями гранта Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере мы должны реализовать проект в течение двух лет. То есть в 2022-м году планируется разработать полнофункциональный прототип системы, а затем запустить установки в производство», – рассказал Александр Волошин.

В рамках проекта пройдет закупка основного оборудования: солнечных панелей, роторов ветрогенератора, аккумуляторов, контроллеров заряда, двигателей следящей системы. Затем планируется изготовление конструкции, компоновка солнечной установки со следящей системой и разработка основных алгоритмов работы солнечного модуля на микропроцессорном управлении. Солнечно-ветровые установки пройдут плановое тестирование и доработку программной и аппаратной частей, и только затем готовый продукт станет доступен для потребителя.

Компактные трансформаторные подстанции для применения в солнечной и ветровой энергетике — Модульные системы

Трансформаторный подстанции, накопительные подстанции и инверторные подстанции до 24 кВ, отвечающие требованиям новейших мировых стандартов МЭК

В мире происходит быстрое увеличение объема энергии, получаемой из возобновляемых источников, солнечной и ветровой. Генерация энергии производится на уровне низкого напряжения постоянного тока, которое затем повышается до среднего уровня для распределительных сетей. Ассортимент компактных трансформаторных подстанций компании АББ универсален, и может отвечать требованиям генерации из возобновляемых источников. КТП компании АББ – это жизнеспособное решение, прошедшее испытание на воздействие дуги, надежное и безопасное для людей и оборудования.

Варианты поставки

Стандартная подстанция  — такая КТП изготавливается из бетона или листового металла (в соответствии с требованиями рынка) в соответствии с новейшим стандартом МЭК 62271-202 и состоит из основного низковольтного комплектного устройства переменного тока, повышающего распределительного трансформатора (масляного или сухого типа) и распределительного устройства среднего напряжения с элегазовой изоляцией или распределительного устройства с воздушной изоляцией для вторичного распределения электроэнергии.

Инверторная подстанция — такая КТП изготавливается с бетонной или металлической опорной рамой (в зависимости от требований рынка) в соответствии с новейшим стандартом МЭК 62271-202 и состоит из преобразователей постоянного напряжения в переменное, основного низковольтного комплектного устройства переменного тока, повышающего распределительного трансформатора (масляного или сухого типа) и распределительного устройства среднего напряжения с элегазовой изоляцией или распределительного устройства с воздушной изоляцией для вторичного распределения электроэнергии.

Подстанция для энергосистем на солнечной энергии — подстанции для наружной установки, предназначены для подключения к энергосистеме парка солнечных батарей; корпус изготовлен из листовой стали и включает в себя распределительное устройство среднего напряжения (с элегазовой изоляцией (типа GIS) или воздушной изоляцией (типа AIS), в зависимости от требований клиента, полностью оснащенные устройствами защиты, системами измерения, мониторинга и управления. Корпус может быть внутреннего или наружного обслуживания, в зависимости от имеющегося на объекте места, а возможность кондиционирования воздуха зависит от условий окружающей среды.

Почему выбирают компанию АББ?

• Глобальные возможности компании АББ в области научных исследований и разработок обеспечивают поддержку проектирования компактных трансформаторных подстанций, отвечающих экологическим требованиям. 
• Большое количество вариантов выбора, гибкость схем и типов установленного оборудования обеспечивает соответствие требованиям заказчика и позволяет минимизировать эксплуатационные расходы.
• Использование высокопроизводительных трансформаторов
• Совместимость трансформаторов с работой инверторов для солнечных батарей

Интер РАО — Генерация

Поиск по сайту

Версия для слабовидящих Телефон для акционеров: 8–800–700–03–70
(АО ВТБ Регистратор, звонок по России бесплатный)

Активы Группы включают:

41

тепловая
электростанция

6

генерирующих установок
малой мощности

газотурбинные и газопоршневые
агрегаты

10

гидроэлектро-
станций

в том числе 5 малых ГЭС

3

распределительно-
сетевые компании

Совокупная мощность генерирующих активов холдинга составляет около 30,8 ГВт¹.

Зарубежные активы	Установленная мощность
Храми ГЭС-1 (Грузия)	113 МВт
Храми ГЭС-2 (Грузия)	114 МВт
Vydmantai Wind Park UAB (Литва)	30 МВт
«Молдавская ГРЭС» (Молдавия)	2 520 МВт
Итого	2 777 МВт

Основные производственные показатели³:

Генерация Группы:
Показатель	2020 год	+/-	2019 год	2018 год	2017 год	2016 год	2015 год	2014 год
Установленная электрическая мощность на конец периода, ГВт	31,088	-2,4%	31,860	33,714	32,715	32,524	34,968	35,038
Установленная тепловая мощность на конец периода, тыс. Гкал/час	25,200	-0,2%	25,252	25,930	25,632	26,018	26,352	26,844
Выработка электроэнергии, млрд кВт*ч	106,079	-18,5%	130,203	132,508	134,801	133,857	140,796	146,047
Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ)	39,0%	—	45,0%	45,3%	48,2%	46,8%	46,0%	48,7%
Отпуск тепловой энергии с коллекторов, млн Гкал	37,330	-7,3%	40,251	41,739	39,996	40,532	39,613	41,598

Российская генерация:
Показатель	2020 год	+/-	2019 год	2018 год	2017 год	2016 год	2015 год	2014 год
Установленная мощность на конец периода, ГВт	28,311	-2,7%	29,083	29,459	28,460	28,269	29,003	29,073
Установленная тепловая мощность на конец периода, тыс. Гкал/час	25,034	-0,2%	25,086	25,250	24,952	25,338	25,672	26,164
Выработка электроэнергии, млрд кВт*ч	100,917	-16.3%	120,522	121,765	122,087	120,005	127,163	131,570
Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ)	40,7%	—	47,4%	63,7%	50,4%	48,5%	50,2%	53,1%
Отпуск тепловой энергии с коллекторов, млн Гкал	37,232	-7,1%	40,067	41,551	39,799	40,322	39,361	41,333

Зарубежная генерация:
Показатель	2020 год	+/-	2019 год	2018 год	2017 год	2016 год	2015 год	2014 год
Установленная мощность на конец периода, ГВт	2,777	—	2,777	4,255	4,255	4,255	5,965	5,965
Установленная тепловая мощность на конец периода, тыс. Гкал/час	0,166	—	0,166	0,68	0,68	0,68	0,68	0,68
Выработка электроэнергии, млрд кВт*ч	5,162	-46,7%	9,681	10,743	12,714	13,852	13,633	14,477
Коэффициент использования установленной мощности (КИУМ)	21,2%	—	27,8%	38,5%	34,1%	35,8%	26,1%	27,7%
Отпуск тепловой энергии с коллекторов, млн Гкал	0,098	-47.1%	0,184	0,187	0,198	0,21	0,252	0,265

Квартальные производственные результаты за 2021 год

Оценка и характеристика ветровых ресурсов

На карте, показанной выше, обозначены районы по всей стране, которые имеют средний коэффициент ветроэнергетики 35% или больше при высоте ступицы турбины 140 метров (459 футов), что соответствует запланированному усовершенствованию турбин. На дополнительной карте указаны области с такой же потенциальной мощностью при высоте ступицы турбины 110 метров (361 фут), что отражает последние достижения в технологии турбин. В отчете Министерства энергетики «Включение ветроэнергетики в национальном масштабе» подтверждается, что ключом к раскрытию потенциала ветровой энергии во всех 50 штатах является доступ к более сильным и устойчивым ветрам, которые встречаются на большей высоте над землей.Узнайте больше о НИОКР, чтобы получить доступ к этому ресурсу на нашей веб-странице по производству ветроэнергетики.

Избранные проекты

Проект улучшения прогнозов ветра

В партнерстве с NOAA Управление ветроэнергетических технологий Министерства энергетики США возглавило проект улучшения прогнозов ветра (WFIP) с использованием целевых наблюдений за ветром и передовых моделей прогнозов и алгоритмов для управления вкладом энергии ветра в электрические сети. На первом этапе проекта, WFIP 1, изучалось влияние улучшенных начальных условий на передовые модели прогнозирования, что привело к увеличению точности на 8%.Вторая фаза проекта, WFIP 2, была сосредоточена на атмосферных процессах, влияющих на прогнозы ветра в регионах со сложным рельефом, и полевые работы начались в 2015 году.

Оценка морских ресурсов и условия проектирования

Морская энергетическая отрасль требует точной метеорологической и океанографической информации для оценки энергетического потенциала, экономической целесообразности и инженерных требований объектов морской энергетики. Управление ветроэнергетических технологий работает над удовлетворением этих потребностей посредством распространения данных, совершенствования оборудования и наблюдений, а также разработки инструментов нового поколения.Открытое собрание Министерства энергетики по оценке ресурсов и условиям проектирования стало первым шагом в устранении этих информационных пробелов и помогло определить дальнейший путь для будущих приоритетов.

В качестве последующего шага в рамках программы AWS Truepower была профинансирована разработка национального метеорологического ресурса ветроэнергетики и условий проектирования на базе Интернета, доступного для поиска, Центра данных метеорологического океана для морских возобновляемых источников энергии (USMODCORE). Инвентаризация данных включает ресурсы федеральных агентств, правительств штатов, региональных альянсов, исследовательских институтов, коммерческих проектов и международных организаций.

Кроме того, буи для определения характеристик ветровых ресурсов WindSentinel Министерства энергетики будут предоставлять долгосрочные данные о профиле ветра в море, которые поддержат исследования, необходимые для ускорения использования энергии ветра в море в Соединенных Штатах. Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория Министерства энергетики США развернула плавучие лидарные буи у берегов Вирджиния-Бич, штат Вирджиния, и Атлантик-Сити, штат Нью-Джерси, для сбора данных о погоде и волнении, которые будут играть важную роль как в проектировании ветряных электростанций, так и в обеспечении финансирования проекта.Получите доступ к данным в архиве данных и портале «Атмосфера для электронов» (A2e).

Инициатива от атмосферы к электронам

Низкая производительность ветряных электростанций, которая в настоящее время в некоторых случаях достигает 20%, представляет большие возможности для Управления ветроэнергетических технологий по повышению производительности ветряных электростанций и снижению стоимости ветроэнергетики. Инициатива Министерства энергетики США по исследованию атмосферы в электроны (A2e) направлена ​​на повышение производительности и надежности ветряных электростанций за счет беспрецедентного понимания того, как атмосфера Земли взаимодействует с ветряными станциями, и разработки инновационных технологий для максимального извлечения энергии из ветра.

Инициатива A2e предусматривает комплексный портфель исследований для координации и оптимизации достижений в четырех основных областях исследований:

1. Производительность предприятия и оценка финансовых рисков
2. Наука об атмосфере
3. Аэродинамика ветровой установки
4. Технология ветряных электростанций нового поколения.

Цель A2e — обеспечить размещение, строительство и эксплуатацию будущих заводов таким образом, чтобы производить наиболее рентабельные электроны — в виде полезной электроэнергии — от ветра, проходящего через установку.Узнайте больше об инициативе A2e.

Федеральное партнерство

Управление ветроэнергетических технологий Министерства энергетики работает с другими правительственными учреждениями, университетами и представителями отрасли для оценки и характеристики ветровых ресурсов США. Затем результаты оценки становятся общедоступными, что позволяет ветроэнергетике определить области, наиболее подходящие для развития будущих наземных и морских ветряных электростанций.

Характеристика погодозависимых и океанических возобновляемых источников энергии

С 2011 года Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики действует в соответствии с Меморандумом о взаимопонимании (MOU) с Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) Министерства торговли по вопросам погоды -Зависимая и океаническая характеристика возобновляемых источников энергии для повышения точности, точности и полноты информации о ресурсах для технологий энергии ветра и воды.Сочетая технический опыт Министерства энергетики с передовыми возможностями NOAA в области предсказания, картирования и прогнозирования океанических и атмосферных условий, два агентства работают над безопасным и эффективным использованием погодозависимых и океанических технологий возобновляемой энергии.

Скоординированное развертывание морской ветровой, морской и гидрокинетической энергии на внешнем континентальном шельфе США

В 2010 году Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики подписало меморандум о взаимопонимании с Бюро управления океанской энергией Министерства внутренних дел о скоординированном развертывании Морская ветровая и морская и гидрокинетическая энергия на Ю.С. Внешний континентальный шельф. Меморандум о взаимопонимании учредил рабочие группы из сотрудников агентства для совместной работы над решением конкретных тематических областей, необходимых для развертывания морских энергетических систем. Рабочая группа по оценке ресурсов и проектным условиям координирует исследовательскую деятельность, чтобы лучше понять основные атмосферные и океанические условия, относящиеся к прибрежным возобновляемым источникам энергии.

Участвующие федеральные партнеры: Министерство энергетики США, Министерство торговли США, Министерство внутренних дел США, U.S. Министерство обороны, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Национальный научный фонд и Администрация президента

Энергия ветра

Энергия ветра — одна из самых быстрорастущих технологий возобновляемой энергетики. Во всем мире их использование растет, отчасти потому, что снижаются затраты. Согласно последним данным IRENA, глобальная установленная мощность ветроэнергетики на суше и на море увеличилась почти в 75 раз за последние два десятилетия, увеличившись с 7,5 гигаватт (ГВт) в 1997 году до примерно 564 ГВт к 2018 году.В период с 2009 по 2013 год производство ветровой электроэнергии увеличилось вдвое, а в 2016 году на ветровую энергию приходилось 16% электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников. Во многих частях света сильный ветер, но лучшие места для выработки энергии ветра иногда находятся в удаленных местах. Оффшорная ветроэнергетика предлагает огромный потенциал.

Ветряные турбины впервые появились более века назад. После изобретения электрического генератора в 1830-х годах инженеры начали попытки использовать энергию ветра для производства электроэнергии.Производство энергии ветра имело место в Соединенном Королевстве и Соединенных Штатах в 1887 и 1888 годах, но считается, что современная ветроэнергетика была впервые разработана в Дании, где в 1891 году были построены ветряные турбины с горизонтальной осью и началась ветряная турбина высотой 22,8 метра. операция 1897 г.

Ветер используется для производства электроэнергии с использованием кинетической энергии, создаваемой движущимся воздухом. Она преобразуется в электрическую энергию с помощью ветряных турбин или систем преобразования энергии ветра. Ветер сначала поражает лопасти турбины, заставляя их вращаться и вращать присоединенную к ним турбину.Это изменяет кинетическую энергию на энергию вращения, перемещая вал, который подключен к генератору, и тем самым вырабатывает электрическую энергию за счет электромагнетизма.

Количество энергии, которое может быть получено от ветра, зависит от размера турбины и длины ее лопастей. Мощность пропорциональна размерам ротора и кубу скорости ветра. Теоретически, когда скорость ветра удваивается, потенциал энергии ветра увеличивается в восемь раз.

Мощность ветряных турбин со временем увеличивалась.В 1985 году типичные турбины имели номинальную мощность 0,05 мегаватт (МВт) и диаметр ротора 15 метров. Сегодняшние новые ветроэнергетические проекты имеют турбинную мощность около 2 МВт на суше и 3-5 МВт на суше.

Имеющиеся в продаже ветряные турбины достигли мощности 8 МВт с диаметром ротора до 164 метров. Средняя мощность ветряных турбин увеличилась с 1,6 МВт в 2009 году до 2 МВт в 2014 году.

По последним данным IRENA, производство ветровой электроэнергии в 2016 году составило 6% электроэнергии, произведенной с помощью возобновляемых источников энергии.Во многих частях света сильный ветер, но лучшие места для выработки энергии ветра иногда находятся в удаленных местах. Оффшорная ветроэнергетика предлагает огромный потенциал.

---

---

Производство энергии ветра с использованием энергии ветра ： Системы и решения ： Возобновляемые источники энергии

Производство энергии ветра означает получение электроэнергии путем преобразования энергии ветра в энергию вращения лопастей и преобразования этой энергии вращения в электрическую энергию с помощью генератора.Энергия ветра увеличивается пропорционально кубу скорости ветра, поэтому WTG следует устанавливать в зоне с более высокой скоростью ветра.
Мы работаем в партнерстве с производителями ветряных турбин, чтобы продавать ветровые турбины и строить электростанции, используя нашу торговую сеть. Мы также продолжаем разрабатывать электронные устройства, включая системы управления, используя наши знания и технологии, полученные в результате проектирования и производства тепловых и гидравлических электростанций. самостоятельно участвует в ветроэнергетическом бизнесе.Занимая позиции обеих сторон, производителя и пользователя, мы предлагаем решения для удовлетворения потребностей клиентов в самых разных ситуациях.

Легко устанавливаемая / управляемая ветряная электростанция, не беспокоясь об истощении запасов

В мире растет внедрение ветровой энергии, которая имеет следующие характеристики:

• • Нет CO ₂ выбросы

• • Ветер — это безопасный источник энергии, существующий повсюду, и не нужно беспокоиться о его истощении, таком как ископаемое топливо

• • Простое оборудование и удобство в эксплуатации

• • Незначительная привязанность к природе

В современном мире прогресс технологий для разработки более крупных WTG является значительным, и это приводит к увеличению выработки электроэнергии на одну единицу WTG и развитию большого количества WTG, называемого «ветряной электростанцией».Развиваются и технологии строительства морских ВТГ.

Высоконадежная ветряная турбина

Герметично закрытый синхронный генератор с постоянными магнитами (PMSG), обеспечивающий повышенную эффективность выработки электроэнергии без необходимости во внешней системе возбуждения

При возбуждении постоянными магнитами генератор обеспечивает работу без обслуживания и снижает частоту отказов за счет удаления контактных колец для внешнего возбуждения.Благодаря отсутствию необходимости во внешней системе возбуждения эффективность выработки электроэнергии увеличивается. Благодаря использованию систем водяного охлаждения и внутреннего охлаждения с вентилятором, генератор не забирает воздух извне, что подходит для использования в среде с большим количеством мелких частиц в космосе или прибрежных / морских районах.

Генератор на 2 МВ ВТГ

Более длинный отвал обеспечивает более высокое годовое производство энергии даже при низкой скорости ветра

Использование более длинного лезвия позволяет преобразовать больше энергии ветра в электричество.Для WTG типа U93 мощностью 2 МВт используются лопасти длиной 45 м и диаметром 93 м, что на 16% длиннее, чем у других производителей, что увеличивает площадь приема ветра и обеспечивает более высокое годовое производство энергии даже при низкой скорости ветра.

Схема гондолы

Используются

ПМСГ с коробкой передач и полноразмерным преобразователем.

Внутренняя конструкция гондолы 2 МВ WTG

2 МВт WTG

WTG Toshiba мощностью 2 МВт можно охарактеризовать следующими характеристиками:

• • Модель: U88E

• • Высокая надежность достигается за счет среднескоростного редуктора (1:72)

• • Малый синхронный генератор с постоянными магнитами (PMSG)

• • Герметичный генератор с водяным охлаждением

• • Соответствие высоковольтной системе в системе полного преобразователя

* Стандарт МЭК: справочная скорость ветра 50 м / с, средняя скорость ветра 8.5 м / с, экстремальная скорость ветра (Ve50) 70 м / с.

* Проконсультируйтесь с нами, если скорость ветра превышает 70 м / с.

Ветроэнергетический бизнес Toshiba

Чтобы удовлетворить потребности клиентов, Toshiba предоставляет всестороннюю поддержку в самых разных бизнес-ситуациях, от геологических / экологических исследований и бизнес-планирования до проектирования, производства, строительства, ввода в эксплуатацию и эксплуатации и технического обслуживания после запуска генератора.

Комплексная поддержка при назначении участков-кандидатов –Планирование–

Мы поддерживаем наших клиентов от назначения участков-кандидатов, включая геологические или экологические исследования, решения законодательных / нормативных вопросов до планирования строительства.Также мы предоставляем упаковочные решения с аккумулятором / вторичной батареей для стабильной выходной мощности генератора и оптимизируем точку установки с помощью микросайтинга с CFD для сложных наземных структур.

Достижение высокой ветроустойчивости с помощью длинных лопастей — Дизайн / Производство —

^{※ 1}

У нас есть различные WTG с длинными лопастями, которые покрывают широкий диапазон выносливой скорости ветра, поэтому мы можем предоставить WTG, подходящие для каждого объекта.Мы также продолжаем разрабатывать большие WTG для береговых и морских объектов, чтобы снизить удельную стоимость.

Надлежащая установка и безопасное обслуживание

Мы предлагаем подходящие методы установки для каждого объекта.
Toshiba в сотрудничестве с производителями ветряных турбин и другими отечественными субподрядчиками предоставляет разнообразные меню периодического обслуживания, ремонта, капитального ремонта и гарантии для обеспечения безопасной и стабильной работы.Что касается поставки запчастей, у нас есть запас запчастей у местных субподрядчиков для бесперебойной поставки.

Установка WTG

США добавили больше всего новых энергетических мощностей от ветра в 2020 году

Ветряная электростанция делит пространство с кукурузными полями за день до собрания в Айове, где сельское хозяйство и чистая энергия являются ключевыми проблемами, в Латимере, штат Айова, 2 февраля 2020 года.

Джонатан Эрнст | Reuters

В прошлом году 42% новых генерирующих мощностей в США.С. пришел из наземной энергии ветра — больше, чем из любого другого источника — согласно данным в серии отчетов Министерства энергетики (DOE) на этой неделе. Напротив, в прошлом году солнечная энергия составила всего 38% от новой мощности.

Измеряет мощность, которая представляет собой максимальное количество электроэнергии, которое может быть произведено в идеальных условиях, в то время как фактическое производство энергии может быть намного меньше этого идеального количества при изменении ветра.

В то время как мощность и выработка электроэнергии с помощью ветра могут варьироваться в зависимости от региона, ветер на суше в настоящее время является мощным, прерывистым источником энергии по всей территории США.S. Согласно исследованию Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Министерства энергетики США, в 2020 году к энергетической инфраструктуре США было добавлено рекордные 16 836 мегаватт новых наземных ветроэнергетических мощностей, что составляет около 24,6 миллиарда долларов инвестиций в новую ветроэнергетику.

В прошлом году, как отметило Министерство энергетики, энергия ветра смогла обеспечить более половины производства и продаж электроэнергии в нескольких штатах. Айова лидировала с ветроэнергетикой, обеспечивающей 57% выработки электроэнергии в штате.Однако в Айове много ветряных турбин, а население невелико.

Чаще всего ветер используется для выработки электроэнергии для электроэнергетики осенними и весенними ночами, а также зимой. (Вдоль побережья Мексиканского залива в Техасе ветровая энергия проявляется ближе к вечеру или ранним вечером летом.)

Рост наземной ветровой энергии в США в прошлом году был частично вызван налоговыми льготами на производство, которые готовы к получению. поэтапный отказ, обнадеживающий развитие до этого горизонта событий.

Усовершенствования ветроэнергетики также помогли стимулировать развитие наземной ветроэнергетики. По сравнению со старыми ветряными турбинами, последние модели имеют более высокие башни с более длинными лопастями, которые могут производить больше энергии, достигая более сильных ветров.

Помимо наземных ветряных электростанций, внутри страны ведется множество разработок оффшорных ветряных электростанций. Но в прошлом году оффшорные ветряные электростанции по-прежнему не работали на большей части территории США.

В Докладе Министерства энергетики США за 2021 год о оффшорном ветровом рынке вместо этого основное внимание уделяется «конвейеру» морских инициатив.В 2020 году морской трубопровод «вырос до потенциальной генерирующей мощности в 35 324 мегаватт (МВт)», что на 24% больше, чем в предыдущем году, говорится в отчете.

Ветряная электростанция на Блок-Айленде недалеко от Род-Айленда и пилотный проект прибрежной морской ветряной электростанции Вирджинии (у побережья Вирджиния-Бич) — первые две прибрежные ветряные электростанции, которые будут введены в эксплуатацию в США. Еще один проект, Vineyard Wind 1, к югу от Нантакета, штат Массачусетс, получил все разрешения и заключил контракты на продажу своей электроэнергии и доставку ее в сеть.

На стадии разработки находятся 15 других морских ветроэнергетических проектов, которые достигли стадии разрешения, и семь ветроэнергетических зон, которые могут быть сданы в аренду по усмотрению федерального правительства в будущем, говорится в отчете Министерства энергетики.

Администрация Байдена хочет увеличить мощность ветроэнергетики в США до 30 гигаватт к 2030 году в рамках своей цели по достижению к 2035 году энергетического сектора, свободного от углеродного загрязнения.

Потребуются другие формы чистой энергии, наряду со всеми видами ветра мощность, чтобы удовлетворить спрос на электроэнергию в США.С. при снижении выбросов парниковых газов.

ветроэнергетика | Мощность и факты

Ветровая энергия , форма преобразования энергии, при которой турбины преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую или электрическую энергию, которая может использоваться для выработки энергии. Энергия ветра считается возобновляемым источником энергии. Исторически сложилось так, что энергия ветра в виде ветряных мельниц веками использовалась для таких задач, как измельчение зерна и перекачка воды. Современные коммерческие ветряные турбины вырабатывают электроэнергию, используя энергию вращения для привода электрического генератора.Они состоят из лопасти или ротора и корпуса, называемого гондолой, которая содержит трансмиссию на вершине высокой башни. Самые большие турбины могут производить 4,8–9,5 мегаватт энергии, иметь диаметр ротора, превышающий 162 метра (около 531 фута), и прикреплены к башням, достигающим высоты 240 метров (787 футов). Наиболее распространенные типы ветряных турбин (которые производят до 1,8 мегаватт) намного меньше; они имеют длину лезвия около 40 метров (около 130 футов) и прикреплены к башням высотой примерно 80 метров (около 260 футов).Меньшие турбины можно использовать для электроснабжения отдельных домов. Ветряные электростанции — это районы, где несколько ветряных турбин сгруппированы вместе, обеспечивая больший общий источник энергии.

Ресурсы ветра рассчитываются на основе средней скорости ветра и распределения значений скорости ветра в определенной области. Территории сгруппированы по классам ветровой энергии от 1 до 7. Класс ветровой энергии 3 или выше (эквивалент плотности энергии ветра 150–200 Вт на квадратный метр или среднего ветра 5.1–5,6 метра в секунду [11,4–12,5 миль в час]) подходит для производства ветровой энергии в масштабах коммунального предприятия, хотя некоторые подходящие участки также можно найти в районах классов 1 и 2. В Соединенных Штатах имеются значительные ресурсы ветра. в районе Великих равнин, а также в некоторых прибрежных районах. По состоянию на 2018 год крупнейшей ветроэлектростанцией в мире была ветроэнергетическая база Цзюцюань, состоящая из более чем 7000 ветряных турбин в китайской провинции Ганьсу, которая вырабатывает более 6000 мегаватт электроэнергии.Одна из крупнейших в мире оффшорных действующих ветряных электростанций, London Array, занимает площадь в 122 квадратных километра (около 47 квадратных миль) на внешних подходах к устью Темзы и вырабатывает до 630 мегаватт электроэнергии. Hornsea One, который будет запущен в 2020 году и охватит территорию в 407 квадратных километров (около 157 квадратных миль) у побережья Англии Йоркшир, будет еще больше и будет производить около 1200 мегаватт электроэнергии. Для сравнения: мощность типичной новой угольной электростанции в среднем составляет около 550 мегаватт.

Подробнее по этой теме

турбина: Ограничения по ветроэнергетике

Не вся кинетическая энергия ветра может быть извлечена, потому что должна быть конечная скорость, когда воздух покидает лопасть. Это может быть …

К 2016 году на долю ветра приходилось около 4 процентов всей мировой электроэнергии. Производство электроэнергии с помощью ветра резко возросло из-за опасений по поводу стоимости нефти и последствий сжигания ископаемого топлива для климата и окружающей среды ( см. Также глобальное потепление).Например, с 2007 по 2016 год общая установленная мощность ветроэнергетики во всем мире увеличилась в пять раз с 95 до 487 гигаватт. Китай и США обладали наибольшим объемом установленной ветровой мощности в 2016 году (168,7 гигаватт и 82,1 гигаватт соответственно), и в том же году Дания вырабатывала наибольший процент своей электроэнергии за счет ветра (почти 38 процентов). По оценкам ветроэнергетики, к 2030 году мир может вырабатывать почти 20 процентов всей электроэнергии за счет энергии ветра.По разным оценкам, стоимость энергии ветра составляет 2–6 центов за киловатт-час, в зависимости от местоположения. Это сопоставимо со стоимостью угля, природного газа и других видов ископаемой энергии, которая колеблется от 5 до 17 центов за киловатт-час.

Проблемы крупномасштабного внедрения ветроэнергетики включают требования к размещению, такие как наличие ветра, эстетические и экологические проблемы, а также наличие земли. Ветряные электростанции наиболее рентабельны в районах с постоянными сильными ветрами; однако эти районы не обязательно находятся рядом с крупными населенными пунктами.Таким образом, линии электропередач и другие компоненты систем распределения электроэнергии должны иметь возможность передавать эту электроэнергию потребителям. Кроме того, поскольку ветер является непостоянным и непостоянным источником энергии, может потребоваться накопление энергии. Общественные правозащитные группы выразили обеспокоенность по поводу потенциальных нарушений, которые ветряные электростанции могут оказать на дикую природу и общую эстетику. Хотя ветряные генераторы обвиняли в ранении и гибели птиц, эксперты показали, что современные турбины мало влияют на популяции птиц.Национальное общество Одюбона, крупная экологическая группа, базирующаяся в Соединенных Штатах и ​​занимающаяся сохранением птиц и других диких животных, решительно поддерживает ветроэнергетику при условии, что ветряные фермы расположены надлежащим образом, чтобы минимизировать воздействие на мигрирующие популяции птиц и важные среда обитания диких животных.

ветряные турбины: удар

Чтобы помочь оценить визуальное воздействие морских ветряных турбин, эта фотография побережья была подготовлена ​​с изображениями типичной ветряной турбины, модифицированной так, чтобы показать ее внешний вид на различных расстояниях от береговой линии.

© Deepwater Wind Holdings, LLC Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Информация и факты о ветроэнергетике

Ветер — это движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления. На самом деле ветер существует потому, что Солнце неравномерно нагревает поверхность Земли. Когда горячий воздух поднимается, более холодный воздух заполняет пустоту. Пока светит солнце, будет дуть ветер. А ветер издавна служил источником энергии для людей.

Древние мореплаватели ловили ветер парусами. Когда-то фермеры использовали ветряные мельницы для измельчения зерна и перекачивания воды. Сегодня все больше и больше ветряных турбин выжимают из ветра электричество. За последнее десятилетие использование ветряных турбин увеличивалось более чем на 25 процентов в год. Тем не менее, он обеспечивает лишь небольшую часть мировой энергии.

Погода 101

Погода на нашей планете может быть очень суровой — от волн тепла и града до тайфунов и торнадо. Узнайте, что заставляет природу высвободить свою ярость.

Как это работает

Большая часть энергии ветра поступает от турбин, которые могут достигать высоты 20-этажного здания и иметь три лопасти длиной 200 футов (60 метров). Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, соединенный с генератором, вырабатывающим электричество.

Самые большие ветряные турбины вырабатывают достаточно электроэнергии в год (около 12 мегаватт-часов) для снабжения около 600 домов в США. Ветряные электростанции имеют десятки, а иногда и сотни таких турбин, выстроенных вместе в особенно ветреных местах.Небольшие турбины, установленные на заднем дворе, могут производить достаточно электроэнергии для одного дома или небольшого предприятия.

Быстро развивающаяся ветроэнергетика

Ветер — это чистый источник возобновляемой энергии, не вызывающий загрязнения воздуха и воды. А поскольку ветер здесь бесплатный, эксплуатационные расходы после установки турбины практически равны нулю. Массовое производство и технический прогресс удешевляют турбины, и многие правительства предлагают налоговые льготы, чтобы стимулировать развитие ветроэнергетики.

К недостаткам можно отнести жалобы местных жителей на уродливые и шумные ветряные турбины.Медленно вращающиеся лезвия также могут убивать птиц и летучих мышей, но не так много, как автомобили, линии электропередач и высотные здания. Ветер тоже переменчив: если он не дует, электричество не вырабатывается.

Тем не менее, ветроэнергетика процветает. Благодаря глобальным усилиям по борьбе с изменением климата, таким как Парижское соглашение, возобновляемые источники энергии переживают бум роста, причем энергия ветра лидирует. С 2000 по 2015 год совокупная ветровая мощность во всем мире увеличилась с 17 000 мегаватт до более чем 430 000 мегаватт.В 2015 году Китай также обогнал ЕС по количеству установленных ветряных турбин и продолжает лидировать в установке.

Отраслевые эксперты прогнозируют, что при сохранении таких темпов роста к 2050 году одна треть мировых потребностей в электроэнергии будет удовлетворяться за счет энергии ветра.

Энергия ветра 101: все, что вам нужно знать

Что такое энергия ветра?

Обладая такими разнообразными экологическими последствиями, как щадящее опыление пшеницы и кукурузы до разрушительных ураганов, обрушивающихся на деревья и дома, ветер доносит нас повсюду.Но что на самом деле заставляет ветер дуть?

---

Согласно веб-странице Министерства энергетики США, ветер технически является формой солнечной энергии в том смысле, что неравномерное нагревание атмосферы Земли является одним из трех факторов, вызывающих его. Неровности поверхности Земли — то есть любые вариации нашей топографии — и вращение планеты. Впоследствии эти факторы влияют на то, насколько быстро и в каком направлении движется воздух в атмосфере.

Чтобы преобразовать энергию движения воздуха в механическую, разработчики энергии ветра обычно устанавливают массивные турбины, которые вращаются, как вертушки, на обширных участках суши или моря.

Где можно построить ветряные электростанции?

Тед Горовиц / Банк изображений / Getty Images

Возможно, американцы больше всего знакомы с открытыми полями, полными ветряных турбин, но береговые ветряные электростанции — лишь часть ландшафта ветроэнергетики. Значительно меньший, но быстрорастущий сектор отрасли стремится размещать ветряные турбины в больших водоемах, таких как озера и океаны.

Помимо больших водоемов, «лучшие места с точки зрения ветровых ресурсов, как правило, находятся высоко в горах, на больших открытых полях или на краю водоемов», — заявила консалтинговая компания по возобновляемым источникам энергии в пресс-релизе. отраслевое издание.Доступ к линиям электропередачи также имеет решающее значение для транспортировки безуглеродной энергии, часто производимой в сельских или отдаленных районах, в энергоемкие, населенные городские и пригородные центры.

Однако, хотя большинство ветряных турбин необходимо закрепить на каком-либо устойчивом рельефе, появляется еще один класс ветряных электростанций. Плавучие оффшорные ветряные электростанции разрабатываются в США и за рубежом, чтобы открыть обширные участки потенциальных новых оффшорных ветряных электростанций.

Согласно отчету одной аналитической фирмы, более 26.К 2035 году по всей планете планируется построить 2 ГВт плавучих морских ветроэнергетических установок, а разработчики в таких странах, как Португалия и Япония, организуют испытания этой технологии.

Вид с воздуха на строительную площадку морской ветряной электростанции, инвестированной China Three Gorges Renewables (Group) Co., Ltd, 15 июля 2021 года в Янцзян, провинция Гуандун, Китай. Лян Вендун / VCG через Getty Images

Equinor, крупный девелопер энергетики, который исторически занимался переработкой нефти, но в последние годы расширил свою деятельность на оффшорную ветроэнергетику, построил первую в мире плавучую морскую ветряную электростанцию ​​в США.K. в 2017 году. По словам норвежского энергетического разработчика, с тех пор у нее было лучшее соотношение фактической выработки энергии к максимально возможной по сравнению с любой другой ветроэлектростанцией в Великобритании.

В США, штат Мэн, находится на ранней стадии размещения первого в стране плавучего морского ветряного массива в федеральных водах — пилотного проекта, проводимого в партнерстве с государственным университетом и разработчиками. А в Калифорнии, штате, прибрежные воды которого, как правило, намного глубже, чем в штатах Восточного побережья, плавучие оффшорные ветряные электростанции рекламируются как способ для США.S. для достижения цели оффшорной ветроэнергетики, а также для Калифорнии, чтобы выполнить свой собственный крайний срок декарбонизации.

В каких штатах и ​​странах больше всего ветряных ферм?

Независимо от местоположения, более четырех пятых штатов США имели проекты ветроэнергетики коммунального масштаба, а это означает, что вырабатываемая мощность была достаточно большой, чтобы повлиять на работу электросети. Несмотря на репутацию Среднего Запада как сильного ископаемого топлива, пять штатов, которые вырабатывали больше всего энергии ветра в 2020 году, были Техас, Айова, Оклахома, Канзас и Иллинойс, на которые приходилось более половины всей ветровой генерации страны, по данным U.Веб-страница S. Energy Information Administration.

В настоящее время очень мало мегаватт вырабатывается проектами морской ветроэнергетики США, такими как ветряная электростанция Block Island мощностью 30 МВт в Род-Айленде. Однако многие проекты, в том числе недавно утвержденный Vineyard Wind I, который будет поставлять сотни мегаватт в региональную сеть, в настоящее время находятся на различных стадиях разработки.

Ветряные электростанции в США вырабатывают около одной пятой всей ветровой электроэнергии всей планеты. Тем не менее, Китай лидирует в мире по производству электроэнергии на основе ветра, имея более чем вдвое больше, чем США.С. производит. Отсюда Германия, Индия и Великобритания замыкают пятерку стран-производителей ветровой энергии.

Но страны с наибольшим количеством установленных ветряных турбин не обязательно являются теми странами, которые обладают наибольшим потенциалом производства ветровой энергии. Например, Россия, Сомали, Оман, Вьетнам, Исландия и Казахстан имеют «небольшую установленную мощность ветряных электростанций или совсем не имеют ее» по сравнению с их фактическим потенциалом, согласно проекту новостей энергетики, частично спонсируемому Испанской ассоциацией ветроэнергетики.

Предполагаемые проблемы с ветроэнергетикой

Красный коршун (Milvus milvus) пролетает перед ветряной турбиной 24 мая 2020 года в Бранденбурге, Зиверсдорф. Патрик Плёль / Picture Alliance через Getty Images

Хотя источник энергии не выделяет парниковые газы при выработке электроэнергии, в этой отрасли есть свои сложности.

Смерть летающих животных и нарушение среды обитания

Активные ветряные электростанции действительно убивают летающих животных, таких как птицы и летучие мыши, но не так.В то время как птиц убивают, когда их ударяет лезвие, летучие мыши умирают, когда «волна давления от вращающихся лезвий ударяет [их] и повреждает их внутренние органы», согласно веб-странице Университета штата Орегон.

Американская консерватория птиц изучила многочисленные исследования и обнаружила, что оценки варьируются от как минимум 140 000 птиц, ежегодно погибающих от ветряных турбин, до потенциально 679 089 птиц. А ветряные турбины были названы величайшей угрозой для летучих мышей в США, в результате чего были приняты руководящие принципы отраслевой торговой группы, призванные сократить количество смертельных случаев за счет таких действий, как снижение скорости вращения турбин.

Однако исследователи активно тестируют технологии обнаружения и мониторинга, чтобы ограничить количество смертей птиц и летучих мышей от ударов ветряных турбин, а также оценивают трупы мертвых животных возле турбин, чтобы определить, какие виды подвержены ударам. Считается, что другие методы, такие как окраска ветряных турбин в черный цвет, сводят к минимуму количество ударов и смертей.

Кроме того, строительство ветряных электростанций и текущая деятельность по выработке электроэнергии могут привести к потере среды обитания как для летающих, так и для наземных существ.На Западе США птице, известной как шалфейный тетерев, требуются обширные участки полыни, но ветряные электростанции разбивают эту среду обитания на более мелкие участки. Перелетные парящие птицы, такие как черные коршуны, также теряют среду обитания, когда их заставляют летать вокруг ветряных электростанций.

Возможность вторичного использования ветряных турбин

Другая жалоба ветроэнергетики заключается в том, что массивные лопасти, которые вращаются для создания этой энергии, не являются экологически чистыми. Лезвия имеют длину более 100 футов, поэтому их непросто доставить на место.Но для того, чтобы сломать ветряную турбину, рассчитанную на экстремальные погодные условия, нужно разрезать лопасти и вынести их на свалку для захоронения.

Компании, заинтересованные в успехе отрасли, говорят, что их сотрудники работают над переработкой лопастей ветряных турбин. Например, GE Renewable Energy и Veolia North America объявили в конце 2020 года, что компании работают вместе над разработкой кольцевой утилизации для ветряных турбин, первой такой программы в стране.

Требуемое пространство

При весе более 1000 тонн ветряные турбины могут достигать сотни футов в высоту с лопастями, которые длиннее футбольного поля.По данным энергетической компании Arcadia, для получения одной МВт энергии ветра на суше требуется до 50 акров площади.

Даже в открытом океане возникают проблемы, связанные с размещением и требованиями к пространству оффшорных ветряных электростанций. Например, рыбаки в заливе Мэн протестуют против развития ветроэнергетики на шельфе отчасти из-за проблем с судоходством.

Требование действовать на огромных участках открытого пространства является препятствием для некоторых противников, особенно для тех, кто хочет использовать эту землю для других целей.

«Развитие ветровых ресурсов может быть не самым прибыльным видом использования земли», — отмечает на своей веб-странице Министерство энергетики США. «Земля, подходящая для установки ветряных турбин, должна конкурировать с альтернативными видами использования земли, которые могут быть более ценными, чем производство электроэнергии».

В то время как общины сельскохозяйственных угодий, в частности, с осторожностью относятся к количеству потенциально плодородных земель, используемых для огромных ветряных электростанций, проекты двойного назначения все чаще становятся частью разговоров об энергии ветра.Согласно официальному документу 2018 года, написанному лектором Школы государственной политики Форда Мичиганского университета, ветровую энергию следует рассматривать как ключевой метод сохранения сельскохозяйственных угодий, поскольку арендные платежи, которые застройщик вносит мелким землевладельцам, могут помочь в преодолении мостов. финансовые пробелы и приносят больше денег в местную экономику.

Ограничения передачи

Из-за огромного количества места, необходимого для ветряной электростанции, естественно, трудно разместить ветряную электростанцию ​​слишком близко к развитому городскому центру, у которого нет большого количества пустых акров для строительства.Тем не менее, в сельских районах исторически были проблемы с достаточной передающей инфраструктурой, а это означает, что не хватало опор, линий электропередач и аналогичных сооружений для передачи всей электроэнергии, вырабатываемой ветряной электростанцией, в места, где требуется вся эта электроэнергия.

Аналогичные проблемы возникают и в отношении передачи ветра на море.

Федеральное правительство ранее публиковало отчеты, в которых объяснялось, что треть всей потребности страны в электроэнергии может быть удовлетворена за счет энергии ветра, если будет построено достаточно новых линий электропередачи.

Однако, «в базовом сценарии без расширения передачи, существенное сокращение использования возобновляемых источников энергии — периоды, когда операторам ветряных электростанций говорят не производить энергию из-за ограниченной мощности сети — может стать серьезной проблемой», — отмечается в отчете. «В этом сценарии около 15,5% ветроэнергетических мощностей не используется с последующим увеличением стоимости системы в результате простоя ветровой генерации».

Кроме того, федеральное исследование также показало, что «если будет построено всего четыре предлагаемых в настоящее время проекта передачи [по состоянию на 2017 год], сокращение ветровой нагрузки может быть уменьшено примерно наполовину, что снизит потерянный генерирующий потенциал до 7.8%. «

Жалобы на мерцание теней и шум

Некоторые люди, живущие рядом с ветряными электростанциями, жалуются на эффект мерцания теней, отбрасываемых вращающимися лопастями ветряных турбин, когда солнце находится низко в небе.

«Хотя во многих случаях мерцание тени происходит всего несколько часов в году, оно потенциально может создавать неудобства для домовладельцев в непосредственной близости от турбин», — отмечается на веб-странице Министерства энергетики США. Некоторые люди, живущие рядом с ветряными электростанциями или турбинами, сообщают о головных болях из-за мерцания, в то время как другие жалуются на уровень шума.

Тем не менее, исследования, проведенные для изучения любой корреляции между воздействием на здоровье и ветряными турбинами или их мерцанием и шумом турбины, не дали мало доказательств, помимо стресса и раздражения.

В заявлении о позиции на 2019 год, составленном после того, как официальные лица округа Сан-Диего, Калифорния, изучили доступные опубликованные исследования, отмечается, что «большинство доказательств показывает, что, хотя шум от ветряных турбин не имеет причинной связи с неблагоприятным воздействием на здоровье, ветровые турбины могут быть источник раздражения для небольшого меньшинства жителей общины.Это раздражение может вызвать стресс у этих людей, и этот стресс может быть связан с определенными зарегистрированными последствиями для здоровья ».

Тем не менее, далее в заявлении говорится, что «масса доказательств свидетельствует о том, что при правильном размещении ветряные турбины не оказывают неблагоприятного воздействия на здоровье».

Перемежаемость

Несмотря на технологии прогнозного моделирования, которые обычно предоставляют разработчикам информацию о том, на что похож ветровой ресурс в данной области, скорость ветра может изменяться быстро и без особого уведомления.Из-за такой перемежаемости проектировщикам сети сложнее узнать, сколько энергии будет передано в их системы конкретной ветряной электростанцией или турбиной.

Из-за этой изменчивости резервная мощность используется в качестве буфера на случай, если в сеть поступит недостаточное количество энергии. И наоборот, аккумуляторные системы хранения все чаще строятся вместе с проектами по возобновляемым источникам энергии, такими как ветряные электростанции, для хранения и последующего использования избыточной энергии ветра.

Интересно, что в статье 2015 года в Scientific American говорится, что чем больше ветряная электростанция, тем меньше требуется соответствующих резервных мощностей.

«Хотя на первый взгляд может показаться, что добавление слишком большого количества возобновляемой энергии может дестабилизировать хрупкий баланс электрической сети, оказывается, что возобновляемая энергия фактически становится более предсказуемой, поскольку количество возобновляемых генераторов, подключенных к сети, увеличивается благодаря эффекту географического разнообразия и закона больших чисел », — говорится в статье.

Планы развития ветроэнергетики США

Дерево Джошуа выделяется на фоне ветряных турбин Мансанас возле гор Техачапи 16 февраля 2021 года в Розамонд, Калифорния.Джина Ферацци / Los Angeles Times через Getty Images

Ранее в этом году президент Джо Байден объявил новую цель в области возобновляемых источников энергии для страны: 30 ГВт морской ветровой энергии к 2030 году. Закупка такого количества морской ветровой энергии станет важным шагом на пути к достижению общей федеральной цели по закупке 100% чистой энергии. к 2035 г.

До этого объявления оффшорная ветроэнергетическая промышленность уже набирала обороты вдоль восточного побережья, особенно на северо-востоке.Поддерживающие правительства штатов в Средней Атлантике и Новой Англии обычно расстилали красную ковровую дорожку для отрасли, привлеченные обещаниями надежных, высокооплачиваемых рабочих мест для своих избирателей и стимулом для достижения целей декарбонизации своего штата.

Тем не менее, даже в штатах, которым нужен морской ветер, традиционные местные отрасли промышленности, привыкшие к полному доступу к различным участкам суши и моря, ополчились на совместное использование пространства с ветроэнергетикой.

Например, штат Мэн может стремиться воспользоваться возможностями, присущими созданию крупной зарождающейся энергетической отрасли, но ему необходимо было отреагировать на местные опасения относительно того, как новая отрасль может ограничить прибыльность в существующих секторах.С этой целью губернатор недавно подписал закон, запрещающий разработку новых морских ветроэнергетических установок в водах штата в течение десяти лет, что является серьезной уступкой государственной промысловой индустрии омаров.

Несмотря на местную бюрократию, ветроэнергетика добилась огромного прогресса в 2020 году, согласно трем отчетам, опубликованным федеральным правительством только на этой неделе, чтобы подчеркнуть достижения отрасли.

В целом, «рекордные 16 836 МВт новых наземных ветроэнергетических мощностей [были] добавлены в 2020 году, что составляет 24 доллара.6 миллиардов инвестиций в новые ветроэнергетические проекты, «согласно сопроводительному пресс-релизу», отмечая, что цены на турбины также «резко упали по сравнению с уровнями десятилетней давности, с 1800 долларов за киловатт в 2008 году до 770–850 долларов за киловатт сейчас».

Несмотря на поддержку федерального правительства, другие национальные приоритеты иногда могут вступать в противоречие со стремлением к развитию ветроэнергетики. Например, ВМС США ранее создавали серьезные препятствия для развития морских ветров у тихоокеанского побережья Калифорнии из-за того, что они предпочитают, чтобы их корабли не создавали никаких потенциальных препятствий.

Бриджит — внештатный репортер и автор информационных бюллетеней из Вашингтона, округ Колумбия. В первую очередь она пишет об энергии, сохранении и окружающей среде. Уроженка Филадельфии, она окончила Эмерсон-колледж в 2016 году по специальности журналистика и специализация в области экологических исследований.

No related posts.