Вся Европа | Журнал об отношениях Евросоюза и России
Какой Совет Европы нам нужен
Зимняя сессия Парламентской Ассамблеи Совета Европы (ПАСЕ), состоявшаяся в Страсбурге 27-31 января 2020 г., продемонстрировала важность участия делегации Федерального Собрания в её деятельности. Делегация была активна. Ей удалось многое. Вместе с тем, результаты сессии и то, как проходили слушания, со всей убедительностью свидетельствуют, что Россию в СЕ ждут нарастающие трудности….
читать полностьюАрхив номеров
Выберите номер журнала из списка, чтобы увидеть все статьи этого номера
Выберите год2019 год2018 год2017 год2016 год2015 год2014 год2013 год2012 год2011 год2010 год2009 год2008 год2007 год2006 годДневник событий
Последствия пандемии коронавируса COVID-19 и сдерживающее влияние мировой институционально-регулятивной системы на политику США
В фокусеЕсли полностью довериться текущим цифрам и информационному потоку, может создаться впечатление, будто Соединенные Штаты разваливаются, теряют управляемость, погружаются в пучины кризиса, за которым последует глубочайшая депрессия [Hirsh 2020; Goldin 2020].
Евросоюз в квадратуре круга
В фокусеСтрасти по проекту бюджета Европейского…
«Брекзит»: ещё не вечер, но уже сумерки
В фокусеСтартовал переговорный марафон до скончания…
Германия: эрфуртский сюрприз
В фокусеВообще-то на самом деле слово…
Капитуляция преемницы
В фокусеПосле на редкость шумного скандала…
Ещё одна пощёчина
В фокусеФевральские выборы в гамбургский бюргершафт…
Великобритания: как мальчик-мажор Камерон оказался в минусе
ПолитикаСкрытый евроскептик стал жертвой самообольщения…
ФРГ: как выглядит партия без руководства
ПолитикаМожно было бы ответить: примерно…
Что им делать с АдГ?
ПолитикаИм – это функционерам Христианско-демократического.
..
Франция: а как все начиналось!
НововведенияКлючевая реформа всего президентского мандата…
Испания: получить убежище станет труднее
ИммиграцияПравительство Испании готовит новый законопроект,…
Читать всю рубрику
Тенденции & прогнозы
«Брекзит»: Британия уходит в одиночное плавание
КомментарийПочему островные евроскептики взяли верх в 2016 году …Знаменательное признание, в чём-то сродни фрейдовской оговорке, прозвучало из уст Иэна Шона, директора по развитию Глобального аквакультурного альянса, в его выступлении по скайпу в ходе V Международной конференции «Рыба»…
Финансы & банки
Что приоритетно: конкуренция или промышленная политика?
ЭкономикаПод прикрытием разговоров о всеобщей поддержке в Евросоюзе «зеленой сделки» – главного направления движения нового состава Еврокомиссии экономические лидеры «двадцати семи» разворачивают другую принципиальную дискуссию.
Следует ли ставить на первое место обеспечение конкуренции и свободы…
Читать всю рубрику
Открываем старый свет
польза на службе у человека и принцип работы
Содержание
- Энергия ветра на службе у человека
- Устройство для преобразования
- Принципы работы ветрогенератора
- Рекомендуемые товары
Атмосфера Земли представляет собой огромный и неиссякаемый источник энергии. Постоянное движение воздушных масс имеет гигантскую кинетическую энергию, об истинных размерах которой можно только догадываться. Достаточно рассмотреть последствия любого урагана или просто шквалистого ветра, чтобы получить представление о масштабах имеющихся запасов энергии, использование которой пока еще ведется на минимальном уровне.
Наличие более эффективных способов производства электроэнергии ограничило активность исследовательских работ в этой области, которые были возобновлены относительно недавно.
Нехватка углеводородных источников, разразившийся топливно-энергетический кризис заставляют пересматривать отношение к альтернативным вариантам производства электроэнергии, лидером среди которых является ветроэнергетика.
Энергия ветра на службе у человека
На сегодняшний день существуют полноценные электростанции, вырабатывающие электроэнергию при помощи потоков ветра. Их довольно много, во всем мире таких станций насчитывается около 20 тыс. При этом, утверждать, что человек подчинил себе энергию ветра и использует ее вполне эффективно, преждевременно. Несмотря на значительные объемы полученной энергии, возможности ветроэнергетики пока еще далеки от идеала.
Существующие установки обладают недостаточной эффективностью, вызванной сложностью условий эксплуатации и невозможностью регулирования воздушных потоков. Их неравномерность — одна из ключевых причин, сдерживающих развитие отрасли. Ведущиеся исследования в этой области выдают предельную величину КПД ветроустановок — 59,3 %, что намного выше, чем реально существующие значения, но недостаточно в целом.
Понимание важности и большого потенциала ветроэнергетики в обществе постоянно укрепляется. Больших успехов в этой области достигли Китай и Индия, обладающие самыми мощными на сегодня ветроэлектростанциями.
Особенностью отрасли является возобновляемый характер источника энергии, возможность бесконечного пользования ресурсом. В этом отношении ветроэнергетика является наиболее устойчивой по сравнению с другими способами производства электричества.
Исследования и разработки ведутся постоянно, их интенсивность в последнее время заметно усилилась. Появляются совершенно новые модели, использующие методики, отличные от распространившихся ныне. Активность конструкторов и исследователей сама по себе является свидетельством возрастания роли ветроэнергетики и гарантией увеличения количества ветрогенераторов в будущем.
Устройство для преобразования
Для того, чтобы кинетическую энергию ветра трансформировать в электрическую, необходимо использовать соответствующее оборудование.
Наиболее распространенным устройством для преобразования является ветрогенератор. Это агрегат, состоящий из нескольких узлов, выполняющих задачи по приему, передаче и преобразованию энергии потока ветра в электричество.
Существует множество вариантов конструкции ветряков, выполняющих одну и ту же функцию при помощи рабочего колеса с лопастями. Отличие всех видов конструкции состоит в направлении оси вращения и в конструкции вращающегося узла — ротора.
Ветрогенераторы делятся на две большие группы, имеющие разное расположение оси вращения:
- горизонтальные
- вертикальные
Наиболее эффективными считаются горизонтальные устройства, напоминающие пропеллер самолета. Поток ветра, воздействующий на лопасти, используется максимально возможным образом, практически без потерь. При этом, имеется постоянная необходимость коррекции положения оси в зависимости от направления ветра, что вынуждает использовать дополнительные приспособления и устройства.
Наиболее простым и эффективным среди них является хвостовой стабилизатор, аналогичный хвосту самолета, автоматически устанавливающий ветряк по ветру.
Вертикальные конструкции имеют важное достоинство — независимость от направления ветра. При этом, эффективность таких устройств несколько ниже, так как поток одновременно воздействует как на рабочую, так и на обратную сторону лопастей, создавая уравновешивающее усилие. Оно останавливает вращение ротора, вынуждая прибегать к различным конструктивным ухищрениям. Так, используются различные кожухи, закрывающие обратные стороны лопастей.
Также применяют наружные конструкции, прикрывающие доступ потока к тыльным частям лопастей, спрямляющие устройства, направляющие поток в нужную сторону и т.д.
Практические результаты показали наибольшую эффективность горизонтальных установок в составе промышленных электростанций и выгоду использования вертикальных конструкций для обеспечения энергией отдельных домовладений.
Принципы работы ветрогенератора
Ветрогенератор является агрегатом, состоящим из нескольких узлов.
Они выполняют отдельные задачи, являясь звеньями в цепи последовательных изменений вида энергии.
- поток воздуха, взаимодействуя с крыльчаткой ветряка, заставляет ее вращаться
- движение вала передается на генератор, который производит электрический ток
- с генератора напряжение через выпрямитель подается на аккумулятор, заряжая его
- за уровнем заряда следит специальное устройство — контроллер, отключающее питание и включающее его снова по необходимости
- с аккумулятора заряд подается на инвертор, приводящий полученный ток в соответствующее состояние (220 В, 50 Гц) и передающий его потребителям
Небольшие устройства иногда работают по упрощенной схеме, подавая напряжение непосредственно с генератора потребителям. Это возможно для питания водяных насосов или освещения участка, теплицы и т.д.
Производительность ветрогенератора зависит от параметров собственно генератора, размеров и конструкции крыльчатки. Кроме того, важным параметром является преобладающая скорость ветра в регионе, обеспечивающая базовый режим вращения ротора и определяющая производительность всего комплекса.
Рекомендуемые товары
Как вам статья?
Как мы вырабатываем электроэнергию с помощью ветра?
Ветер окружает нас повсюду. Он чистый, бесплатный (в момент выработки) и является надежным источником энергии для стран по всему миру. Каждый день ветряные турбины улавливают энергию ветра и преобразуют ее в электричество.
Это довольно простой процесс: когда дует ветер, лопасти турбины вращаются, захватывая энергию. Затем эта энергия передается через редуктор к генератору, который преобразует ее в электричество для сети с помощью специального устройства, называемого инвертором.
«Одним из основных преимуществ энергии ветра является то, что она приводит в движение наши турбины без необходимости платить за топливо или транспортировать его», — говорит Джеймс Келлоуэй, менеджер по энергетическому анализу в ESO. «Это абсолютно необходимо для достижения наших целей по нулевому результату».
Никогда еще не было более захватывающего времени для работы в сфере энергетики
У нас есть около 23 гигаватт ветровой электрической мощности в сети — в несколько раз больше, чем ядерной.
А в 2020 году около 25% британской электроэнергии вырабатывалось ветром, уступая только газу в источниках, питающих нашу сеть.
Географическое положение Великобритании означает, что ветер является достаточно надежным источником энергии. Но нам нужны турбины, и их много, чтобы превратить его в полезную энергию.
«Существует мнение, что турбины — это огромные сооружения, неподвижно стоящие на обочине дороги, которые мало что делают, — говорит Джеймс. «Но статистика говорит о другом. Всего одна турбина может производить электричество для 16 000 домов в год. Когда вы думаете, что у нас есть несколько ветряных электростанций по всей Великобритании, вы можете видеть, что это дает очень много энергии».
Правительство Великобритании планирует инвестировать 160 миллионов фунтов стерлингов в оффшорную ветроэнергетику, чтобы к 20 30.
Великобритания производила достаточно электроэнергии для питания каждого дома в стране. В отличие от старых турбин (первые датируются 1880-ми годами), они могут хорошо работать в любую погоду и служить десятилетиями.
Самая большая ветряная электростанция, построенная в Великобритании, Dogger Bank, будет самой большой. На расстоянии более 80 миль от суши он разместит около 200 самых мощных в мире ветряных турбин, каждая почти такая же высокая, как The Shard, и заполнит морское пространство размером с Северный Йоркшир. Некоторые из новейших турбин могут питать дом в течение дня всего за один оборот лопастей.
Подобные инвестиции помогают нам добиться прогресса в обезуглероживании британской электроэнергии: углеродоемкость (уровень выбросов углерода на каждую единицу произведенной энергии) снизилась на 65,8% в период с 2013 по 2020 год. Узнайте больше об углеродоемкости и загрузите наше приложение.
Но, как и у большинства вещей, есть и недостатки.
«Великобритания никогда не окажется в положении, когда она на 100% зависит только от энергии ветра, это всегда коктейль». говорит Джеймс. «В тех редких случаях, когда нет ветра, нам все равно нужна энергия. Спрос, как правило, самый высокий на юго-востоке Англии, поэтому вам необходимо выяснить, как распределять энергию от наших ветряных электростанций, которые обычно находятся в ветреных местах, таких как Северное море. Подводный силовой кабель Western Link, по которому электричество передается из Шотландии в Англию, является одним из способов обеспечить поток более чистой энергии на юг.
«Предсказание также может быть проблемой, поскольку мы делаем это на основе погоды, поэтому всегда есть элемент неопределенности прогноза. Но для этого мы используем методы машинного обучения и статистическое моделирование, а также вспомогательные услуги и тщательное планирование. Поэтому мы можем долить остаток независимо от того, насколько солнечно или ветрено».
Хотя мы ожидаем, что источники с нулевым выбросом углерода, такие как ветер, будут доминировать в электроснабжении в будущем, мы также ожидаем разнообразного сочетания генерации, включая ветер, солнечную энергию, аккумулирование, атомную энергию и межсистемные соединения.
«Суть электричества в том, что оно состоит из коктейля из разных ингредиентов, и мы комбинируем эти разные вкусы, чтобы каждую секунду получать сбалансированную сетку», — добавил Джеймс. «Точно так же, как изменение вашей диеты, чтобы сделать ее более здоровой, топливо сети меняется, чтобы стать более экологичным, при этом топливо, выделяющее углерод, находящееся в упадке, заменяется решениями с нулевым выбросом углерода, чтобы позволить нам достичь чистого нуля.
Никогда еще не было более захватывающего времени для работы в сфере энергетики.
Ветровая электроэнергия – анализ – IEA
Ведущие авторы
Петр Бойек
IEA (2022), Wind Electricity , IEA, Paris https://www.iea.org/reports/wind-electricity, Лицензия: CC BY 4.0
- Поделиться в Твиттере Твиттер
- Поделиться на Facebook Facebook
- Поделиться в LinkedIn LinkedIn
- Поделиться по электронной почте Электронная почта
- Выложить в печать Печать
Энергия
Количество электроэнергии, вырабатываемой ветром, увеличилось почти на 273 ТВт-ч в 2021 году (рост на 17%), что на 45% выше, чем в 2020 году, и является крупнейшим из всех технологий производства электроэнергии.
Выработка энергии ветра увеличилась на рекордную величину в 2021 году, но необходим еще более быстрый рост, чтобы выйти на траекторию сценария Net Zero
Производство ветровой энергии в сценарии Net Zero, 2010–2030 годы
Открытьразвернуть В 2021 году на Китай пришлось почти 70% роста ветрогенерации, за ним следуют США с 14% и Бразилия с 7%. В Европейском союзе, несмотря на почти рекордный рост мощностей в 2020 и 2021 годах, в 2021 году выработка ветровой энергии упала на 3% из-за необычно длительных периодов слабого ветра. Во всем мире рекордный рост генерации стал возможен благодаря 90% увеличение роста мощности в 2020 году, которое достигло 113 ГВт, что обусловлено крайними сроками политики в Китае и США.
Приведение в соответствие с уровнем выработки ветровой энергии по сценарию Net Zero, составляющим около 7900 ТВт-ч в 2030 году, требует среднего увеличения приблизительно на 18% в год в течение 2022-2030 годов. Ожидается, что после исключительно высокого увеличения пропускной способности в 2020–2021 годах развертывание стабилизируется в ближайшие годы, что подчеркивает необходимость энергичных усилий, чтобы выйти на траекторию сценария Net Zero.
Развертывание технологий
В 2021 году из общей установленной ветровой мощности 830 ГВт 93% приходилось на наземные системы, а остальные 7% — на морские ветряные электростанции. Береговая ветроэнергетика — это развитая технология, представленная в 115 странах мира, в то время как оффшорная ветроэнергетика находится на ранней стадии расширения, и ее мощности есть только в 19 странах.
Однако ожидается, что в ближайшие годы оффшорная досягаемость увеличится, поскольку все больше стран разрабатывают или планируют построить свои первые оффшорные ветряные электростанции.
Наземные технологии продолжают доминировать в росте ветроэнергетики, но ожидается, что в ближайшие годы доля морских технологий увеличится
Мощность ветроэнергетики в сценарии Net Zero, 2010-2030 гг.
Открытьразвернуть Около 22% от общего прироста ветровой мощности в 94 ГВт было обеспечено за счет морских технологий в 2021 году, что является самым высоким показателем в истории и в три раза превышает средний показатель за предыдущие пять лет. Столь высокая доля обусловлена сочетанием рекордного прироста оффшорных мощностей в Китае, на долю которого приходится 80% роста оффшорных площадок, и замедления глобального роста наземных мощностей. В то время как темпы увеличения наземных ветровых мощностей, как ожидается, останутся стабильными в ближайшие годы, оффшорные системы будут и дальше ускоряться на своих существующих рынках, таких как Европейский Союз и Китай, а также выходить на новые страны, такие как Соединенные Штаты, Китайский Тайбэй и Япония.
Достижение годовой выработки ветровой электроэнергии около 8000 ТВтч в 2030 году, как это предусмотрено сценарием Net Zero, потребует усиления поддержки как наземных, так и морских ферм. Усилия должны быть сосредоточены на упрощении процедуры получения разрешений, поддержке определения подходящих площадок, снижении затрат и сокращении сроков разработки проекта.
Инновации
В случае берегового ветра инновации направлены на повышение производительности технологии, особенно в районах со слабым ветром, за счет разработки турбин с более длинными лопастями и более высокими башнями. Однако максимальная высота береговых ветряных турбин часто ограничивается в некоторых регионах по экологическим и общественным соображениям, что ограничивает масштабы возможных инноваций.
В сегменте морской ветроэнергетики, напротив, нет такого ограничения размера турбины; Поэтому инновации сосредоточены на разработке более крупных турбин, которые позволяют снизить общую стоимость производства электроэнергии.
Параллельно с этим ускоряется разработка конкурентоспособных по стоимости и безопасных плавучих морских ветряных турбин. Плавучие ветряные электростанции могли бы раскрыть огромный потенциал районов океана с глубиной воды, слишком большой для стационарных турбин, и они могли бы стать жизненно важным инструментом перехода к энергетике для таких стран, как Япония, Корея, Португалия, Франция и западное побережье США.
Развитие технологий ветроэнергетики по-прежнему направлено на повышение производительности и снижение затрат
Политика
Политическая поддержка остается основной движущей силой развертывания ветроэнергетики в большинстве стран мира. Различные типы политики стимулируют рост мощностей, включая аукционы, льготные тарифы, контракты на разницу и стандарты портфеля возобновляемых источников энергии. В 2021–2022 годах были реализованы следующие важные изменения политики и цели, влияющие на рост ветроэнергетики:
- Китай опубликовал свой 14-й пятилетний план в июне 2022 г.
, который включает амбициозную цель: к 2025 г. 33% производства электроэнергии будет производиться за счет возобновляемых источников энергии (по сравнению с примерно 29% в 2021 г.), солнечные технологии. - В августе 2022 года федеральное правительство США представило Закон о снижении инфляции, закон, который значительно расширит поддержку возобновляемых источников энергии в следующие 10 лет за счет налоговых льгот и других мер.
- В июле 2021 года Европейская комиссия предложила увеличить цель блока по возобновляемым источникам энергии на 2030 год с 32% до 40%. Предлагаемая цель была дополнительно увеличена до 45% в мае 2022 года. Многие европейские страны уже расширили свои механизмы поддержки возобновляемых источников энергии, чтобы ускорить рост мощностей с целью достижения целей к 2030 году и в ответ на энергетический кризис, вызванный вторжением России в Украину.
- Во время COP26, состоявшейся в ноябре 2021 года в Глазго, Индия объявила о новых целях на 2030 год: 500 ГВт общей мощности неископаемых источников энергии и 50-процентная доля производства электроэнергии из возобновляемых источников (более чем вдвое по сравнению с 22-процентной долей в 2020 году), а также чистая нулевые выбросы к 2070 г.
, который включает амбициозную цель: к 2025 г. 33% производства электроэнергии будет производиться за счет возобновляемых источников энергии (по сравнению с примерно 29% в 2021 г.), солнечные технологии.
Поддержка политик продолжает оставаться основным фактором развертывания ветроэнергетики
Политики
Политика
Страна
Год
Статус
Юрисдикция
«Инвестиционный план Франции до 2030 года» — Инвестиции в инновации в области возобновляемых источников энергии.
Франция 2022 Действующий Национальный
- Зеленый кредит
для поддержки проектов береговых ветровых электростанций
Польша 2022 Действующий Национальный
Инвестиции в плавучую морскую ветряную электростанцию
Соединенное Королевство 2022 Объявлено Национальный
Бюджетное соглашение на 2022 год: «Зеленые инициативы» и «Портфель устойчивой энергетики»
Дания 2022 Планируется Национальный
Правовая база для распределенной микрогенерации и минигенерации, Система компенсации за электроэнергию (SCEE) и Социальная программа возобновляемых источников энергии (PERS)
Бразилия 2022 Действующий Национальный
Программа устойчивого роста / Направление 1/ 1- Основа энергетической системы
Финляндия 2021 Действующий Национальный
Международное сотрудничество
Помимо глобальных инициатив в области возобновляемых источников энергии, включая ветер, существует множество международных организаций, программ сотрудничества, групп и инициатив, направленных на ускорение роста ветроэнергетики во всем мире, в том числе:
- Программа МЭА по сотрудничеству в области технологий систем ветроэнергетики, которая предоставляет информационную платформу для участвующих правительств и лидеров отрасли по совместным исследованиям и разработкам, направленным на снижение стоимости технологий ветроэнергетики, повышение гибкости систем передачи и энергоснабжения, а также повышение общественного признания проекты ветроэнергетики.
Энергия ветра является частью всех основных программ сотрудничества в области возобновляемых источников энергии
Стратегии частного сектора
Основным видом деятельности частного сектора в области развертывания ветроэнергетики является заключение корпоративных договоров купли-продажи электроэнергии (ДПП) – подписание прямых договоров с операторами ветряных электростанций на покупку произведенной электроэнергии. В 2020 году на ветряные электростанции приходилось 25% всей возобновляемой мощности, заключенной по контрактам в СЗЭ.
Деятельность частного сектора остается скромной движущей силой развертывания ветроэнергетики
Рекомендации для политиков
Длительные и сложные процессы получения разрешений являются одной из основных проблем, препятствующих более быстрому развертыванию ветряных электростанций во многих частях мира, особенно в Европе. Создание административных служб «одного окна», разработка четких правил и путей для застройщиков, подающих заявки на получение разрешения на строительство, определение строгих сроков обработки заявок и участие государственного сектора в определении земельных и морских участков для инвестиций могут значительно ускорить рост потенциала.
Содействие разрешению
Самые богатые морские ветровые ресурсы расположены в глубоких водах, где установка турбин на морском дне нецелесообразна. Плавучие морские фундаменты позволяют использовать меньше материала для фундамента, упростить установку и вывод из эксплуатации, а также получить дополнительный ветровой ресурс при глубине воды от 50 до 60 метров. Плавучие фундаменты также могут быть привлекательными для проектов средней глубины, где береговой и прибрежный потенциал исчерпан или где возможность использования стандартных конструкций плавучих фундаментов может избежать необходимости в большегрузных судах для транспортировки фундаментов.
Поддержка разработки плавучих ветряных турбин для использования более глубоких морских ветровых ресурсов
Производство ветровой энергии создает хорошо известные проблемы для электрических сетей и энергосистем из-за своей изменчивости, неопределенности и распределенного характера. Ветряные электростанции во многих случаях уже вносят свой вклад в свою собственную интеграцию за счет ряда обновлений, но этот вклад необходимо будет увеличить, чтобы привести его в соответствие со сценарием Net Zero за счет сочетания обновленных правил и кодексов энергосистем, а также более инновационных решений для обеспечения вспомогательные услуги и другие услуги, связанные с диспетчеризацией.