Tyskland bygger verdens høyeste vindpark

Vindparker i Tyskland og deres popularitet.

Hvem, om ikke oppmerksomme og flittige tyskere, vet mye om moderne teknologi? Det er i Tyskland bilene av høyeste kvalitet og mest pålitelige blir født. Og regjeringen er alvorlig bekymret for de økonomiske kostnadene til innbyggerne. Så i 2018 tok Tyskland 3. plass (etter USA og Kina) i å generere elektrisitet ved å bruke ... vind! Tyskerne har fremmet ideen om å bruke vindmøller til å generere strøm i årevis. Små og store, høye og lave, de er plassert over hele landet og lar staten forlate byggingen av mer skadelige og farlige kraftverk.

Tall og detaljer

I Nord-Tyskland er det installert en hel dal med vindparker, som kan sees over mange kilometer. Gigantiske vindturbiner er miljøvennlige og effektive, lite vedlikehold og med rette regnet som fremtidens energikilde. Kraften til utstyret avhenger direkte av høyden! Jo høyere turbinen er, jo mer elektrisk energi produserer den. Derfor stopper ikke utbyggerne der: En ny vindturbin med en maksimal høyde på hele 247 meter ble nylig installert i den lille byen Heidorf! I tillegg til hovedturbinen har kraftverket 3 ekstra, hver 152 meter høy. Til sammen er kraften deres nok til å fullt ut gi strøm til tusen hjem.

Det nye designet har også innovativ strømlagringsteknologi. Praktiske og smarte tyskere bruker romslige tanker med tilførsel av rent vann, som forhindrer strømfall i fravær av vindfullt vær. Fremtidens teknologi anses som utrolig lovende, så mange land prøver å følge Tysklands eksempel. Det er imidlertid lite sannsynlig at dette landet vil bli overgått... Til dags dato overstiger kapasiteten til alle installerte vindturbiner 56 GW, som er mer enn 15 % av den totale andelen vindenergi på planeten. Over 17.000 vindmøller kan telles i hele Tyskland, og produksjonen deres har lenge vært satt på transportbåndet.

Er fremtiden i vindens makt?

For første gang tenkte den tyske regjeringen på å installere vindparker etter den forferdelige katastrofen som skjedde i Tsjernobyl i 1986.Ødeleggelsen av et gigantisk atomkraftverk, som fikk forferdelige konsekvenser, fikk mange ledere av verdens stater til å tenke på endringer i den elektriske kraftindustrien. I dag er mer enn 7 % av elektrisiteten i Tyskland generert av elektriske generatorer.

Landets ledere utvikler også aktivt kraftindustrien til havs. Den første vindturbinen, som ligger i havet, dukket opp i hendene på tyskerne for 12 år siden. I dag opererer en fullverdig, kommersiell vindpark i Østersjøen, og i nær fremtid planlegges det å åpne ytterligere to vindparker i Nordsjøen.

Imidlertid er ikke alt så enkelt som det ser ut ved første øyekast. Selv en slik miljøvennlig metode for å generere strøm har ivrige motstandere. Blant hovedargumentene deres er de høye kostnadene ved slike strukturer, noe som påvirker statsbudsjettet negativt. Og også deres uestetiske utseende. Ja, ja, du hørte riktig! Noen mennesker tror at installerte vindturbiner hindrer dem i å nyte den naturskjønne naturen, som etter deres mening er mye verre enn å forgifte denne økologien med konvensjonelle strømkilder. Det er et annet argument fra vindparkenes «uvilende»! Deres støyende summing forstyrrer det rolige livet til folk hvis hus ligger i umiddelbar nærhet til søppelfyllingene.

Uansett er det umulig å bestride populariteten til vindparker i Tyskland og trenden mot en økning i antallet. Regjeringen går selvsikkert i den gitte retningen, og planlegger å utvikle både konvensjonell og offshore vindenergi.

Også interessant:

Den kraftigste vindparken

Opprettelsen av et lite kraftverk er ulønnsomt.Det er en klar regel i denne industrien - det er lønnsomt enten å ha en privat vindmølle for å betjene et hus, en gård, en liten landsby, eller å bygge et stort kraftverk av regional betydning som opererer på nivå med landets energisystem . Derfor skapes det stadig flere og kraftigere stasjoner i verden som genererer en stor mengde elektrisitet.

Verdens største vindpark, som genererer nesten 7,9 GW energi per år, er Kinas Gansu. Energibehovet til nesten to milliarder Kina er enormt, noe som tvinger byggingen av store stasjoner. Innen 2020 er det planlagt å nå en kapasitet på 20 GW.

I 2011 kom Indias Muppandal-anlegg i drift, med en installert effekt på 1,5 GW.

Det tredje største anlegget med en produksjonskapasitet på 1064 GW per år er Indian Jaisalmer Wind Park, som har vært i drift siden 2001. Opprinnelig var kraften til stasjonen lavere, men etter en rekke oppgraderinger nådde den sin nåværende verdi. Slike parametere nærmer seg allerede indikatorene for et gjennomsnittlig vannkraftverk. De oppnådde volumene av elektrisitetsproduksjon begynner å ta vindenergi ut av kategorien mindre inn i energiindustriens hovedretninger, og skaper brede utsikter og muligheter.

Kamp mot vindmøller

Det er et annet problem - motstanden til miljøvernere. Selv om de fleste miljøorganisasjoner er for vindenergi, er det de som er imot det. De ønsker ikke at vindparker skal bygges på føderale landområder og i områder med uberørt natur. Vindparker blir også ofte motarbeidet av lokale innbyggere som ikke liker at vindturbiner ødelegger utsikten, og bladene deres lager en ubehagelig lyd.

Rally mot vindparker

I dag er det mer enn 200 sivile initiativ i Tyskland som protesterer mot bygging av vindturbiner. De hevder at myndighetene og energiselskapene prøver å konvertere tradisjonell rimelig energi til dyr "miljøvennlig" energi.

«Det er business as usual. Bygging av vindparker og produksjon av vindturbiner bruker mye energi. Å erstatte gamle vindturbiner med nye, vedlikehold og avhending av dem, samt statlige subsidier er dyrt for skattebetalerne. Budskapet om å redusere CO2-utslipp er ikke overbevisende, sier anti-vindparkaktivister.

Planlegg å øke kapasiteten til vindturbiner

Til tross for fremgang og kunnskap tilegnet over mer enn tre tiår, tar vindenergiindustrien fortsatt sine første skritt. Dens andel i dag er omtrent 16 % av den totale energien som produseres i Tyskland. Imidlertid vil andelen vindkraft definitivt øke etter hvert som regjeringer og offentligheten beveger seg mot karbonfri elektrisitet. Nye forskningsprogrammer er rettet mot å utvikle teknologier, optimalisere drift og produksjon, øke fleksibiliteten i kraftsystemet og redusere kostnader.

Dette er interessant: Fysikere fra Russland har forbedret effektiviteten til solcellepaneler med 20 %

Offentlig mening

Informasjon om vindenergi i Tyskland 2016: elektrisitetsproduksjon, utvikling, investeringer, kapasitet, sysselsetting og opinion.

Siden 2008 har vindenergi hatt en svært høy aksept i samfunnet.

I Tyskland har hundretusener av mennesker investert i sivile vindparker over hele landet, og tusenvis av små og mellomstore bedrifter driver vellykkede forretninger i den nye sektoren, som sysselsatte 142 900 mennesker i 2015 og genererte 12,3 prosent av Tysklands elektrisitet i 2016. .

I det siste har det imidlertid vært en økning i lokal motstand mot utvidelse av vindkraft i Tyskland på grunn av dens innvirkning på landskapet, tilfeller av avskoging for bygging av vindturbiner, lavfrekvent støyutslipp og negative påvirkninger på dyrelivet som f.eks. som rovfugler og flaggermus.

Statlig støtte

Siden 2011 har den tyske føderale regjeringen jobbet med en ny plan for å øke kommersialiseringen av fornybar energi, med særlig fokus på havvindparker.

I 2016 bestemte Tyskland seg for å erstatte innmatingstariffer med auksjoner fra 2017, med henvisning til vindenergimarkedets modne natur, som er best tjent på denne måten.

energiomstilling

"Energiewende"-politikken fra 2010 ble vedtatt av den tyske føderale regjeringen og førte til en enorm utvidelse av bruken av fornybar energi, spesielt vindenergi. Andelen fornybar energi i Tyskland økte fra rundt 5 % i 1999 til 17 % i 2010, og nærmet seg OECD-gjennomsnittet på 18 %. Produsentene er garantert en fast innmatingstariff i 20 år, som garanterer en fast inntekt. Energikooperativer ble dannet og det ble forsøkt desentralisert kontroll og fortjeneste. Store energiselskaper har en uforholdsmessig liten andel av markedet for fornybar energi.Kjernekraftverk er stengt og de eksisterende 9 verkene vil stenge tidligere enn nødvendig i 2022.

Redusert avhengighet av atomkraftverk har så langt ført til økt avhengighet av fossilt brensel og elektrisitetsimport fra Frankrike. Men med god vind eksporterer Tyskland til Frankrike; i januar 2015 var gjennomsnittsprisen €29/MWh i Tyskland og €39/MWh i Frankrike. En av faktorene som hindret effektiv bruk av nye fornybare energikilder var mangelen på tilhørende investeringer i energiinfrastruktur (SüdLink) for å bringe elektrisitet til markedet. Transmisjonsbegrensninger tvinger noen ganger Tyskland til å betale dansk vindkraft for å stoppe produksjonen; i oktober/november 2015 var dette 96 GWh til en kostnad på €1,8 millioner.

I Tyskland er det ulike holdninger til bygging av nye kraftledninger. Tariffer ble frosset for industrien, og derfor ble de økte kostnadene ved Energiewende veltet over på forbrukerne, som hadde høyere strømregninger. Tyskerne hadde noen av de høyeste strømkostnadene i Europa i 2013.

vindkraft til havs

Vindparker til havs i den tyske bukta

Vindkraft til havs har også et stort potensial i Tyskland. Vindhastigheten til sjøs er 70–100 % raskere enn på land og mye mer konstant. En ny generasjon vindturbiner på 5 MW eller mer som er i stand til å utnytte det fulle potensialet til havvindkraft er allerede utviklet, og prototyper er tilgjengelige.Dette gjør at vindparker til havs kan drives lønnsomt etter at de vanlige startvanskene knyttet til ny teknologi er overvunnet.

15. juli 2009 ble byggingen av Tysklands første havvindmølle fullført. Denne turbinen er den første av 12 vindturbiner for havvindparken alpha ventus i Nordsjøen.

Etter atomulykken kraftverk i Japan i 2011 Den tyske føderale regjeringen jobber med en ny plan for å øke kommersialiseringen av fornybar energi, med særlig fokus på vindparker til havs. Etter planen skal det settes opp store vindturbiner vekk fra kystlinjen, der vinden blåser jevnere enn på land, og hvor de enorme turbinene ikke skal forstyrre beboerne. Planen tar sikte på å redusere Tysklands avhengighet av energi fra kull- og atomkraftverk. Den tyske regjeringen vil ha 7,6 GW installert innen 2020 og 26 GW innen 2030.

Hovedproblemet vil være mangelen på tilstrekkelig nettkapasitet til å overføre elektrisitet produsert i Nordsjøen til store industriforbrukere i Sør-Tyskland.

I 2014 ble 410 turbiner med en kapasitet på 1747 megawatt lagt til Tysklands havvindparker. På grunn av nettilknytning som ennå ikke er fullført, ble det kun turbiner med en total kapasitet på 528,9 megawatt lagt til nettet ved utgangen av 2014. Til tross for dette, på slutten av 2014, skal Tyskland ha brutt barrieren for offshore vindkraft. har tredoblet seg til over 3 gigawatt kraft, noe som viser den økende betydningen av denne sektoren.

Økonomisk begrunnelse for bygging av vindparker

Før det tas en beslutning om bygging av en vindpark i et gitt område, gjennomføres det grundige og omfattende undersøkelser. Eksperter finner ut parametrene for lokale vinder, retning, hastighet og andre data. Det er bemerkelsesverdig at meteorologisk informasjon i dette tilfellet er til liten nytte, siden de samles inn på forskjellige nivåer av atmosfæren og forfølger forskjellige mål.

Den innhentede informasjonen gir grunnlag for beregninger av anleggets effektivitet, forventet produktivitet og kapasitet. På den ene siden er det tatt hensyn til alle kostnader for opprettelse av stasjonen, inkludert innkjøp av utstyr, levering, installasjon og igangkjøring, driftskostnader mv. På den annen side beregnes det overskuddet driften av stasjonen kan gi. De oppnådde verdiene sammenlignes med hverandre, sammenlignet med parametrene til andre stasjoner, hvoretter det avgjøres en vurdering av graden av hensiktsmessighet å bygge en stasjon i en gitt region.

vindkraft til havs

Plassering av tyske vindparker i Nordsjøen

Tysklands første offshore (offshore men nær land) vindturbin installert i mars 2006. Turbinen ble installert av Nordex AG 500 meter fra kysten av Rostock.

En turbin med en kapasitet på 2,5 MW med en bladdiameter på 90 meter er installert på et havområde på 2 meter dypt. Fundamentdiameter 18 meter. 550 tonn sand, 500 tonn betong og 100 tonn stål ble lagt i fundamentet. Strukturen med en total høyde på 125 meter ble installert fra to pongtonger med et areal på 1750 og 900 m².

I Tyskland er det 1 kommersiell vindpark i Østersjøen - Baltic 1 (no: Baltic 1 Offshore Wind Farm), to vindparker i Nordsjøen er under bygging - BARD 1 (no: BARD Offshore 1) og Borkum West 2 (no: Trianel Windpark Borkum) ved kysten av øya Borkum (De frisiske øyer). Også i Nordsjøen, 45 km nord for øya Borkum, ligger Alpha Ventus testvindpark (no: Alpha Ventus Offshore Wind Farm).

Innen 2030 planlegger Tyskland å bygge 25 000 MW offshore kraftverk i Østersjøen og Nordsjøen.

Fordeler og ulemper med WPP

I dag er det mer enn 20 000 vindparker med ulik kapasitet i verden. De fleste av dem er installert på kysten av hav og hav, så vel som i steppe- eller ørkenregionene. Vindparker har mange fordeler:

• ikke nødvendig å forberede området for installasjon av installasjoner
• reparasjon og vedlikehold av vindparker er mye billigere enn noen andre stasjoner
• overføringstapene er betydelig lavere på grunn av nærhet til forbrukerne
• ingen skade på miljøet
• energikilden er helt gratis
• land mellom installasjoner kan brukes til landbruksformål

Samtidig er det også ulemper:

• kildeustabilitet tvinger bruken av et stort antall batterier
• enheter lager støy under drift
• flimring fra bladene til vindmøller har en svært negativ effekt på psyken
• energikostnadene er mye høyere enn ved andre produksjonsmetoder

En ekstra ulempe er de høye investeringskostnadene for prosjekter til slike stasjoner, som består av prisen på utstyr, kostnadene for transport, installasjon og drift.Tatt i betraktning levetiden til en separat installasjon - 20-25 år, er mange stasjoner ulønnsomme.

Ulempene er ganske betydelige, men mangelen på andre muligheter reduserer deres innvirkning på beslutninger. For mange regioner eller stater er vindenergi den viktigste måten å få sin egen energi på, ikke å være avhengig av leverandører fra andre land.

Kunnskap i Gaildorf

I desember 2017 lanserte det tyske selskapet Max Bögl Wind AG verdens høyeste vindturbin. Støtten har en høyde på 178 m, og totalhøyden på tårnet, tatt i betraktning bladene, er 246,5 m.

Start av bygging av en vindturbin i Gaildorf

Den nye vindgeneratoren er lokalisert i den tyske byen Gaildorf (Baden-Württemberg). Det er en del av en gruppe på fire andre tårn som varierer i høyden fra 155 til 178 m, hver med en 3,4 MW generator.

Selskapet mener at mengden generert energi vil være 10.500 MW/t per år. Prosjektkostnaden er 75 millioner euro og forventes å generere 6,5 millioner euro hvert år. Dette prosjektet mottok 7,15 millioner euro i subsidier fra det føderale departementet for miljø, naturvern, bygning og atomsikkerhet (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit, BMUB).

Vindpark i Gaildorf

Ultrahøye vindmøller bruker eksperimentell hydrolagringsenergiteknologi. Reservoaret er et 40 m høyt vanntårn, som er knyttet til en vannkraftstasjon som ligger 200 m under vindturbinene. Overskuddsvindenergi brukes til å pumpe vann mot tyngdekraften og lagre det i tårnet. Hvis nødvendig vann slippes ut for å forsyne elektrisk strøm.Det tar kun 30 sekunder å bytte mellom energilagring og tilførsel til nettet. Så snart strømmen faller, renner vannet tilbake og roterer ytterligere turbiner, og øker dermed produksjonen av elektrisitet.

"På denne måten løser ingeniører et av de største problemene knyttet til fornybare energikilder - deres uregelmessighet og kraftavhengighet av klimatiske egenskaper. Kapasiteten til fire vindturbiner og et pumpekraftverk er nok til å gi energi til 12 000 innbyggere i byen Gaildorf, sier Alexander Schechner, prosjektutviklingsingeniør i Gaildorf.

Typer vindparker

Den viktigste og eneste typen vindkraftverk er integreringen i et enkelt system av flere titalls (eller hundrevis) vindkraftverk som produserer energi og overfører den til et enkelt nettverk. Nesten alle disse enhetene har samme design med noen endringer i individuelle turbiner. Både sammensetningen og alle andre indikatorer på stasjonene er ganske ensartede og avhenger av den totale kapasiteten til individuelle enheter. Forskjellene mellom dem er bare i metoden for plassering. Ja, det er det:

• bakke
• kystnære
• offshore
• flytende
• svevende
• fjell

En slik overflod av alternativer er assosiert med forholdene, behovene og evnene til selskaper som driver visse stasjoner i forskjellige regioner i verden. De fleste plasseringspunkter er relatert til behov. For eksempel har Danmark, verdensledende innen vindenergi, rett og slett ikke andre muligheter. Med utviklingen av industrien vil andre alternativer for installasjon av enheter uunngåelig dukke opp, og dra maksimal nytte av lokale vindforhold.

Spesifikasjoner

Dimensjonene til slike turbiner er imponerende:

• bladspenn - 154 m (lengden på ett blad for Vestas V-164-turbinen er 80 m)
• byggehøyde - 220 m (med et vertikalt hevet blad), for Enercon E-126 er høyden fra bakken til rotasjonsaksen 135 m
• antall rotoromdreininger per minutt - fra 5 til 11,7 i nominell modus
• totalvekten av turbinen er ca 6000 tonn, inkl. fundament - 2500 tonn, støttetårn (bærer) - 2800 tonn, resten - vekten av generatornacellen og rotor med blader
• vindhastighet der rotasjonen av bladene starter - 3-4 m / s
• kritisk vindhastighet som rotoren stopper ved - 25 m/s
• mengden energi produsert per år (planlagt) - 18 millioner kW

Det må huskes på at kraften til disse strukturene ikke kan betraktes som noe konstant og uforanderlig. Det avhenger helt av hastigheten og retningen til vinden, som eksisterer i henhold til sine egne lover. Derfor er den totale energiproduksjonen mye mindre enn de maksimale verdiene som er oppnådd for å bestemme egenskapene til turbinene. Og ikke desto mindre er store komplekser (vindparker), bestående av dusinvis av turbiner, kombinert til et enkelt system, i stand til å gi forbrukere elektrisitet på størrelse med en ganske stor stat.

Statistikk

Årlig vindkraft i Tyskland 1990-2015, vist på en halvtømmertomt med installert kapasitet (MW) i rødt og generert kapasitet (GWh) i blått

Installert kapasitet og vindenergiproduksjon de siste årene er vist i tabellen nedenfor:

stater

Geografisk fordeling av vindparker i Tyskland

Hva er den største vindgeneratoren

Den største vindturbinen i verden i dag er utviklet av tyske ingeniører fra Hamburg Enerkon E-126. Den første turbinen ble lansert i Tyskland i 2007, nær Emden.Kraften til vindmøllen var 6 MW, som på det tidspunktet var maksimum, men allerede i 2009 ble det utført en delvis rekonstruksjon, som et resultat av at effekten økte til 7,58 MW, noe som gjorde turbinen til verdensledende.

Denne prestasjonen var svært betydelig og satte vindenergi i en rekke fullverdige ledere i verden. Holdningen til det har endret seg, fra kategorien ganske sjenerte forsøk på å få seriøse resultater, har industrien flyttet inn i kategorien store energiprodusenter, og tvunget til å beregne den økonomiske effekten og utsiktene til vindenergi i nær fremtid.

Palmen ble fanget opp av MHI Vestas Offshore Wind, hvis turbiner har en oppgitt kapasitet på 9 MW. Installasjonen av den første slike turbinen ble fullført i slutten av 2016 med en driftseffekt på 8 MW, men allerede i 2017 ble det registrert en 24-timers drift med en effekt på 9 MW, oppnådd på Vestas V-164-turbinen.

Slike vindmøller er virkelig kolossale i størrelse og er oftest installert på sokkelen på den vestlige kysten av Europa og i Storbritannia, selv om det er noen eksemplarer i Østersjøen. Kombinert til et system skaper slike vindturbiner en total kapasitet på 400-500 MW, som er en betydelig konkurrent til vannkraftverk.

Installasjonen av slike turbiner utføres på steder med en overvekt av tilstrekkelig sterk og jevn vind, og havkysten tilsvarer slike forhold i størst mulig grad. Fraværet av naturlige barrierer for vinden, en konstant og stabil strømning gjør det mulig å organisere den mest gunstige driftsmodusen til generatorene, og øke effektiviteten til de høyeste verdiene.

Hvilke analoger finnes, deres driftsparametre

Det er ganske mange produsenter av vindkraftgeneratorer i verden, og alle streber etter å øke størrelsen på turbinene sine. Dette er lønnsomt, lar deg øke produktiviteten til produktene dine, øke mengden energi som genereres og interesserer store selskaper og myndigheter i å fremme vindenergiprogrammet. Derfor produserer nesten alle store produsenter strukturer med maksimal kraft og størrelse.

Blant de mest bemerkelsesverdige produsentene av store vindturbiner er allerede nevnte MHI Vestas Offshore Wind, Erkon. I tillegg er Haliade150 eller SWT-7.0-154 turbiner fra det kjente selskapet Siemens kjent. Liste produsenter og deres produkter kan være lang nok, men denne informasjonen er til liten nytte. Hovedsaken er utvikling og promotering av vindenergi i industriell skala, bruk av vindenergi i menneskehetens interesse.

Tekniske egenskaper til vindturbiner fra forskjellige produsenter er omtrent like. Denne likheten skyldes bruken av nesten identiske teknologier, samsvar med egenskapene og parameterne til strukturer i en enkelt dimensjon. Opprettelsen av større vindmøller er ikke planlagt i dag, siden hver slik gigant koster mye penger og krever betydelige vedlikeholds- og vedlikeholdskostnader.

Reparasjonsarbeid på en slik struktur koster mye penger, hvis du øker størrelsen, vil kostnadsøkningen gå eksponentielt, noe som automatisk vil føre til en økning i strømprisene. Slike endringer er ekstremt skadelige for økonomien og forårsaker alvorlige innvendinger fra alle.