Tietämyksen lisääntymisen, suotuisan lainsäädännön ja hintojen laskun myötä tuulivoima on kasvanut nopeasti vuodesta 2000 lähtien. Tämä sisältää sekä maalla että offshore-turbiinit. Artikkelissa voit ymmärtää yksityiskohtaisesti tuulienergian muuntamisen periaatteen alkaen aivan perusasioista, esimerkiksi mikä on tuulienergian määritelmä ja esimerkkejä sen ymmärtämiseksi paremmin.
Mitä on tuulienergia? Onko tuulivoima uusiutuvaa?
Tuulen hyödyntämistä mekaanisen voiman tai sähkön tuottamiseen kutsutaan tuulivoimaksi tai tuulienergiaksi. Tuuliturbiinit ovat laitteita, jotka valjastavat tuulen kineettisen energian ja muuttavat sen mekaaniseksi energiaksi. Generaattori voi ottaa tämän mekaanisen energian ja muuntaa sen sähköksi yleiseen kulutukseen tai tiettyyn tarkoitukseen, kuten viljan jauhamiseen tai veden pumppaamiseen.
Koska tuuli syntyy jatkuvasti uusiutuvien luonnonprosessien seurauksena, sitä pidetään uusiutuvana energialähteenä. Se on yksi varhaisimmista ihmiskunnan käyttämistä energiamuodoista, ja nyt se on tunnetuin ja tehokkain saatavilla oleva uusiutuvan energian vaihtoehto. Joten se on kyllä kysymykselle, onko tuulivoima uusiutuvaa. Tämän jälkeen opitaan tuulienergian muuntamisen periaatteesta.
Mikä on tuulienergian muuntamisen perusperiaate?
Tuulienergian talteen ottamiseksi tuulesta on olemassa kaksi ensisijaista fysikaalista periaatetta. Tämä voidaan tehdä joko vastus- tai nostovoiman avulla tai näiden kahden yhdistelmällä . Nosto- ja vastusvoiman välinen ero havainnollistuu Bermuda-purjeen, tutun kolmionmuotoisen purjeen, joka taittuu tuulen mukana ja antaa purjeveneen kulkea tuulen vastakkaiseen suuntaan tai hieman tuuleen, ja spinaakkeripurjeen, joka täyttyy laskuvarjon tavoin ja vetää purjevenettä tuulen mukana, välisellä erolla.
Vastusvoimat ovat ilmeisin työntövoiman lähde, ja tuuleen altistuva esine tai henkilö tuntee nämä voimat. Nostovoimat taas ovat tehokkain työntövoiman lähde, mutta koska ne ovat hienovaraisempia kuin vastusvoimat, niitä ei tunneta kovin hyvin. Nämä ovat vastus- ja nostovoiman perusominaisuudet.
- Vetovoima on sisällä ilmavirran suunta kun taas nostovoima on kohtisuora ilmavirran suuntaan.
- Aina kun nostovoimaa syntyy, se saa aikaan tietyn määrän vastusta.
- Yleensä nostolaitteet ovat tehokkaampi kuin vetää laitteita. Tämän olisi pitänyt auttaa sinua ymmärtämään tuulienergian muuntamisen periaatetta.
Mikä on tarkka tuulienergian määritelmä ja esimerkkejä?
Kun olemme ymmärtäneet tuulienergian muuntamisen periaatteen, tutustutaan tuulienergian määritelmään ja esimerkkeihin. Tuulienergian määritelmä yksinkertaisesti toteaa, että tuulienergia on kestävää, koska se on puhdasta, uusiutuvaa ja runsasta. Tuuliturbiinit muuttavat tuulen energian sähköksi joka päivä kaikkialla maailmassa. Puhdas, uusiutuva tuulen energia on yhä tärkeämpää globaalina energianlähteenä.
Tuulivoima voidaan muuntaa käyttökelpoiseksi sähköksi tuuliturbiinien keksimisen ansiosta. Kun tuuli puhaltaa, siivet pyörivät myötäpäivään tuottaen tehoa turbiinille. Tämä saa tuuliturbiinin ensisijaisen akselin, joka on kytketty koneen sisällä olevaan vaihdelaatikkoon, pyörimään. Tuulivoima siirretään vaihteistosta generaattoriin. Sitten muuntaja muuttaa sähkön jännitteen niin, että se on yhteensopiva muun verkon kanssa.
Esimerkkejä tuulivoimasta ovat mm.
Tyypillisesti tuulipuistoja käytetään tuulivoiman tuottamiseen. Maan tuulipuistoja hyödynnetään usein muihin tarkoituksiin, kuten eläinten laiduntamiseen. Jotkut ovat avomerellä, mikä tarkoittaa, että ne ovat veden päällä.
- Ensimmäinen koskaan rakennettu tuulipuisto oli vuonna New Hampshire. Se löytyy Crotched Mountainin huipulta tässä tilassa. Kehittäjät US Wind power asensi 200 tuuliturbiinia, joiden yhdistetty tuotantokapasiteetti on 600 kW.
- Alta Wind Energy Center, joka tunnetaan usein nimellä Mojaven tuulipuisto, on maailman toiseksi suurin maalla toimiva tuulivoimalaitos. Siinä on 600 turbiinia, joita on suunnitteilla huomattava lisälaajennus. Se voi tuottaa tällä hetkellä 1,550 3,050 MW, ja tämä määrä saattaa nousta XNUMX XNUMX MW:iin tulevaisuudessa laajennettaessa. Viisaasti sijoitettu Kalifornian Tehachapi Passissa San Joaquinin ja Mojaven aavikon väliin, sijainti on erittäin tuulinen.
- Tällä hetkellä, Walney on maailman suurin offshore-tuulipuisto. Se sijaitsee Irlanninmerellä Cumbrian rannikolla Englannissa. Siinä on valtava kapasiteetti, joka tuottaa noin 659 MW tehoa. Se antaa sähköä jopa 600,000 XNUMX kotiin.
- Kiina on nyt keskellä rakentamista Gansun tuulipuisto. Valtavan maatuulipuiston rakentaminen on aloitettu autiomaassa lähellä Jiuquanin maakuntaa. Vuoteen 2020 mennessä toivomme saavamme tämän projektin päätökseen. Laitoksen suunniteltu teho on 20 gigawattia.
Lue myös: Vesivoiman 5 tärkeintä etua ja haittaa
Mitkä ovat tuulienergian tyypit?
Tuuli on teoriassa aurinkoenergian muoto, koska se syntyy auringon epätasaisesta ilmakehän kuumenemisesta, planeetan pinnan epätäydellisyydestä ja maan pyörimisestä. Tuulivoimalat hyödyntävät planeetan ympärillä olevien ilmavirtojen kineettistä energiaa, joka sitten muunnetaan sähköksi. Lyhyesti sanottuna tuuliturbiinit käyttävät siipien pyörimistä sähkön tuottamiseen kääntämällä generaattoria. Tuulivoimalan siipiä pyörittää tuuli, joka puolestaan pyörittää generaattoriin kiinnitettyä akselia.
Tuulivoimaloiden sijainnista riippuen tuulienergiaa on tällä hetkellä kahdenlaisia .
1. Maatuulivoima: Maatuulivoimalla tuotetaan sähköä ottamalla talteen tuulta maatuulipuistoissa. Tätä varten asennamme tuuliturbiineja, jotka voivat muuntaa tuulen kineettisen energian käyttökelpoiseksi sähköksi, joka sitten syötetään verkkoon.
2. Merituulienergia: Tämän tyyppistä tuulienergiaa saadaan hyödyntämällä avomerellä tuotetun tuulen voimaa . Täällä tuulienergia saavuttaa tasaisemman ja suuremman nopeuden kuin maalla. Tämä johtuu siitä, että avomerellä ei ole esteitä. Jotta tästä resurssista saataisiin mahdollisimman paljon irti, asennetaan megarakenteita. Nämä rakenteet on asennettu merenpohjaan ja ne on varustettu uusimmilla teknologisilla innovaatioilla.
Mitkä ovat joitakin tuulienergian käyttötapoja?
Tuulivoima on erittäin suosittu uusiutuvan energian muoto ja sitä käytetään monilla aloilla. Nämä ovat joitain tuulienergian käyttötapoja
- Tuulivoiman tuotanto: Sähkön tuottaminen on tuulivoiman yleinen sovellus. Tuulivoimalaa käytetään muuntamaan tuulen liike-energia käyttökelpoiseksi sähköksi. Tuuli kääntää turbiinin siivet, joka pyörittää generaattoria, joka puolestaan tuottaa tehoa.
- Kuljetus: Tuulivoimaa voidaan hyödyntää myös kuljetusalalla. Sivilisaatiot ovat käyttäneet tuulivoimaa purjehtimiseen tuhansia vuosia. Purjehdus on saattanut olla olemassa nykyisessä muodossaan jo 5000 eKr. käytettävissä olevien todisteiden mukaan. Nykyaikana olemme nähneet sekä pieniä että suuria aluksia, jotka voivat purjehtia käyttämällä vain tuulen voimaa.
- Ruoan valmistus: Sadonkorjuussa on käytetty pitkään tuulienergiaa. Tuulimyllyjä käytettiin yleisesti viljan jauhamiseen jauhoiksi ennen nykyaikaisten teollisten jauhatuskoneiden tuloa.
- Veden pumppaus: Edellä mainittujen sovellusten lisäksi tuulipumpulla voidaan pumpata vettä myös pelkällä tuulienergialla. Vaikka ne muistuttavat klassisia tuulimyllyjä, nykyaikaisia tuulipumppuja käytetään siirtämään vettä viljan sijaan.
- Urheilu tai tuuliurheilu: Tuuliurheilu on hauska tapa laittaa tuulivoima töihin. Jotkut tuulen voimaa hyödyntävät urheilulajit ovat: Purjelautailu on eräänlainen purjehdus, jossa masto ja purje on asennettu surffilaudalle, jota purjehtija seisoo ohjatakseen. Purjehdus on tuulivoiman perinteisempi sovellus, ja sitä käytetään kilpaurheilussa, jossa yksilöt tai joukkueet kilpailevat toisiaan vastaan.
Katso myös: 10 merienergian etua ja haittaa
Mitkä ovat tuulienergian edut?
Tuulivoiman edut ovat seuraavat:
- Tuulivoima on vihreä energianlähde: Prosessi alkaa tuuliturbiinilla, jota tuuli kääntää. Rakenteen tuulesta tuleva kineettinen energia pyörittää generaattoria tuottamaan sähköä. Kaikki paitsi kevyimmät tuulet voidaan muuntaa sähköksi nykypäivän tuulivoimaloilla. Tuulivoima ei vaikuta ilmaston lämpenemiseen, koska se ei vapauta kasvihuonekaasuja koko sähköntuotantoprosessin aikana.
- Tuuli on kestävä sähkönlähde: Tuulivoimalla on myös se lisäetu, että se on kestävä energialähde. Sitä tuottaa tuuli, uusiutuva luonnonvara, joka ei koskaan ehdy. Se tulee ehtymättömästä lähteestä ja sen hiilidioksidipäästöt ovat nolla. Tuulivoima on joiltakin osin analoginen aurinkovoiman kanssa.
- Tuulivoimalla on halvat käyttökustannukset: Toisin kuin jotkut muita energialähteitä, polttoaineen hinta sähkön tuottamiseksi tuulella on nolla. Huolto on ainoa merkittävä juokseva kulu, kun tuuliturbiini on asennettu. Tuuli on puhdas, uusiutuva ja kustannustehokas ratkaisu, koska maapallo vähentää tulevaisuudessa sähköntuotantoa.
Mitkä ovat tuulivoiman haitat?
Tuulivoiman haitat ovat seuraavat:
- Tuuliturbiinit uhkaavat erilaisia eläimiä: Mitä tulee villieläimiin, tuuliturbiinit voivat olla tuhoisia. Ne iskevät lepakoita ja lintuja, eivätkä heidän luotainjärjestelmänsä löydä tietä turbiinien ympäriltä. Vaikka muuttolinnut ja lajit, joiden lisääntymisaste on alhainen, ovat erityisen haavoittuvia, tutkijat etsivät uusia ratkaisuja näiden eläinten uhan lieventämiseksi.
- Tuuliturbiinit voivat tuottaa pauhaavan äänen: Ilman läpi leikkaavien siipien aerodynaamiseen meluon lisätään turbiinien sisällä olevista generaattoreista tuleva mekaaninen melu. Vaikka melu voi vaikuttaa villieläimiin, se ei yleensä ole havaittavissa ennen kuin olet paikalla.
- Sijainti on tuulivoimaa rajoittava tekijä: Tuulivoima ei ole universaali ratkaisu. Investointi on järkevää vain paikoissa, joissa on voimakas ja tasainen tuuli. Tuuli ei aina puhalla, edes parhaissa mahdollisissa paikoissa, kuten rannalla, mäen päällä tai laajalla kentällä. Katkojaksoisuus kuvaa sitä, kuinka energiantuotanto laskee tai loppuu kokonaan tuulen nopeuden hidastuessa tai vaimeneessa.
Lue myös: Vuorovesienergian edut ja haitat
Onko tuulienergian muuntamisella rajoituksia?
Jos mietit, onko tuulienergian muuntamisella rajoituksia, niin kyllä, myös tuulienergialla on tiettyjä rajoituksia. Jotkut rajoituksista ovat seuraavat:
- Tuuli voi kulkea vain tietyllä nopeudella, vähentää liike-energian määrää joka voidaan poimia siitä.
- Tuuli nopeus vaihtelee koko ajan. Koska muutosnopeus on epäyhtenäinen, sitä ei voida käyttää luotettavasti energian tuottamiseen. Se on poissa kenenkään käsistä.
- Huomattavan energiamäärän saaminen tuulituotannosta kestää kauan.
- Jos haluat hyödyntää tuulivoimaa, sinun on luotava paljon tilaa tuulipuistojen perustamiseen. Kun laaja alue kulutetaan, se muuttaa ympäröivää aluetta. Tämän seurauksena valmistuskustannukset nousevat.
- Pienet tuulen nopeudet estää sinua tuottamasta tarpeeksi virtaa.
- Tuulivoima on alttiita vuodenaikojen ja ilmaston vaihteluille. Valitettavasti tuulivoimaa ei aina ole saatavilla.
Joten, mikä on Takeaway?
Tulevaisuudessa tuulivoima tuottaa yli 35 prosenttia maailman sähköstä, mikä tekee siitä ensisijaisen voimanlähteen. Lähes neljännes vuotuisista maailmanlaajuisista hiilidioksidipäästövähennyksistä vuoteen 2 mennessä voidaan saavuttaa toteuttamalla tämä strategia. Global Wind Energy Councilin tuoreen tutkimuksen mukaan uusiutuvan energian sektorilla kokonaisuudessaan on potentiaalia lisätä jopa 2050 miljoonaa työpaikkaa seuraavien viiden vuoden aikana.
Tämä blogi yrittää valaista mitä on tuulienergia, tuulienergian määritelmä ja esimerkkejä, uusiutuva tuulienergia, tuulienergiatyypit, tuulienergian käyttötarkoitukset, tuulienergian edut, tuulienergian haitat, esimerkkejä tuulienergiasta, tuulienergian muuntamisen periaate, tuulienergian muuntamisen rajoitukset ja vastaavat. Eri energialähteiden eri puolien ymmärtäminen on välttämätöntä, sen avulla pysyt ajan tasalla energia-alan muuttuvista trendeistä maailmassa.
