Njemačka gradi najvišu vjetroelektranu na svijetu

Vjetroelektrane u Njemačkoj i njihova popularnost.

Tko, ako ne pažljivi i marljivi Nijemci, zna puno o modernim tehnologijama? U Njemačkoj se rađaju najkvalitetniji i najpouzdaniji automobili. A Vlada je ozbiljno zabrinuta zbog financijskih troškova svojih građana. Dakle, Njemačka je 2018. godine zauzela 3. mjesto (nakon Sjedinjenih Američkih Država i Kine) u proizvodnji električne energije pomoću ... vjetra! Nijemci već godinama promiču ideju korištenja vjetrenjača za proizvodnju električne energije. Mali i veliki, visoki i niski, postavljeni su po cijeloj zemlji i omogućuju državi da odustane od izgradnje štetnijih i opasnijih elektrana.

Brojevi i detalji

Na sjeveru Njemačke postavljena je cijela dolina vjetroelektrana koje se mogu vidjeti na mnogo kilometara. Divovske vjetroturbine su ekološki prihvatljive i učinkovite, ne zahtijevaju održavanje i s pravom se smatraju izvorom energije budućnosti. Snaga opreme izravno ovisi o njegovoj visini! Što je turbina viša, proizvodi više električne energije. Zato programeri tu ne staju: u gradiću Heidorfu nedavno je postavljena nova vjetroturbina maksimalne visine od čak 247 metara! Osim glavne turbine, elektrana ima 3 dodatne, svaka visoka 152 metra. Zajedno, njihova snaga dovoljna je da u potpunosti opskrbe električnom energijom tisuću domova.

Novi dizajn također sadrži inovativnu tehnologiju skladištenja električne energije. Praktični i pametni Nijemci koriste prostrane spremnike s zalihama čiste vode, koji sprječavaju pad snage u nedostatku vjetrovitog vremena. Tehnologija budućnosti smatra se nevjerojatno obećavajućom, pa mnoge zemlje pokušavaju slijediti primjer Njemačke. No, malo je vjerojatno da će ova zemlja biti nadmašena... Do danas, kapacitet svih ugrađenih vjetroturbina premašuje 56 GW, što je više od 15% ukupnog udjela energije vjetra na planeti. U cijeloj Njemačkoj može se izbrojati preko 17.000 vjetrenjača, a njihova proizvodnja odavno je stavljena na traku.

Je li budućnost u snazi ​​vjetra?

Njemačka je vlada prvi put razmišljala o postavljanju vjetroelektrana nakon strašne katastrofe koja se dogodila u Černobilu 1986. godine.Uništenje divovske nuklearne elektrane, koje je imalo strašne posljedice, natjeralo je mnoge čelnike svjetskih država na razmišljanje o promjenama u elektroprivredi. Danas se više od 7% električne energije u Njemačkoj proizvodi električnim generatorima.

Čelnici zemlje također aktivno razvijaju offshore elektroenergetsku industriju. Prva vjetroturbina, smještena u moru, pojavila se u rukama Nijemaca prije 12 godina. Danas u Baltičkom moru radi punopravna, komercijalna vjetroelektrana, a u bliskoj budućnosti planira se otvaranje još dvije vjetroelektrane u Sjevernom moru.

Međutim, nije sve tako jednostavno kao što se čini na prvi pogled. Čak i takva ekološki prihvatljiva metoda proizvodnje električne energije ima gorljive protivnike. Među njihovim glavnim argumentima je visoka cijena takvih struktura, što negativno utječe na državni proračun. A također i njihov neestetski izgled. Da, da, dobro ste čuli! Neki vjeruju da im ugrađene vjetroturbine onemogućuju uživanje u slikovitoj ljepoti prirode, što je, po njihovom mišljenju, puno gore od trovanja same ekologije konvencionalnim izvorima električne energije. Postoji još jedan argument “zlobnika” vjetroelektrana! Njihovo bučno zujanje ometa miran život ljudi čije se kuće nalaze u neposrednoj blizini odlagališta otpada.

Kako god bilo, nemoguće je osporiti popularnost vjetroelektrana u Njemačkoj i trend povećanja njihovog broja. Vlada se samouvjereno kreće u zadanom smjeru, planirajući razvijati i konvencionalnu i offshore energiju vjetra.

Također zanimljivo:

Najmoćnija vjetroelektrana

Stvaranje male elektrane je neisplativo.U ovoj industriji postoji jasno pravilo - isplativo je ili imati privatnu vjetrenjaču za servisiranje kuće, farme, malog sela ili graditi veliku elektranu regionalnog značaja, koja radi na razini energetskog sustava zemlje. . Stoga se u svijetu neprestano stvaraju sve snažnije stanice koje proizvode veliku količinu električne energije.

Najveća svjetska vjetroelektrana, koja proizvodi gotovo 7,9 GW energije godišnje, je kineski Gansu. Energetske potrebe gotovo dvije milijarde Kine su ogromne, što prisiljava izgradnju velikih stanica. Do 2020. planira se dostići kapacitet od 20 GW.

Godine 2011. puštena je u rad indijska tvornica Muppandal, s instaliranom snagom od 1,5 GW.

Treća najveća tvornica s proizvodnim kapacitetom od 1064 GW godišnje je indijski Jaisalmer Wind Park, koji radi od 2001. godine. U početku je snaga stanice bila manja, ali je nakon niza nadogradnji dosegla sadašnju vrijednost. Takvi se parametri već približavaju pokazateljima prosječne hidroelektrane. Ostvareni obujmi proizvodnje električne energije počinju izbacivati ​​energiju vjetra iz kategorije minornih u glavne pravce energetske industrije, stvarajući široke perspektive i mogućnosti.

Borba protiv vjetrenjača

Postoji još jedan problem – protivljenje ekologa. Iako je većina ekoloških organizacija za energiju vjetra, ima i onih koji su protiv. Ne žele da se vjetroelektrane grade na saveznim zemljištima i u područjima s netaknutom prirodom. Vjetroelektranama se često protive i lokalni stanovnici koji ne vole što vjetroturbine kvare pogled, a njihove lopatice ispuštaju neugodan zvuk.

Skupovi protiv vjetroelektrana

Danas u Njemačkoj postoji više od 200 građanskih inicijativa koje prosvjeduju protiv izgradnje vjetroturbina. Tvrde da vlada i energetski koncern pokušavaju pretvoriti tradicionalnu pristupačnu energiju u skupu "ekološki prihvatljivu" energiju.

“To je posao kao i obično. Izgradnja vjetroelektrana i proizvodnja vjetroagregata troši mnogo energije. Zamjena starih vjetroagregata novima, njihovo održavanje i zbrinjavanje te državne subvencije skupi su za porezne obveznike. Poruka o smanjenju emisije CO2 nije uvjerljiva”, tvrde aktivisti protiv vjetroelektrana.

Planirajte povećanje kapaciteta vjetroturbina

Unatoč napretku i znanju stečenom tijekom više od tri desetljeća, industrija vjetroenergije još uvijek poduzima prve korake. Njegov udio danas iznosi oko 16% ukupne energije proizvedene u Njemačkoj. Međutim, udio energije vjetra definitivno će rasti kako se vlade i javnost kreću prema električnoj energiji bez ugljika. Novi istraživački programi usmjereni su na razvoj tehnologija, optimizaciju rada i proizvodnje, povećanje fleksibilnosti elektroenergetskog sustava i smanjenje troškova.

Ovo je zanimljivo: fizičari iz Rusije poboljšali su učinkovitost solarnih panela za 20%

Javno mišljenje

Informacije o energiji vjetra u Njemačkoj 2016: proizvodnja električne energije, razvoj, ulaganja, kapacitet, zapošljavanje i javno mnijenje.

Od 2008. energija vjetra uživa vrlo visoku prihvaćenost u društvu.

U Njemačkoj su stotine tisuća ljudi uložile u civilne vjetroelektrane diljem zemlje, a tisuće malih i srednjih poduzeća uspješno posluju u novom sektoru koji je 2015. zapošljavao 142.900 ljudi i 2016. proizveo 12,3 posto njemačke električne energije. .

U posljednje vrijeme, međutim, došlo je do povećanja lokalnog otpora na ekspanziju vjetroelektrane u Njemačkoj zbog njezina utjecaja na krajolik, slučajeva krčenja šuma za izgradnju vjetroturbina, niskofrekventne emisije buke i negativnih utjecaja na divlje životinje kao što su kao ptice grabljivice i šišmiši.

Državna potpora

Njemačka savezna vlada od 2011. radi na novom planu za povećanje komercijalizacije obnovljive energije, s posebnim naglaskom na vjetroelektrane na moru.

Njemačka je 2016. odlučila zamijeniti feed-in tarife aukcijama iz 2017., navodeći zrelu prirodu tržišta energije vjetra, koje se na taj način najbolje opslužuje.

energetski prijelaz

Politika "Energiewende" iz 2010. usvojena je od strane njemačke savezne vlade i dovela je do velike ekspanzije u korištenju obnovljive energije, posebno energije vjetra. Udio obnovljive energije u Njemačkoj porastao je s oko 5% u 1999. na 17% u 2010., približavajući se prosjeku OECD-a od 18%. Proizvođačima je zajamčena fiksna feed-in tarifa na 20 godina, koja jamči fiksni prihod. Formirane su energetske zadruge i nastojalo se decentralizirati kontrolu i profit. Velike energetske tvrtke drže nerazmjerno mali udio na tržištu obnovljive energije.Nuklearne elektrane su zatvorene, a postojećih 9 elektrana zatvorit će se prije nego što je potrebno 2022. godine.

Smanjena ovisnost o nuklearnim elektranama dosad je rezultirala povećanom ovisnošću o fosilnim gorivima i uvozu električne energije iz Francuske. Međutim, uz dobar vjetar, Njemačka izvozi u Francusku; u siječnju 2015. prosječna cijena iznosila je 29 €/MWh u Njemačkoj i 39 €/MWh u Francuskoj. Jedan od čimbenika koji ometa učinkovito korištenje novih obnovljivih izvora energije bio je nedostatak povezanih ulaganja u energetsku infrastrukturu (SüdLink) za dovođenje električne energije na tržište. Ograničenja prijenosa ponekad prisiljavaju Njemačku da plati dansku energiju vjetra za zaustavljanje proizvodnje; u listopadu/studenom 2015. to je bilo 96 GWh po cijeni od 1,8 milijuna eura.

U Njemačkoj postoje različiti stavovi prema izgradnji novih dalekovoda. Zamrznute su tarife za industriju, pa su se povećani troškovi Energiewendea prenijeli na potrošače koji su imali veće račune za struju. Nijemci su 2013. godine imali neke od najvećih troškova struje u Europi.

energija vjetra na moru

Vetroelektrane na moru u njemačkom zaljevu

Energija vjetra na moru također ima veliki potencijal u Njemačkoj. Brzine vjetra na moru su 70-100% brže nego na kopnu i mnogo konstantnije. Nova generacija vjetroturbina od 5 MW ili više sposobnih iskoristiti puni potencijal energije vjetra na moru već je razvijena, a dostupni su i prototipovi.To omogućuje profitabilno upravljanje vjetroelektranama na moru nakon što se prevladaju uobičajene početne poteškoće povezane s novim tehnologijama.

15. srpnja 2009. godine završena je izgradnja prve njemačke vjetroturbine na moru. Ova turbina je prva od 12 vjetroturbina za alpha ventus offshore vjetroelektrane u Sjevernom moru.

Nakon nuklearne nesreće elektrane u Japan u 2011 Njemačka savezna vlada radi na novom planu za povećanje komercijalizacije obnovljive energije, s posebnim naglaskom na vjetroelektrane na moru. Prema planu, velike vjetroturbine bit će postavljene dalje od obale, gdje vjetar puše stabilnije nego na kopnu i gdje goleme turbine neće ometati stanovnike. Plan ima za cilj smanjiti njemačku ovisnost o energiji iz ugljena i nuklearnih elektrana. Njemačka vlada želi instalirati 7,6 GW do 2020. i 26 GW do 2030. godine.

Glavni problem bit će nedostatak dovoljnog mrežnog kapaciteta za prijenos električne energije proizvedene u Sjevernom moru do velikih industrijskih potrošača u južnoj Njemačkoj.

U 2014. njemačkim vjetroelektranama na moru dodano je 410 turbina snage 1747 megavata. Zbog još nezavršenog priključenja na mrežu, krajem 2014. godine u mrežu su dodane samo turbine ukupne snage 528,9 megavata. Unatoč tome, krajem 2014. Njemačka je navodno probila barijeru vjetroelektranama na moru. utrostručila se na preko 3 gigavata snage, što pokazuje rastuću važnost ovog sektora.

Ekonomska opravdanost izgradnje vjetroelektrana

Prije donošenja odluke o izgradnji vjetroelektrane na određenom području, provode se temeljita i opsežna istraživanja. Stručnjaci doznaju parametre lokalnih vjetrova, smjer, brzinu i druge podatke. Važno je napomenuti da su meteorološke informacije u ovom slučaju od male koristi, jer se prikupljaju na različitim razinama atmosfere i imaju različite ciljeve.

Dobiveni podaci predstavljaju osnovu za izračun učinkovitosti, očekivane produktivnosti i kapaciteta postrojenja. S jedne strane uzimaju se u obzir svi troškovi za izradu stanice, uključujući nabavu opreme, isporuku, montažu i puštanje u rad, operativne troškove itd. S druge strane izračunava se dobit koju rad stanice može donijeti. Dobivene vrijednosti se međusobno uspoređuju, uspoređuju s parametrima drugih postaja, nakon čega se donosi presuda o stupnju svrsishodnosti izgradnje stanice u određenoj regiji.

energija vjetra na moru

Položaj njemačkih vjetroelektrana u Sjevernom moru

Prva njemačka vjetroturbina na moru (na moru, ali blizu obale) postavljena je u ožujku 2006. Turbinu je postavio Nordex AG 500 metara od obale Rostocka.

Turbina snage 2,5 MW s promjerom lopatice 90 metara postavljena je na morskom području dubine 2 metra. Promjer temelja 18 metara. U temelj je postavljeno 550 tona pijeska, 500 tona betona i 100 tona čelika. Konstrukcija ukupne visine 125 metara postavljena je iz dva pontona površine 1750 i 900 m².

U Njemačkoj postoji 1 komercijalna vjetroelektrana u Baltičkom moru - Baltic 1 (en: Baltic 1 Offshore Wind Farm), dvije vjetroelektrane u Sjevernom moru su u izgradnji - BARD 1 (en: BARD Offshore 1) i Borkum West 2 (hr: Trianel Windpark Borkum) na obali otoka Borkum (Frizijski otoci). Također u Sjevernom moru, 45 km sjeverno od otoka Borkum, nalazi se testna vjetroelektrana Alpha Ventus (en: Alpha Ventus Offshore Wind Farm).

Do 2030. Njemačka planira izgraditi 25.000 MW elektrana na moru u Baltičkom i Sjevernom moru.

Prednosti i nedostaci WPP-a

Danas u svijetu postoji više od 20.000 vjetroelektrana različitih kapaciteta. Većina ih je instalirana na obalama mora i oceana, kao iu stepskim ili pustinjskim regijama. Vjetroelektrane imaju brojne prednosti:

• nema potrebe za pripremanjem prostora za postavljanje instalacija
• popravak i održavanje vjetroelektrana puno su jeftiniji od bilo koje druge stanice
• gubici u prijenosu su znatno manji zbog blizine potrošača
• nema štete za okoliš
• izvor energije je potpuno besplatan
• zemljište između instalacija može se koristiti u poljoprivredne svrhe

Istodobno, postoje i nedostaci:

• nestabilnost izvora prisiljava korištenje velikog broja baterija
• jedinice stvaraju buku tijekom rada
• treperenje s oštrica vjetrenjača vrlo negativno djeluje na psihu
• trošak energije je mnogo veći nego kod drugih metoda proizvodnje

Dodatni nedostatak je visok investicijski trošak projekata takvih stanica, koji se sastoji od cijene opreme, troškova transporta, montaže i rada.Uzimajući u obzir životni vijek zasebne instalacije - 20-25 godina, mnoge stanice su neisplative.

Nedostaci su prilično značajni, ali nedostatak drugih prilika smanjuje njihov utjecaj na odluke. Za mnoge regije ili države energija vjetra je glavni način dobivanja vlastite energije, a ne ovisi o dobavljačima iz drugih zemalja.

Know-how u Gaildorfu

U prosincu 2017. njemačka tvrtka Max Bögl Wind AG lansirala je najvišu vjetroturbinu na svijetu. Nosač ima visinu od 178 m, a ukupna visina tornja, s obzirom na lopatice, iznosi 246,5 m.

Početak izgradnje vjetroturbine u Gaildorfu

Novi vjetrogenerator nalazi se u njemačkom gradu Gaildorfu (Baden-Württemberg). Dio je skupine od četiri druga tornja visine od 155 do 178 m, svaki s generatorom od 3,4 MW.

Tvrtka vjeruje da će količina proizvedene energije iznositi 10.500 MW/h godišnje. Vrijednost projekta je 75 milijuna eura, a očekuje se da će godišnje generirati 6,5 milijuna eura. Ovaj projekt je dobio 7,15 milijuna eura subvencija od Federalnog ministarstva za okoliš, zaštitu prirode, graditeljstvo i nuklearnu sigurnost (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit, BMUB).

Vjetroelektrana u Gaildorfu

Ultravisoke vjetrenjače koriste eksperimentalnu tehnologiju hidroakumulacije energije. Akumulacija je vodotoranj visok 40 m, koji je povezan s hidroelektranom koja se nalazi 200 m ispod vjetroagregata. Višak energije vjetra koristi se za pumpanje vode protiv gravitacije i skladištenje u tornju. Ako je potrebno voda se pušta za opskrbu električnom energijom Trenutno.Potrebno je samo 30 sekundi za prebacivanje između skladištenja energije i opskrbe mrežom. Čim snaga padne, voda teče natrag i okreće dodatne turbine, čime se povećava proizvodnja električne energije.

“Na taj način inženjeri rješavaju jedan od najvećih problema vezanih uz obnovljive izvore energije – njihovu nepravilnost i ovisnost snage o klimatskim značajkama. Kapacitet četiri vjetroturbine i crpne elektrane dovoljan je za opskrbu energijom 12.000 stanovnika grada Gaildorfa”, kaže Alexander Schechner, inženjer razvoja projekta u Gaildorfu.

Vrste vjetroelektrana

Glavna i jedina vrsta vjetroelektrana je integracija u jedinstveni sustav nekoliko desetaka (ili stotina) vjetroelektrana koje proizvode energiju i prenose je u jedinstvenu mrežu. Gotovo sve ove jedinice imaju isti dizajn s nekim promjenama u pojedinim turbinama. I sastav i svi ostali pokazatelji na postajama prilično su ujednačeni i ovise o ukupnom kapacitetu pojedinih jedinica. Razlike među njima su samo u načinu postavljanja. Da, postoje:

• tlo
• primorski
• offshore
• plutajući
• uzdižući se
• planina

Takvo obilje opcija povezuje se s uvjetima, potrebama i mogućnostima tvrtki koje upravljaju određenim postajama u različitim regijama svijeta. Većina točaka plasmana povezana je s potrebama. Primjerice, Danska, svjetski lider u energiji vjetra, jednostavno nema drugih mogućnosti. S razvojem industrije neizbježno će se pojaviti i druge mogućnosti ugradnje jedinica, maksimalno iskorištavajući lokalne uvjete vjetra.

Tehnički podaci

Dimenzije takvih turbina su impresivne:

• raspon lopatica - 154 m (duljina jedne lopatice za turbinu Vestas V-164 je 80 m)
• visina konstrukcije - 220 m (s okomito podignutom oštricom), za Enercon E-126 visina od tla do osi rotacije je 135 m
• broj okretaja rotora u minuti - od 5 do 11,7 u nominalnom načinu rada
• ukupna težina turbine je oko 6000 tona, uklj. temelj - 2500 tona, potporni (noseći) toranj - 2800 tona, ostatak - težina gondole generatora i rotora s lopaticama
• brzina vjetra pri kojoj počinje rotacija lopatica - 3-4 m / s
• kritična brzina vjetra pri kojoj se rotor zaustavlja - 25 m/s
• količina proizvedene energije godišnje (planirano) - 18 milijuna kW

Mora se imati na umu da se snaga ovih struktura ne može smatrati nečim stalnim i nepromjenjivim. To u potpunosti ovisi o brzini i smjeru vjetra koji postoji po svojim zakonima. Stoga je ukupna proizvodnja energije mnogo manja od maksimalnih vrijednosti dobivenih za određivanje sposobnosti turbina. I, ipak, veliki kompleksi (vjetroelektrane), koji se sastoje od desetaka turbina, kombiniranih u jedan sustav, u stanju su potrošačima opskrbiti električnu energiju u razmjerima prilično velike države.

Statistika

Godišnja energija vjetra u Njemačkoj 1990.-2015., prikazana na poludnevnom grafikonu s instaliranim kapacitetom (MW) u crvenoj i generiranim kapacitetom (GWh) u plavoj boji

Instalirani kapaciteti i proizvodnja energije vjetra posljednjih godina prikazani su u donjoj tablici:

Države

Geografska distribucija vjetroelektrana u Njemačkoj

Koji je najveći vjetrogenerator

Najveća vjetroturbina na svijetu danas je zamisao njemačkih inženjera iz Hamburga Enerkon E-126. Prva turbina puštena je u pogon u Njemačkoj 2007. godine, u blizini Emdena.Snaga vjetrenjače iznosila je 6 MW, što je tada bio maksimum, no već 2009. godine izvršena je djelomična rekonstrukcija, uslijed čega je snaga povećana na 7,58 MW, čime je turbina postala svjetski lider.

Ovo postignuće je bilo vrlo značajno i stavilo je energiju vjetra u niz punopravnih lidera u svijetu. Stav prema njemu se promijenio, iz kategorije prilično stidljivih pokušaja postizanja ozbiljnih rezultata, industrija je prešla u kategoriju velikih proizvođača energije, prisiljavajući izračunati ekonomski učinak i izglede energije vjetra u bliskoj budućnosti.

Palmu je presreo MHI Vestas Offshore Wind, čije turbine imaju deklarirani kapacitet od 9 MW. Ugradnja prve takve turbine završena je krajem 2016. godine s radnom snagom od 8 MW, ali je već 2017. zabilježen 24-satni rad snage 9 MW, dobivenih na turbini Vestas V-164.

Takve su vjetrenjače doista kolosalne veličine i najčešće se postavljaju na policu zapadne obale Europe i u Velikoj Britaniji, iako ima primjeraka i na Baltiku. Kombinirane u sustav, takve vjetroturbine stvaraju ukupni kapacitet od 400-500 MW, što je značajna konkurencija hidroelektranama.

Ugradnja takvih turbina provodi se na mjestima gdje prevladavaju dovoljno jaki i ujednačeni vjetrovi, a morska obala maksimalno odgovara takvim uvjetima. Odsutnost prirodnih prepreka vjetru, stalan i stabilan protok omogućuju organiziranje najpovoljnijeg načina rada generatora, povećavajući njihovu učinkovitost do najviših vrijednosti.

Koji analozi postoje, njihovi radni parametri

U svijetu postoji dosta proizvođača vjetrogeneratora i svi oni nastoje povećati veličinu svojih turbina. To je isplativo, omogućuje vam da povećate produktivnost vaših proizvoda, povećate količinu proizvedene energije i zainteresirate velike tvrtke i vlade za unapređenje programa energije vjetra. Stoga gotovo svi veliki proizvođači aktivno proizvode strukture maksimalne snage i veličine.

Među najzapaženijim proizvođačima velikih vjetroturbina su već spomenuti MHI Vestas Offshore Wind, Erkon. Osim toga, poznate su turbine Haliade150 ili SWT-7.0-154 poznate tvrtke Siemens. Popis proizvođača i njihovih proizvoda može biti dovoljno dugo, ali ove informacije su od male koristi. Glavna stvar je razvoj i promicanje energije vjetra u industrijskim razmjerima, korištenje energije vjetra u interesu čovječanstva.

Tehničke karakteristike vjetroturbina različitih proizvođača su približno jednake. Ova je jednakost posljedica korištenja gotovo identičnih tehnologija, usklađenosti sa karakteristikama i parametrima konstrukcija u jednoj dimenziji. Izgradnja većih vjetrenjača danas se ne planira, budući da svaki takav div košta puno novca i zahtijeva značajne troškove održavanja i održavanja.

Radovi na popravku takve strukture koštaju puno novca, ako povećate veličinu, tada će povećanje troškova ići eksponencijalno, što će automatski uzrokovati povećanje cijena električne energije. Takve promjene izrazito su štetne za gospodarstvo i izazivaju ozbiljne zamjerke svih.