풍력 에너지의 효율성

풍력으로도 알려진 풍력 에너지는 바람을 이용하여 전기로 바꾸는 수단입니다. 터빈의 평균 풍력 효율은 35 ~ 45 % .

풍력 생산

바람은 지역적으로 또는 지역 및 지구 규모의 지구 온도 차이로 인해 지구의 대기에서 생성됩니다. 따뜻해지면 기압이 낮은 곳을 떠나 올라갑니다. 더 높은 공기압을 가진 더 차가운 지역의 공기가 공기압을 균등화하기 위해 이동합니다.

• 지속 가능한 개발의 예
• 태양 에너지에 대한 사실
• Go Green 사진

풍차와 터빈은 공기 나 바람을 한 곳에서 다른 곳으로 이동하고이를 전기로 변환하는 운동 에너지 또는 '운동 에너지'를 활용합니다. 풍력 터빈은 바람이 많이 부는 곳에 세워져 바람이 터빈 블레이드를 움직일 수 있습니다. 이 블레이드는 모터를 회전시키고 기어는 전기를 생산할 수있을만큼 회전을 증가시킵니다. 다양한 조건에 따라 다양한 터빈 설계가 적합합니다.

풍력 효율 및 풍력 용량 계수

풍력 효율은 사람들이 에너지 효율을 생각할 때 논의되는 풍력 용량 계수와 동일하지 않습니다. 바람 시계 두 현상의 차이점을 설명합니다.

풍력 효율과 한계

풍력 효율은 기계적 에너지와 전기로 변환되는 바람의 운동 에너지의 양입니다. 에 의해 설명되는 물리학 법칙 Betz 제한 이론상 최대 한계는 59.6 %라고합니다. 바람은 나머지 에너지가 블레이드를 지나가는 데 필요합니다. 이것은 사실 좋습니다. 터빈이 에너지의 100 %를 가두면 바람이 불지 않고 터빈 블레이드가 회전하여 전기를 생산할 수 없습니다.

그러나 현재 어떤 기계에서도 갇힌 59.6 %의 운동 에너지를 모두 바람에서 전기로 변환하는 것은 불가능합니다. 발전기를 만들고 엔지니어링하는 방식으로 인해 한계가 있으며, 이는 최종적으로 전력으로 변환되는 에너지의 양을 더욱 감소시킵니다. 위에서 언급했듯이 현재 평균은 35-45 %입니다. Wind Watch에 따르면 최대 성능의 최대 값은 50 %에이를 수 있습니다. 안 호주 정부 문서 (NSW) 또한 50 %가 얻을 수있는 최대 풍력 효율이라는 데 동의합니다 (3 페이지).

에너지 효율은 위치와 기상 조건에 크게 의존하는 풍력 용량 계수만큼 변하지 않습니다.

바람 용량 계수

풍력 용량 계수는 발전기가 최대 용량에서 항상 작동하면 생산할 수있는 에너지와 비교하여 생성되는 에너지의 양입니다. 그린 테크 미디어 . 풍력 용량 계수는 풍력의 속도, 밀도 및 발전기 크기에 따라 달라지는 스윕 면적에 따라 다르기 때문에 동일한 터빈을 사용하더라도 장소마다 그리고 일년 중 다른시기에 따라 달라지는 경향이 있습니다. EI 열기 . 바람 용량 계수는 이상적인 바람 조건이 연중 전체 또는 그 이상을 차지하는 장소를 선택하여 최적화 할 수 있습니다. 따라서 전력 출력을 최대화하기 위해 풍력 용량 계수와 이에 영향을 미치는 조건을 고려하는 것이 중요합니다.

풍속 Wind Watch에 따르면 시속 30 마일 미만에서는 에너지가 거의 생성되지 않습니다. 속도가 조금만 증가하더라도 Open EI에 따라 생성되는 전력이 크게 증가 할 수 있습니다. 생성 된 전기는 풍속의 큐브가 설명합니다 바람 얼음 . 공기 밀도 산보다 서늘한 지역과 해수면에 더 많습니다. 따라서 바람 밀도가 높은 이상적인 장소는 Open EI에 따라 기온이 더 낮은 바다입니다. 이것이 해상 풍력 발전의 대규모 확장의 한 가지 이유입니다. 더 크고 더 큰 터빈 지면 위로 더 높은 바람과 블레이드의 증가 된 스팬을 이용할 수 있습니다. 따라서 여기서 경제적 고려가 중요해집니다.

용량 계수는 개선 된 기술로 지속적으로 증가하고 있습니다. Green Tech Media에 따르면 2014 년에 건설 된 풍력 터빈은 2004 년부터 2011 년 사이에 건설 된 터빈의 31.2 %에 비해 41.2 %의 용량 계수에 도달했습니다. 그러나 풍력의 용량 계수는 기술뿐만 아니라 풍력 가용성 자체의 영향을받습니다. 따라서 2015 년에 터빈의 용량 계수는 '바람의 가뭄'으로 인해 전년도 평균보다 낮았습니다.

다른 전원과 비교

바람의 에너지 효율은 석탄의 에너지 효율보다 낫습니다. 석탄 에너지의 29 ~ 37 % 만 전기로 변환되고 가스는 가스 에너지의 32 ~ 50 %가 전기로 변환 될 수 있기 때문에 풍력과 거의 동일한 효율을 보입니다.

그러나 용량 요소 측면에서 화석 연료 에 따르면 2016 년 미국에서 바람보다 더 나은 성과를 거두었습니다. 우리. 에너지 정보 관리 (EIA) .

• 미국의 석탄 발전소는 용량의 52.7 %로 가동되었습니다.
• 가스 플랜트의 용량 계수는 미국에서 56 %였습니다.
• 원자력은 92.5 %의 용량 계수를 가졌다. 비 화석 연료에 대한 EIA 수치 .
• 수력 발전의 용량 계수는 38 %였습니다.
• 풍력의 용량 계수는 34.7 %였습니다.

서로 다른 에너지 원의 전력 출력을 비교할 때 용량 계수뿐만 아니라 에너지 효율성도 고려하는 것이 좋습니다. 이것이 원인이되는 오염 문제로 인해 어려움을 겪고있는 화석 연료에 비해 풍력 발전을 경쟁력 있고 실현 가능하게 만드는 이유입니다.

간헐성은 풍력 에너지 출력에 영향을 미칩니다

바람이 항상 이용 가능한 것은 아니기 때문에 풍력 에너지는 간헐적으로 어려움을 겪고 있으며 다양한 속도로 불어날 수 있습니다. 즉, 전력이 일관되지 않은 수준에서 생성된다는 것을 의미합니다. 에너지 간헐성 사람들이 통제 할 수없는 많은 요인들로 인해 지속적으로 에너지를 사용할 수없는 현상입니다. 따라서 공급에 차이가 있습니다.

간헐성에 대한 솔루션

풍력 터빈에서 발생하는 전력 생산은 시간에서 몇 시간 또는 심지어 몇 초에서 몇 초로 변동하기 때문에 전력 공급 업체는 일관된 수준의 전력 공급을 충족하고 유지하기 위해 더 많은 에너지를 보유해야합니다. 미국 과학자 . 간헐성은 부족한 것뿐만 아니라 초과 기간을 의미합니다. 그러면 가능한 솔루션도 제공됩니다. 미국 과학자는 풍력 발전 원의 수가 증가함에 따라 날씨와 바람 조건의 지역적 차이가 부족과 초과의 균형을 맞출 수 있다고 설명합니다.

개선 된 일기 예보 및 모델링을 통해 풍력의 단기 변화도 쉽게 고려할 수 있습니다. 풍력 발전의 일별 또는 계절적 차이까지도 혼합 소스가 필요합니다.

간헐성에 관계없이 미국 전역에 널리 퍼진 새로운 풍력 단지는 실제로 전력 공급을 안정화하는 데 도움을주었습니다. 클린 테크니카 .

비용

2017 년 독립 풍력 에너지 생산이 화석 연료보다 저렴하다고 발표했습니다. 2017 년에 메가 와트시 (MWh)를 생산하는 데 50 달러가 들었습니다. 기술이 개선됨에 따라 비용이 계속 감소하여 기존의 오염 에너지 원보다 더 매력적입니다. 미국은 2016 년 전력의 6 %를 공급 한 풍력의 점유율을 높이기 위해 정부 인센티브를 제공함으로써 이러한 움직임을 촉진하기를 희망합니다. EIA .

Wind EIS는 비용의 80 %가 터빈 설치와 관련된 자본 비용이고 20 %가 운영 중이라고 말합니다. 그러나 연료비가 들지 않고 전체 수명주기 동안 생성되는 전력을 고려할 때 풍력 에너지는 경쟁력이 있습니다.

무 탄소 에너지

풍력 에너지는 화석 연료 에너지에 대한보다 효율적인 대안 중 하나입니다. 2050 년까지 현재 전 세계 에너지의 99 %를 사용하는 139 개 국가가 100 % 재생 가능 에너지를 사용할 수있을 것으로 예상됩니다. 풍력과 태양열은이 에너지의 97 %를 함께 제공 할 수 있습니다. 2017 세계 포럼 보고서 . 이것은 지구 온난화가 1.5C 이하로 상승하는 것을 억제하는 데 도움이 될 수 있습니다. 산비탈의 풍력 발전 단지이든 해안선이든 풍력 터빈 기술은 재생 불가능한 기존 자원보다 훨씬 더 효율적인 방식으로 사용 가능한 전기를 생성합니다.