Energia wiatrowa to czyste, odnawialne źródło energii, które ma potencjał zasilania milionów domów na całym świecie. Do wytwarzania energii stosuje się dwa główne typy turbin wiatrowych: lądowe i morskie. Dlatego zrozumienie turbin wiatrowych lądowych i morskich jest bardzo ważne. Ten blog przyjrzy się ich różnicom, a także ich kosztom, wydajności i wpływowi na środowisko.
Turbiny wiatrowe lądowe i morskie
Turbiny wiatrowe lądowe są zazwyczaj umieszczane na lądzie , co oznacza, że są budowane na lądzie.
Turbiny wiatrowe na morzu zazwyczaj znajdują się na wybrzeżu , co oznacza, że są budowane na wodzie. Ich budowa i utrzymanie są droższe.
| Morskie turbiny wiatrowe | Lądowe turbiny wiatrowe | |
| Rozmiar | Większe turbiny | Mniejsze turbiny |
| Lokalizacja | Na akwenach wodnych | Na ziemi |
| instalacja sprzętu | Kompleksowa instalacja | Mniej skomplikowana instalacja |
| Przesył mocy | Przez kable podmorskie | Bezpośrednio podłączony do sieci |
| Konserwacja | Trudne do utrzymania | Łatwe w utrzymaniu |
Aby zrozumieć różnice między turbinami wiatrowymi na lądzie i na morzu, omówmy ich konstrukcję, kierunek wiatru, koszt i sposób działania.
Turbina wiatrowa na lądzie
Jest to wysoka, wieżowata konstrukcja z wirnikiem i obracającymi się łopatami, gdy wieje przez nią wiatr. Aby wytworzyć energię, wirnik jest przymocowany do wału, który napędza generator. Turbiny wiatrowe na lądzie są zazwyczaj budowane na lądzie i mogą osiągać wysokość ponad 100 metrów.
1. Konstrukcja: Wirnik , gondola, wieża i fundament to główne elementy . Wirnik składa się z 3 lub więcej łopat wykonanych z lekkich materiałów, takich jak włókno szklane lub węglowe. Wieża, zazwyczaj wykonana ze stali lub betonu, podtrzymuje wirnik i gondolę. Fundament mocuje wieżę do podłoża i zapewnia stabilność przy silnym wietrze.
2. Działanie: Działają przy różnych prędkościach wiatru , od 12 do 90 km/h. Prędkość wiatru przekraczająca prędkość włączenia powoduje obrót łopat wirnika i wytwarzanie energii. Wirnik będzie się obracał tak długo, jak długo prędkość wiatru będzie większa niż prędkość wyłączenia (25 m/s). Gdy prędkość wiatru spadnie poniżej tej wartości, wirnik zatrzyma się, aby chronić turbinę.
3. Wiatr : Wiatry lądowe wieją znad oceanu w kierunku lądu. Powstają one w wyniku wahań ciśnienia powietrza między lądem a morzem. W ciągu dnia ląd nagrzewa się szybciej niż morze, co powoduje unoszenie się powietrza nad lądem i powstawanie strefy niskiego ciśnienia. Ta strefa niskiego ciśnienia przyciąga chłodniejsze, gęstsze powietrze znad jeziora, co powoduje powstanie wiatru lądowego.
Jeśli porównamy kierunki wiatru na lądzie i na morzu, to okaże się, że wiatry na lądzie są bardziej regularne i stałe.
4. Koszt: Średni globalny koszt lądowej energii wiatrowej wynosi 0.033 USD/kWh . Jest on bardzo zróżnicowany w zależności od lokalizacji, wielkości i mocy, a także kosztów finansowania, wymogów regulacyjnych i pozwoleń. W ostatnich latach koszty gwałtownie spadają dzięki rozwojowi technologii, efektowi skali oraz usprawnieniom w łańcuchach dostaw i procesach produkcyjnych.
Sprawdź także zalety i wady energii falowej
Turbina wiatrowa na morzu
Turbiny te mają za zadanie zbierać i przetwarzać energię silnego, stałego wiatru i fal, które często wieją nad oceanem.
1. Konstrukcja: Składają się z różnych kluczowych elementów, w tym łopat wirnika, gondoli, wież i piast wirnika. Wieża to wysoka konstrukcja, która utrzymuje gondolę i łopaty wirnika na miejscu. Zazwyczaj jest wykonana ze stali lub betonu i może osiągać wysokość do 100 metrów.
Łopatki wirnika to długie, zakrzywione łopatki przymocowane do piasty wirnika, które mogą osiągać długość do 80 metrów. Główny wał to duży, cylindryczny wał, który łączy piastę wirnika z przekładnią gondoli i generatorem. Zazwyczaj jest zbudowany ze stali i może mieć długość do 30 metrów.
2. Działanie : Łopaty wirnika turbiny mają za zadanie przechwytywać energię kinetyczną wiatru i przekształcać ją w energię obrotową. Układ napędowy przekazuje energię obrotową z łopat wirnika do generatora. Ta energia mechaniczna jest przekształcana przez generator w energię elektryczną. Następnie jest ona przekształcana z napięcia przemiennego na stałe. Po dotarciu do lądowej stacji elektroenergetycznej jest ponownie przekształcana na napięcie przemienne i dystrybuowana do domów za pośrednictwem krajowej sieci elektroenergetycznej.
3. Wiatr : Energia jest wytwarzana przez turbiny wiatrowe umieszczone w zbiornikach wodnych, najczęściej oceanach, morzach lub dużych jeziorach. Turbiny wiatrowe na morzu są często mocniejsze niż turbiny lądowe i mogą korzystać z wyższych i bardziej stałych prędkości wiatru dostępnych nad wodą.
4. Koszt: Porównując koszty farm wiatrowych na morzu i na lądzie, turbiny wiatrowe na morzu są droższe niż turbiny lądowe. Wynika to z faktu, że do ich montażu i konserwacji na wodzie potrzebne są specjalistyczne łodzie, sprzęt i konstrukcje fundamentowe.
Koszt energii elektrycznej wynosi około 0.081 USD/kWh.
Przeczytaj także: 3 zalety i wady morskich farm wiatrowych
Zalety i wady farm wiatrowych na lądzie i na morzu
1. Farma wiatrowa na lądzie
a) Zalety
- Tańsza alternatywa:Jest to jeden z najbardziej przystępnych cenowo rodzajów energii odnawialnej, znacznie mniej kosztowny niż generacja wiatrowa na morzu. Farmy lądowe mogą pomóc obniżyć stawki za energię elektryczną ze względu na zmniejszone koszty infrastruktury i eksploatacji.
- Niski wpływ na środowisko:Budowa i eksploatacja lądowej farmy wiatrowej generuje znacznie mniej zanieczyszczeń niż inne źródła energii.
- Oszczędność czasu: Farmy wiatrowe na lądzie można wybudować w ciągu kilku miesięcy, a ich utrzymanie jest tańsze.
b) Wady
- Zanieczyszczenie hałasem:Niektórzy ludzie sprzeciwiają się wyglądowi farm wiatrowych w krajobrazie, a także hałasowi, jaki wytwarzają. Istnieją również pewne obawy, że turbiny wiatrowe na lądzie mogą zagrażać ptakom.
- Zmiana prędkości wiatru:Zmienna prędkość i kierunek wiatru mogą zagrozić stałości produkcji energii przez farmę wiatrową.
2. Farmy wiatrowe na morzu
a) Zalety
- Zwiększona skuteczność:Farma wiatrowa na morzu potrzebuje mniej turbin do wytworzenia takiej samej ilości energii elektrycznej jak farma wiatrowa na lądzie, ze względu na większą prędkość wiatru i stabilność kierunku.
- Więcej przestrzeni: Pod względem skali i otwartości oceany są idealnym miejscem dla farm wiatrowych. Więcej farm wiatrowych oznacza, że można wytwarzać czystszą, zrównoważoną energię elektryczną.
- Mniej problemów z opinią publiczną:Ponieważ gospodarstwa te są położone z dala od gęsto zaludnionych regionów, ich wpływ na lokalne społeczności jest mniejszy.
b) Wady
- Kosztowny:Te gospodarstwa wiążą się z wyższymi kosztami instalacji i konserwacji, a także wymagają specjalistycznego sprzętu, co podnosi całkowity koszt.
- Zagrożenie dla życia morskiego: Ze względu na swoje położenie farmy morskie mogą oddziaływać na faunę i ekosystemy morskie, stwarzając poważne ryzyko dla środowiska.
- Wymagaj zezwoleń:Z uwagi na ich umiejscowienie na żeglownych akwenach wodnych, mogą one sprawiać problemy regulacyjne i związane z pozwoleniami, gdy naprzeciw siebie stają farmy wiatrowe lądowe i morskie.
Oto i masz! Oba mają swój własny zestaw zalet i wad. Turbiny wiatrowe na lądzie są często tańsze w budowie i eksploatacji, podczas gdy turbiny na morzu mają potencjał do większej produkcji energii. Aby poznać więcej takich interesujących tematów, kontynuuj eksplorację naszej witryny.
Polecane: Różnica między energią słoneczną a energią wiatrową
