Tuulienergia on puhdas uusiutuva energianlähde, jolla on potentiaalia sähkönlähteenä miljoonille kodeille maailmanlaajuisesti. Onshore ja offshore ovat kaksi pääasiallista tuuliturbiinityyppiä, joita käytetään sähkön tuottamiseen. Näin ollen onshore- ja offshore-tuuliturbiinien ymmärtäminen on erittäin tärkeää. Tässä blogissa tarkastellaan niiden eroja sekä niiden kustannuksia, tehokkuutta ja ympäristövaikutuksia.
Onshore vs offshore -tuuliturbiinit
Maalle asennettavat tuuliturbiinit sijaitsevat tyypillisesti maissa , eli ne rakennetaan maalle.
Offshore-tuuliturbiinit sijaitsevat tyypillisesti rannikon edustalla , eli ne rakennetaan veteen. Niiden rakentaminen ja ylläpito on kalliimpaa.
| Merituulivoimalat | Maan tuulivoimalat | |
| Koko | Isommat turbiinit | Pienemmät turbiinit |
| Sijainti | Vesistöillä | Maalla |
| Asennus | Monimutkainen asennus | Vähemmän monimutkainen asennus |
| Voimansiirto | Vedenalaisten kaapelien kautta | Kytketty suoraan verkkoon |
| Hoito-ohjeet | Vaikea ylläpitää | Helppo huoltaa |
Ymmärtääksemme eron maa- ja offshore-tuuliturbiinien välillä puhutaanpa niiden rakenteesta, tuulen suunnasta, kustannuksista ja toiminnasta.
Maalla oleva tuulivoimala
Se on korkea tornimainen rakenne, jossa on roottori ja pyörivät siivet, kun tuuli puhaltaa sen yli. Tehon tuottamiseksi roottori on kiinnitetty akseliin, joka käyttää generaattoria. Maatuuliturbiinit pystytetään yleensä maalle, ja ne voivat nousta yli 100 metrin korkeuteen.
1. Rakenne: Roottori , konehuone, torni ja perustus ovat pääkomponentit . Roottori koostuu vähintään kolmesta lavasta, jotka on valmistettu kevyistä materiaaleista, kuten lasikuidusta tai hiilikuidusta. Torni, joka on yleensä valmistettu teräksestä tai betonista, tukee roottoria ja konehuonetta. Perustus kiinnittää tornin maahan ja varmistaa vakauden kovassa tuulessa.
2. Toiminta: Ne toimivat useilla tuulen nopeuksilla 12–90 km/h. Tuulen nopeudet, jotka ylittävät kytkentänopeuden, saavat roottorin lavat pyörimään ja tuottavat voimaa. Roottori pyörii niin kauan kuin tuulen nopeus on suurempi kuin katkaisunopeus (25 m/s). Kun tuulen nopeus laskee sen alapuolelle, roottori pysähtyy pyörimisen turbiinin suojaamiseksi.
3. Tuuli : Maatuulet puhaltavat mereltä maalle. Ne johtuvat maan ja meren välisistä ilmanpaineen vaihteluista. Päivän aikana maa lämpenee nopeammin kuin meri, mikä pakottaa maan yläpuolella olevan ilman nousemaan ja muodostaa matalapainevyöhykkeen. Tämä matalapainealue vetää puoleensa kylmempää ja tiheämpää ilmaa järven yläpuolelta, mikä johtaa maatuuleen.
Jos vertaamme tuulen suuntaa maalla ja merellä, maatuulet ovat säännöllisempiä ja johdonmukaisempia.
4. Kustannukset: Maatuulivoiman kustannukset olivat maailmanlaajuisesti keskimäärin 0.033 USD/kWh . Ne vaihtelevat suuresti sijainnin, koon ja kapasiteetin sekä rahoituskustannusten, sääntely- ja lupavaatimusten mukaan. Kustannukset ovat laskeneet nopeasti viime vuosina teknologian kehityksen, mittakaavaetujen sekä toimitusketjujen ja valmistusprosessien parannusten seurauksena.
Katso myös aaltoenergian edut ja haitat
Offshore-tuuliturbiini
Nämä turbiinit on tarkoitettu keräämään ja muuttamaan voimakasta, jatkuvaa tuulta ja aaltoja, jotka usein puhaltavat valtameren yli.
1. Rakenne: Ne koostuvat useista kriittisistä osista, kuten roottorin lavat, konehuoneet, tornit ja roottorin navat. Torni on korkea rakennelma, joka pitää konehuoneen ja roottorin lavat paikoillaan. Se on tyypillisesti valmistettu teräksestä tai betonista ja voi saavuttaa jopa 100 metrin korkeuden.
Roottorin siivet ovat pitkiä, kaarevia siipiä, jotka on kiinnitetty roottorin napaan, ja niiden pituus voi olla jopa 80 metriä. Pääakseli on suuri, sylinterimäinen akseli, joka yhdistää roottorin navan koneen vaihteistoon ja generaattoriin. Se on yleensä valmistettu teräksestä ja sen pituus voi olla jopa 30 metriä.
2. Toiminta : Turbiinin roottorin lavat on tarkoitettu keräämään tuulen liike-energiaa ja muuntamaan se pyörimisenergiaksi. Voimansiirto siirtää pyörimisenergian roottorin lavasta generaattoriin. Generaattori muuntaa tämän mekaanisen energian sähköenergiaksi. Sitten se muunnetaan vaihtojännitteestä tasajännitteeksi. Kun sähkö saapuu maalla sijaitsevaan sähköasemaan, se muunnetaan takaisin vaihtojännitteeksi ja jaetaan koteihin valtakunnan sähköverkon kautta.
3. Tuuli : Energiaa tuotetaan vesistöihin, useimmiten valtameriin, meriin tai valtaviin järviin, sijoitettujen tuuliturbiinien avulla. Merellä sijaitsevat tuuliturbiinit ovat usein tehokkaampia kuin maalla sijaitsevat turbiinit , ja ne voivat hyötyä veden yllä saatavilla olevista suuremmista ja tasaisemmista tuulennopeuksista.
4. Kustannukset: Jos vertaamme merituulivoimaloiden ja maalla sijaitsevien tuulivoimaloiden kustannuksia, merituuliturbiinit ovat kalliimpia kuin maalla sijaitsevien turbiinien. Tämä johtuu siitä, että ne vaativat erikoisveneitä, -laitteita ja -perustusrakenteita turbiinien asentamiseen ja huoltoon vedessä.
Sähkön hinta on noin 0.081 USD/kWh.
Lue myös: Merituulivoimapuistojen 3 hyvää ja huonoa puolta
Onshore vs offshore -tuulipuiston plussat ja miinukset
1. Onshore-tuulipuisto
a) Plussat
- Halvempi vaihtoehto: Se on yksi edullisimmista uusiutuvan energian tyypeistä, paljon halvempaa kuin offshore-tuulentuotanto. Maatilat voivat auttaa vähentämään virrankulutusta infrastruktuurin ja käyttökustannusten vähenemisen vuoksi.
- Matala ympäristövaikutus: Maatuulipuiston rakentaminen ja käyttö aiheuttavat paljon vähemmän saasteita kuin muut energialähteet.
- Aikatehokas: Maan tuulivoimalat voidaan rakentaa kuukausissa, ja niiden ylläpitäminen on halvempaa.
b) Miinukset
- Melusaaste: Jotkut ihmiset vastustavat tuulipuistojen ulkoasua maisemassa sekä niiden tuottamaa melua. On myös joitakin huolia siitä, että maassa olevat tuulivoimalat voivat vaarantaa lintuja.
- Tuulen nopeuden muuttaminen: Vaihtelevat tuulen nopeudet ja tuulen suunnan vaihtelut voivat vaarantaa tuulipuiston energiantuotannon pysyvyyden.
2. Offshore-tuulipuistot
a) Plussat
- Lisääntynyt tehokkuus: Merituulipuistot tarvitsevat vähemmän turbiineja tuottaakseen saman määrän sähköä kuin maalla sijaitsevat tuulipuistot korkeampien tuulennopeuksien ja suuntavakauden vuoksi.
- Enemmän tilaa: Valtameret ovat mittakaavan ja avoimuuden kannalta ihanteellinen paikka tuulipuistoille. Tuulipuistojen lisääminen tarkoittaa puhtaampaa ja kestävämpää sähköä.
- Vähemmän ongelmia yleisön kanssa: Koska nämä maatilat sijaitsevat kauempana väkirikkaista alueista, niiden vaikutus paikallisiin yhteisöihin vähenee.
b) Miinukset
- kallis: Näillä tiloilla on korkeammat asennus- ja ylläpitokustannukset, ja ne vaativat myös erikoislaitteita, mikä nostaa kokonaiskustannuksia.
- Vaaraa meren elämää: Offshore-tilat voivat sijaintinsa vuoksi vaikuttaa meren eläimistöön ja ekosysteemeihin ja muodostaa merkittävän ympäristöriskin.
- Vaadi lupia: Koska ne sijoitetaan purjehduskelpoisiin vesistöihin, ne voivat kohdata sääntely- ja lupaongelmia, kun maalla ja merellä sijaitsevia tuulipuistoja asetetaan toistensa eteen.
Joten siinä se on! Molemmilla on omat etunsa ja haittansa. Maan tuuliturbiinit ovat usein halvempia rakentaa ja käyttää, kun taas offshore-turbiinit voivat tuottaa enemmän energiaa. Jos haluat lisää tällaisia mielenkiintoisia aiheita, jatka verkkosivustomme tutkimista.
Suositeltu: Aurinkoenergian ja tuulienergian välinen ero
