Alemanya construeix el parc eòlic més alt del món

Els parcs eòlics a Alemanya i la seva popularitat.

Qui, sinó alemanys atents i diligents, sap molt sobre les tecnologies modernes? És a Alemanya on neixen els cotxes de màxima qualitat i més fiables. I el govern està seriosament preocupat pels costos financers dels seus ciutadans. Així, l'any 2018, Alemanya va ocupar el tercer lloc (després dels Estats Units d'Amèrica i la Xina) en generació d'electricitat amb... eòlica! Els alemanys fa anys que promouen la idea d'utilitzar molins de vent per generar electricitat. Petites i grans, altes i baixes, es col·loquen per tot el país i permeten a l'estat abandonar la construcció de centrals elèctriques més nocives i perilloses.

Nombres i detalls

Al nord d'Alemanya s'hi ha instal·lat tota una vall de parcs eòlics que es poden veure durant molts quilòmetres. Els aerogeneradors gegants són respectuosos amb el medi ambient i eficients, de baix manteniment i es consideren amb raó la font d'energia del futur. La potència de l'equip depèn directament de la seva alçada! Com més alta sigui la turbina, més energia elèctrica produeix. És per això que els promotors no s'aturen aquí: recentment s'ha instal·lat un nou aerogenerador amb una alçada màxima de fins a 247 metres al petit poble d'Heidorf! A més de la turbina principal, la central té 3 d'altres més, cadascuna de 152 metres d'alçada. En conjunt, la seva potència és suficient per proporcionar electricitat completament a mil llars.

El nou disseny també inclou una tecnologia innovadora d'emmagatzematge d'electricitat. Els alemanys pràctics i intel·ligents utilitzen tancs amplis amb un subministrament d'aigua neta, que eviten una caiguda de potència en absència de temps ventós. La tecnologia del futur es considera increïblement prometedora, de manera que molts països intenten seguir l'exemple d'Alemanya. No obstant això, és poc probable que aquest país es superi... Fins ara, la capacitat de tots els aerogeneradors instal·lats supera els 56 GW, que suposa més del 15% de la quota total d'energia eòlica del planeta. Es poden comptar més de 17.000 molins de vent a tot Alemanya, i la seva producció fa temps que es posa a la cinta transportadora.

El futur està en la força del vent?

Per primera vegada, el govern alemany va pensar en la instal·lació de parcs eòlics després del terrible desastre que es va produir a Txernòbil l'any 1986.La destrucció d'una central nuclear gegant, que va tenir conseqüències terribles, va fer pensar a molts líders dels estats del món en els canvis en la indústria de l'energia elèctrica. Avui dia, més del 7% de l'electricitat a Alemanya és generada per generadors elèctrics.

Els líders del país també estan desenvolupant activament la indústria energètica offshore. El primer aerogenerador, situat al mar, va aparèixer en mans dels alemanys fa 12 anys. Avui dia, al mar Bàltic funciona un parc eòlic comercial de ple dret, i en un futur proper està previst obrir dos parcs eòlics més al mar del Nord.

Tanmateix, no tot és tan senzill com sembla a primera vista. Fins i tot un mètode tan respectuós amb el medi ambient per generar electricitat té opositors ardents. Entre els seus principals arguments hi ha l'alt cost d'aquestes estructures, que afecta negativament el pressupost estatal. I també el seu aspecte poc estètic. Sí, sí, heu sentit bé! Hi ha qui creu que els aerogeneradors instal·lats els impedeixen gaudir de la bellesa paisatgística de la natura, cosa que, segons la seva opinió, és molt pitjor que enverinar aquesta mateixa ecologia amb fonts d'electricitat convencionals. Hi ha un altre argument dels "malgrats" dels parcs eòlics! El seu brunzit sorollós interfereix amb la vida tranquil·la de les persones les cases de les quals es troben molt a prop dels abocadors.

Sigui com sigui, és impossible qüestionar la popularitat dels parcs eòlics a Alemanya i la tendència a l'augment del seu nombre. El govern s'està movent amb confiança en la direcció donada, planejant desenvolupar energia eòlica convencional i marina.

També interessant:

El parc eòlic més potent

La creació d'una petita central elèctrica no és rendible.Hi ha una regla clara en aquesta indústria: és rendible tenir un molí de vent privat per donar servei a una casa, una granja, un petit poble o construir una gran central elèctrica d'importància regional, que funcioni a nivell del sistema energètic del país. . Per tant, cada cop es creen estacions més potents al món que generen una gran quantitat d'electricitat.

El parc eòlic més gran del món, que genera gairebé 7,9 GW d'energia a l'any, és el Gansu de la Xina. Les necessitats energètiques de gairebé dos mil milions de la Xina són enormes, la qual cosa obliga a construir grans estacions. L'any 2020 es preveu arribar a una capacitat de 20 GW.

L'any 2011 va entrar en funcionament la planta de Muppandal de l'Índia, amb una capacitat instal·lada d'1,5 GW.

La tercera planta més gran amb una capacitat de producció de 1.064 GW anuals és l'Indian Jaisalmer Wind Park, que funciona des del 2001. Inicialment, la potència de l'estació era menor, però, després d'una sèrie de millores, va assolir el valor actual. Aquests paràmetres ja s'acosten als indicadors d'una central hidroelèctrica mitjana. Els volums aconseguits de producció d'electricitat comencen a treure l'energia eòlica de la categoria de menors cap a les principals direccions de la indústria energètica, creant àmplies perspectives i oportunitats.

Lluita contra els molins de vent

Hi ha un altre problema: l'oposició dels ecologistes. Encara que la majoria d'organitzacions ecologistes estan a favor de l'energia eòlica, hi ha qui hi està en contra. No volen que es construeixin parcs eòlics en terrenys federals i en zones amb una natura verge. Els parcs eòlics sovint s'oposen als residents locals que no els agrada que les turbines eòliques facin malbé la vista i les seves aspes fan un so desagradable.

Manifestacions contra els parcs eòlics

Avui a Alemanya hi ha més de 200 iniciatives civils que protesten contra la construcció d'aerogeneradors. Argumenten que el govern i les preocupacions energètiques estan tractant de convertir l'energia tradicional assequible en energia cara "ecològic".

"És com sempre. La construcció de parcs eòlics i la producció d'aerogeneradors consumeix molta energia. La substitució dels aerogeneradors antics per altres de noves, el seu manteniment i eliminació, i les subvencions governamentals són costoses per als contribuents. El missatge per reduir les emissions de CO2 no és convincent”, argumenten activistes en contra dels parcs eòlics.

Pla per augmentar la capacitat dels aerogeneradors

Malgrat els avenços i els coneixements adquirits al llarg de més de tres dècades, el sector de l'energia eòlica encara està donant els seus primers passos. La seva quota avui és aproximadament el 16% de l'energia total produïda a Alemanya. No obstant això, la quota de l'energia eòlica augmentarà definitivament a mesura que els governs i el públic avancen cap a una electricitat sense carboni. Els nous programes de recerca estan orientats a desenvolupar tecnologies, optimitzar el funcionament i la producció, augmentar la flexibilitat del sistema elèctric i reduir costos.

Això és interessant: els físics de Rússia han millorat l'eficiència dels panells solars en un 20%

Opinió pública

Informació sobre l'energia eòlica a Alemanya 2016: producció d'electricitat, desenvolupament, inversió, capacitat, ocupació i opinió pública.

Des de l'any 2008, l'energia eòlica gaudeix d'una gran acceptació a la societat.

A Alemanya, centenars de milers de persones han invertit en parcs eòlics civils a tot el país, i milers de pimes estan fent negocis amb èxit en el nou sector, que va donar feina a 142.900 persones el 2015 i va generar el 12,3 per cent de l'electricitat d'Alemanya el 2016. .

Recentment, però, s'ha produït un augment de la resistència local a l'expansió de l'energia eòlica a Alemanya pel seu impacte en el paisatge, casos de desforestació per a la construcció d'aerogeneradors, emissió de soroll de baixa freqüència i impactes negatius sobre la fauna com com a rapinyaires i ratpenats.

Suport governamental

Des del 2011, el govern federal alemany treballa en un nou pla per augmentar la comercialització d'energies renovables, amb especial atenció als parcs eòlics marí.

El 2016, Alemanya va decidir substituir les tarifes d'alimentació per subhastes a partir del 2017, citant la naturalesa madura del mercat de l'energia eòlica, que és millor atendre d'aquesta manera.

transició energètica

La política "Energiewende" de 2010 va ser adoptada pel govern federal alemany i va provocar una gran expansió en l'ús de les energies renovables, especialment l'eòlica. La proporció de les energies renovables a Alemanya va augmentar d'aproximadament un 5% el 1999 al 17% el 2010, apropant-se a la mitjana de l'OCDE del 18%. Als productors se'ls garanteix una tarifa d'alimentació fixa durant 20 anys, que garanteix una renda fixa. Es van formar cooperatives energètiques i es van fer esforços per descentralitzar el control i els beneficis. Les grans empreses energètiques tenen una quota desproporcionadament petita del mercat de les energies renovables.Les centrals nuclears s'han tancat i les 9 centrals existents tancaran abans del necessari el 2022.

La disminució de la dependència de les centrals nuclears s'ha traduït fins ara en una major dependència dels combustibles fòssils i de les importacions d'electricitat de França. Tanmateix, amb bon vent, Alemanya exporta a França; el gener de 2015 el preu mitjà era de 29 €/MWh a Alemanya i 39 €/MWh a França. Un dels factors que dificulta l'ús eficient de les noves fonts d'energia renovables va ser la manca d'inversió associada en infraestructura energètica (SüdLink) per portar l'electricitat al mercat. Les restriccions de transmissió de vegades obliguen Alemanya a pagar l'energia eòlica danesa per aturar la producció; a l'octubre/novembre de 2015 va ser de 96 GWh amb un cost d'1,8 milions d'euros.

A Alemanya hi ha diferents actituds envers la construcció de noves línies elèctriques. Les tarifes es van congelar per a la indústria i, per tant, l'augment dels costos de l'Energiewende es va repercutir en els consumidors, que tenien factures d'electricitat més altes. Els alemanys van tenir alguns dels costos d'electricitat més alts d'Europa el 2013.

energia eòlica marina

Parcs eòlics offshore a la badia alemanya

L'energia eòlica marina també té un gran potencial a Alemanya. Les velocitats del vent al mar són un 70-100% més ràpides que a terra i molt més constants. Ja s'ha desenvolupat una nova generació d'aerogeneradors de 5 MW o més capaços d'aprofitar tot el potencial de l'energia eòlica marina i es disposa de prototips.Això permet explotar de manera rendible els parcs eòlics marí després d'haver superat les dificultats inicials habituals associades a les noves tecnologies.

El 15 de juliol de 2009 es va completar la construcció del primer aerogenerador marí d'Alemanya. Aquest aerogenerador és el primer dels 12 aerogeneradors del parc eòlic marí alpha ventus al mar del Nord.

Després de l'accident nuclear plantes d'energia en Japó en 2011 El govern federal alemany està treballant en un nou pla per augmentar la comercialització d'energies renovables, amb especial atenció als parcs eòlics marí. Segons el pla, s'instal·laran grans aerogeneradors lluny de la costa, on el vent bufa amb més regularitat que a terra, i on els enormes aerogeneradors no molestaran els residents. El pla pretén reduir la dependència d'Alemanya de l'energia del carbó i de les centrals nuclears. El govern alemany vol instal·lar 7,6 GW el 2020 i 26 GW el 2030.

El principal problema serà la manca de capacitat de xarxa suficient per transmetre l'electricitat generada al mar del Nord a grans consumidors industrials del sud d'Alemanya.

L'any 2014, es van afegir 410 turbines amb una capacitat de 1.747 megawatts als parcs eòlics marítims alemanys. Com que la connexió a la xarxa encara no s'ha completat, a finals de 2014 només es van afegir a la xarxa turbines amb una capacitat total de 528,9 megawatts. Malgrat això, a finals del 2014, Alemanya va trencar la barrera a l'energia eòlica marina. s'ha triplicat fins als 3 gigawatts de potència, demostrant la importància creixent d'aquest sector.

Justificació econòmica per a la construcció de parcs eòlics

Abans de prendre una decisió sobre la construcció d'un parc eòlic en una zona determinada, es fan estudis exhaustius i exhaustius. Els experts descobreixen els paràmetres dels vents locals, la direcció, la velocitat i altres dades. Cal destacar que la informació meteorològica en aquest cas és de poca utilitat, ja que es recullen a diferents nivells de l'atmosfera i persegueixen diferents objectius.

La informació obtinguda proporciona una base per calcular l'eficiència, la productivitat esperada i la capacitat de la planta. D'una banda, es tenen en compte tots els costos de creació de l'estació, incloent-hi la compra d'equips, lliurament, instal·lació i posada en marxa, despeses d'explotació, etc. D'altra banda, es calcula el benefici que pot aportar el funcionament de l'estació. Els valors obtinguts es comparen entre si, en comparació amb els paràmetres d'altres estacions, després de la qual cosa es fa un veredicte sobre el grau d'oportunitat de construir una estació en una regió determinada.

energia eòlica marina

Localització dels parcs eòlics alemanys al mar del Nord

La primera turbina eòlica offshore d'Alemanya (en alta mar però a prop de la costa) instal·lada el març de 2006. La turbina va ser instal·lada per Nordex AG a 500 metres de la costa de Rostock.

Una turbina amb una potència de 2,5 MW amb un diàmetre de pala de 90 metres s'instal·la en una zona de mar de 2 metres de profunditat. Diàmetre de fonamentació 18 metres. A la base es van col·locar 550 tones de sorra, 500 tones de formigó i 100 tones d'acer. L'estructura amb una alçada total de 125 metres es va instal·lar a partir de dos pontons amb una superfície de 1750 i 900 m².

A Alemanya, hi ha 1 parc eòlic comercial al mar Bàltic - Baltic 1 (en: Baltic 1 Offshore Wind Farm), dos parcs eòlics al mar del Nord estan en construcció - BARD 1 (en: BARD Offshore 1) i Borkum West 2 (en: Trianel Windpark Borkum) a la costa de l'illa de Borkum (illes Frisones). També al mar del Nord, a 45 km al nord de l'illa de Borkum, es troba el parc eòlic de prova Alpha Ventus (en: Alpha Ventus Offshore Wind Farm).

El 2030, Alemanya té previst construir 25.000 MW de centrals elèctriques offshore al mar Bàltic i al mar del Nord.

Pros i contres de WPP

Actualment, hi ha més de 20.000 parcs eòlics de diferents capacitats al món. La majoria d'ells s'instal·len a la costa dels mars i oceans, així com a les regions estepes o desèrtiques. Els parcs eòlics tenen molts avantatges:

• no cal preparar la zona per a la instal·lació d'instal·lacions
• la reparació i el manteniment de parcs eòlics són molt més barats que qualsevol altra estació
• les pèrdues de transmissió són significativament menors a causa de la proximitat als consumidors
• cap dany al medi ambient
• font d'energia és totalment gratuïta
• els terrenys entre instal·lacions es poden utilitzar amb finalitats agrícoles

Al mateix temps, també hi ha desavantatges:

• la inestabilitat de la font obliga a utilitzar un gran nombre de bateries
• Les unitats fan soroll durant el funcionament
• el parpelleig de les pales dels molins de vent té un efecte molt negatiu sobre la psique
• el cost de l'energia és molt més elevat que amb altres mètodes de producció

Un desavantatge addicional és l'elevat cost d'inversió dels projectes d'aquestes estacions, que consisteix en el preu de l'equip, el cost del transport, la instal·lació i l'operació.Tenint en compte la vida útil d'una instal·lació separada - 20-25 anys, moltes estacions no són rendibles.

Els inconvenients són força importants, però la manca d'altres oportunitats redueix el seu impacte en les decisions. Per a moltes regions o estats, l'energia eòlica és la principal via per obtenir la seva pròpia energia, per no dependre de proveïdors d'altres països.

Saber fer a Gaildorf

El desembre de 2017, l'empresa alemanya Max Bögl Wind AG va llançar l'aerogenerador més alt del món. El suport té una alçada de 178 m, i l'alçada total de la torre, tenint en compte les aspes, és de 246,5 m.

Inici de la construcció d'un aerogenerador a Gaildorf

El nou generador eòlic es troba a la ciutat alemanya de Gaildorf (Baden-Württemberg). Forma part d'un grup d'altres quatre torres d'alçada que oscil·len entre els 155 i els 178 m, cadascuna amb un generador de 3,4 MW.

La companyia creu que la quantitat d'energia generada serà de 10.500 MW/h anuals. El cost del projecte és de 75 milions d'euros i es preveu generar 6,5 milions d'euros cada any. Aquest projecte va rebre 7,15 milions d'euros en subvencions del Ministeri Federal de Medi Ambient, Conservació de la Natura, Edificació i Seguretat Nuclear (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit, BMUB).

Parc eòlic a Gaildorf

Els molins de vent ultra alts utilitzen tecnologia experimental d'emmagatzematge d'energia hidroelèctrica. L'embassament és una torre d'aigua de 40 m d'alçada, que està connectada a una central hidroelèctrica situada a 200 m per sota dels aerogeneradors. L'energia eòlica sobrant s'utilitza per bombejar aigua contra la gravetat i emmagatzemar-la a la torre. Si és necessari s'allibera aigua per subministrar electricitat actual.Només triguen 30 segons a canviar entre l'emmagatzematge d'energia i el subministrament a la xarxa. Tan bon punt cau la potència, l'aigua torna i fa girar turbines addicionals, augmentant així la generació d'electricitat.

"D'aquesta manera, els enginyers resolen un dels problemes més grans associats a les fonts d'energia renovables: la seva irregularitat i dependència de l'energia de les característiques climàtiques. La capacitat de quatre aerogeneradors i una central elèctrica d'emmagatzematge per bombeig és suficient per proporcionar energia a 12.000 habitants de la ciutat de Gaildorf ", diu Alexander Schechner, enginyer de desenvolupament de projectes a Gaildorf.

Tipus de parcs eòlics

El principal i únic tipus de centrals eòliques és la integració en un únic sistema de diverses desenes (o centenars) de centrals eòliques que produeixen energia i la transfereixen a una única xarxa. Gairebé totes aquestes unitats tenen el mateix disseny amb alguns canvis en les turbines individuals. Tant la composició com la resta d'indicadors de les estacions són força uniformes i depenen de la capacitat total de les unitats individuals. Les diferències entre ells només es troben en el mètode de col·locació. Sí, n'hi ha:

• terra
• costaners
• offshore
• flotant
• volar
• muntanya

Aquesta abundància d'opcions està associada a les condicions, necessitats i capacitats de les empreses que operen determinades estacions a diverses regions del món. La majoria dels punts de col·locació estan relacionats amb la necessitat. Per exemple, Dinamarca, líder mundial en energia eòlica, simplement no té altres oportunitats. Amb el desenvolupament de la indústria, inevitablement apareixeran altres opcions per a la instal·lació d'unitats, aprofitant al màxim les condicions del vent local.

Especificacions

Les dimensions d'aquestes turbines són impressionants:

• Envergadura de les pales - 154 m (la longitud d'una pala per a la turbina Vestas V-164 és de 80 m)
• alçada de construcció - 220 m (amb una fulla elevada verticalment), per a Enercon E-126, l'alçada des del terra fins a l'eix de rotació és de 135 m
• nombre de revolucions del rotor per minut: de 5 a 11,7 en mode nominal
• el pes total de la turbina és d'unes 6000 tones, incl. base - 2500 tones, torre de suport (portador) - 2800 tones, la resta - el pes de la góndola del generador i el rotor amb pales
• velocitat del vent a la qual comença la rotació de les pales - 3-4 m / s
• velocitat crítica del vent a la qual s'atura el rotor - 25 m/s
• la quantitat d'energia produïda per any (planificada) - 18 milions de kW

Cal tenir en compte que el poder d'aquestes estructures no es pot considerar una cosa constant i inalterable. Depèn completament de la velocitat i direcció del vent, que existeix segons les seves pròpies lleis. Per tant, la producció total d'energia és molt inferior als valors màxims obtinguts per determinar les capacitats de les turbines. I, tanmateix, els grans complexos (parcs eòlics), formats per desenes de turbines, combinades en un sol sistema, són capaços de proporcionar als consumidors electricitat a l'escala d'un estat força gran.

Estadístiques

Potència eòlica anual a Alemanya per al període 1990-2015, mostrada en un gràfic semi-log amb capacitat instal·lada (MW) en vermell i capacitat generada (GWh) en blau

Les capacitats instal·lades i la generació d'energia eòlica en els darrers anys es mostren a la taula següent:

estats

Distribució geogràfica dels parcs eòlics a Alemanya

Quin és el generador eòlic més gran

L'aerogenerador més gran del món actual és una creació d'enginyers alemanys d'Hamburg Enerkon E-126. La primera turbina es va llançar a Alemanya l'any 2007, prop d'Emden.La potència del molí de vent era de 6 MW, que en aquell moment era la màxima, però ja l'any 2009 es va fer una reconstrucció parcial, com a conseqüència de la qual la potència va augmentar fins als 7,58 MW, la qual cosa va convertir la turbina en líder mundial.

Aquest assoliment va ser molt significatiu i va posar l'energia eòlica en una sèrie de líders de ple dret del món. L'actitud cap a això ha canviat, des de la categoria d'intents força tímids per obtenir resultats seriosos, la indústria ha passat a la categoria de grans productors d'energia, obligant a calcular l'efecte econòmic i les perspectives de l'energia eòlica en un futur proper.

La palma va ser interceptada per MHI Vestas Offshore Wind, les turbines del qual tenen una capacitat declarada de 9 MW. La instal·lació de la primera turbina d'aquest tipus es va completar a finals de 2016 amb una potència operativa de 8 MW, però ja el 2017 es va registrar una operació de 24 hores amb una potència de 9 MW, obtinguda a la turbina Vestas V-164.

Aquests molins de vent tenen una mida realment colossal i s'instal·len, la majoria de vegades, a la plataforma de la costa occidental d'Europa i al Regne Unit, tot i que hi ha alguns exemplars al Bàltic. Combinats en un sistema, aquests aerogeneradors creen una capacitat total de 400-500 MW, que és un competidor important de les centrals hidroelèctriques.

La instal·lació d'aquestes turbines es realitza en llocs amb predomini de vents prou forts i uniformes, i la costa del mar es correspon amb aquestes condicions al màxim. L'absència de barreres naturals al vent, un flux constant i estable permeten organitzar el mode de funcionament més favorable dels generadors, augmentant la seva eficiència fins als valors més alts.

Quins anàlegs existeixen, els seus paràmetres de funcionament

Hi ha força fabricants de generadors d'energia eòlica al món, i tots s'esforcen per augmentar la mida de les seves turbines. Això és rendible, permet augmentar la productivitat dels seus productes, augmentar la quantitat d'energia generada i interessar a grans empreses i governs a avançar en el programa d'energia eòlica. Per tant, gairebé tots els principals fabricants estan produint activament estructures de màxima potència i mida.

Entre els fabricants més destacats de grans aerogeneradors hi ha el ja esmentat MHI Vestas Offshore Wind, Erkon. A més, es coneixen les turbines Haliade150 o SWT-7.0-154 de la coneguda empresa Siemens. Llista fabricants i els seus productes pot ser prou llarg, però aquesta informació no serveix de res. El més important és el desenvolupament i la promoció de l'energia eòlica a escala industrial, ús de l'energia eòlica en interès de la humanitat.

Les característiques tècniques dels aerogeneradors de diferents fabricants són aproximadament iguals. Aquesta igualtat es deu a l'ús de tecnologies gairebé idèntiques, al compliment de les característiques i paràmetres de les estructures en una sola dimensió. La creació de molins de vent més grans no està prevista avui, ja que cadascun d'aquests gegants costa molts diners i requereix costos de manteniment i manteniment importants.

Els treballs de reparació d'aquesta estructura costen molts diners, si augmenteu la mida, l'augment dels costos anirà de manera exponencial, cosa que provocarà automàticament un augment dels preus de l'electricitat. Aquests canvis són extremadament perjudicials per a l'economia i causen greus objeccions per part de tothom.