ქარის ტურბინის გენერატორი - თავისუფალი ენერგიის ახალი გადაწყვეტა

რა არის ქარის ენერგია?

ადამიანები ქარის ენერგიას ათასობით წლის განმავლობაში იყენებდნენ. ქარის ენერგია ნილოსის გასწვრივ ნავებს ატარებდა, წყალს ტუმბავდა და მარცვლეულს ფქვავდა, საკვების წარმოებას უჭერდა მხარს და ბევრ სხვა რამეს აკეთებდა. დღესდღეობით, ქარის სახელით ცნობილი ბუნებრივი ჰაერის ნაკადების კინეტიკური ენერგია და ძალა მასიური მასშტაბით გამოიყენება ელექტროენერგიის წარმოებისთვის. ერთ, თანამედროვე ოფშორულ ქარის ტურბინას შეუძლია 8 მეგავატზე (MW) მეტი ენერგიის გენერირება, რაც საკმარისია თითქმის ექვსი სახლის ერთი წლის განმავლობაში სუფთა ენერგიით უზრუნველყოფისთვის. ხმელეთზე განლაგებული ქარის ელექტროსადგურები ასობით მეგავატს გამოიმუშავებენ, რაც ქარის ენერგიას პლანეტაზე ერთ-ერთ ყველაზე ეკონომიურ, სუფთა და ადვილად ხელმისაწვდომ ენერგიის წყაროდ აქცევს.

ქარის ენერგია ყველაზე იაფი და მასშტაბური განახლებადი ენერგიის წყაროა და დღეს აშშ-ში განახლებადი ენერგიის უდიდესი წყაროა. დაახლოებით 60 000 ქარის ტურბინაა, რომელთა ჯამური სიმძლავრე 105 583 მეგავატია (MW). ეს საკმარისია 32 მილიონზე მეტი სახლის ენერგიით უზრუნველსაყოფად!

გარდა იმისა, რომ ქარის ენერგიის გადაწყვეტილებები სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ჩვენს ენერგომომარაგებაში, ის ასევე ეხმარება კომერციულ კომპანიებს განახლებადი ენერგიის მიზნების მიღწევასა და საიმედო, სუფთა ენერგიის მოპოვების ვალდებულებების შესრულებაში.

ქარის ენერგიის უპირატესობები:

1. ქარის ტურბინები, როგორც წესი, მათ განლაგებასთან დაკავშირებულ ნახშირბადის გამონაბოლქვს ერთ წელზე ნაკლებ დროში ანაზღაურებენ, სანამ 30 წლამდე პრაქტიკულად ნახშირბადისგან თავისუფალ ელექტროენერგიის გენერაციას უზრუნველყოფენ.
2. ქარის ენერგია ხელს უწყობს ნახშირორჟანგის გამოყოფის შემცირებას - 2018 წელს მან თავიდან აიცილა 201 მილიონი მეტრიკული ტონა C02-ის გამოყოფა.
3. ქარის ენერგია გადასახადების შემოსავალს უზრუნველყოფს იმ თემებისთვის, რომლებიც პროექტებს ახორციელებენ. მაგალითად, ტეხასში ქარის პროექტებიდან სახელმწიფო და ადგილობრივი გადასახადების გადახდამ ჯამში 237 მილიონი დოლარი შეადგინა.
4. ქარის ენერგიის ინდუსტრია ხელს უწყობს სამუშაო ადგილების შექმნას, განსაკუთრებით მშენებლობის დროს. ინდუსტრიამ 2018 წელს აშშ-ში 114 000 სამუშაო ადგილი შექმნა.
5. ქარის ენერგია შემოსავლის სტაბილურ, დამატებით წყაროს წარმოადგენს: ქარის პროექტები ყოველწლიურად 1 მილიარდ დოლარზე მეტს უხდის სახელმწიფო და ადგილობრივ მთავრობებს, ასევე კერძო მიწის მესაკუთრეებს.

როგორ გამოიყურება ქარის ენერგიის პროექტი?

ქარის პროექტი ან ელექტროსადგური გულისხმობს ქარის ტურბინების დიდ რაოდენობას, რომლებიც ერთმანეთთან ახლოსაა აგებული და ელექტროსადგურის მსგავსად ფუნქციონირებს, რაც ელექტროენერგიას ქსელში აგზავნის.

ოკლაჰომას შტატის კეის ოლქში მდებარე Frontier Wind Power I პროექტი 2016 წლიდან ფუნქციონირებს და Frontier Wind Power II პროექტით ფართოვდება. დასრულების შემდეგ, Frontier I და II სულ 550 მეგავატ ქარის ენერგიას გამოიმუშავებენ, რაც საკმარისია 193 000 სახლის ენერგიით უზრუნველყოფისთვის.

როგორ მუშაობს ქარის ტურბინები?

ენერგია წარმოიქმნება მბრუნავი ქარის ტურბინების მეშვეობით, რომლებიც იყენებენ მოძრავი ჰაერის კინეტიკურ ენერგიას, რომელიც ელექტროენერგიად გარდაიქმნება. ძირითადი იდეა იმაში მდგომარეობს, რომ ქარის ტურბინები იყენებენ პირებს ქარის პოტენციალისა და კინეტიკური ენერგიის შესაგროვებლად. ქარი ატრიალებს პირებს, რაც ატრიალებს როტორს, რომელიც დაკავშირებულია გენერატორთან ელექტროენერგიის წარმოსაქმნელად.

ქარის ტურბინების უმეტესობას ოთხი ძირითადი ნაწილი აქვს:

• პირები მიმაგრებულია კერაზე, რომელიც ბრუნავს პირების ბრუნვისას. პირები და კერა ერთად ქმნიან როტორს.
• გონდოლაში განთავსებულია გადაცემათა კოლოფი, გენერატორი და ელექტრო კომპონენტები.
• კოშკი როტორის ფრთებს და გენერაციის აღჭურვილობას მიწიდან მაღლა ათავსებს.
• ტურბინას მიწაზე საძირკველი ამაგრებს.

ქარის ტურბინების ტიპები:

როტორის ორიენტაციის მიხედვით, დიდი და პატარა ტურბინები ორ ძირითად კატეგორიად იყოფა: ჰორიზონტალური ღერძის მქონე და ვერტიკალური ღერძის მქონე ტურბინები.

ჰორიზონტალური ღერძის მქონე ტურბინები დღეს ქარის ტურბინის ყველაზე ხშირად გამოყენებადი ტიპია. ქარის ენერგიის წარმოდგენისას ამ ტიპის ტურბინა გვახსენდება, რომლის პირებიც თვითმფრინავის პროპელერს ჰგავს. ამ ტურბინების უმეტესობას სამი პირი აქვს და რაც უფრო მაღალი და გრძელია ტურბინა, როგორც წესი, მით მეტი ელექტროენერგია გენერირდება.

ვერტიკალური ღერძიანი ტურბინები თვითმფრინავის პროპელერად გაცილებით უფრო კვერცხის საცემის ტურბინას ჰგავს. ამ ტურბინების პირები ვერტიკალური როტორის ზედა და ქვედა ნაწილშია მიმაგრებული. რადგან ვერტიკალური ღერძიანი ტურბინები ჰორიზონტალურ ანალოგებთან შედარებით ისე კარგად არ მუშაობენ, დღეს ისინი გაცილებით ნაკლებად გავრცელებულია.

რამდენ ელექტროენერგიას გამოიმუშავებს ტურბინა?

ეს დამოკიდებულია. ტურბინის ზომა და როტორის ფრთებში ქარის სიჩქარე განსაზღვრავს, თუ რამდენი ელექტროენერგია წარმოიქმნება.

ბოლო ათწლეულის განმავლობაში ქარის ტურბინები უფრო მაღალი გახდა, რაც უფრო გრძელი პირების გამოყენებისა და უფრო მაღალ სიმაღლეებზე არსებული უკეთესი ქარის რესურსების გამოყენების შესაძლებლობას იძლევა.

რომ სიტუაცია უფრო პერსპექტიულად წარმოვადგინოთ: დაახლოებით 1 მეგავატი სიმძლავრის ქარის ტურბინას შეუძლია წელიწადში დაახლოებით 300 სახლისთვის საკმარისი სუფთა ენერგიის გამომუშავება. ხმელეთზე განთავსებულ ქარის ელექტროსადგურებში გამოყენებული ქარის ტურბინები, როგორც წესი, 1-დან თითქმის 5 მეგავატამდე გამოიმუშავებენ. ქარის სიჩქარე, როგორც წესი, საათში დაახლოებით 9 მილი ან მეტი უნდა იყოს, რათა უმეტესმა საწარმოო ზომის ქარის ტურბინებმა ელექტროენერგიის გამომუშავება დაიწყონ.

ქარის ტურბინის თითოეულ ტიპს შეუძლია მაქსიმალური ელექტროენერგიის გენერირება ქარის სიჩქარის დიაპაზონში, ხშირად საათში 30-დან 55 მილამდე. თუმცა, თუ ქარი ნაკლებად უბერავს, წარმოება, როგორც წესი, ექსპონენციალური სიჩქარით მცირდება და არა მთლიანად ჩერდება. მაგალითად, გენერირებული ენერგიის რაოდენობა რვაჯერ მცირდება, თუ ქარის სიჩქარე განახევრდება.

უნდა განიხილოთ თუ არა ქარის ენერგიის გადაწყვეტილებები?

ქარის ენერგიის გამომუშავება ნებისმიერ ენერგორესურსს შორის ერთ-ერთ ყველაზე მცირე ნახშირბადის კვალს ტოვებს. ის მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ჩვენი ერის ენერგომომარაგების მომავალში, ხელს უწყობს მსოფლიოს ენერგეტიკულ გარდამავალს და მდგრადი ენერგორესურსების მზარდ მოთხოვნას.

ქარის ენერგია ასევე ერთ-ერთი საუკეთესო მეთოდია კორპორაციების, უნივერსიტეტების, ქალაქების, კომუნალური და სხვა ორგანიზაციებისთვის, რათა სწრაფად და მასშტაბურად გადავიდნენ ემისიებისგან თავისუფალ ენერგიაზე. ერთი ვირტუალური ელექტროენერგიის შესყიდვის ხელშეკრულება (VPPA) შეიძლება უზრუნველყოფდეს ათობით და ასობით მეგავატამდე წმინდა ნულოვანი ელექტროენერგიის მიწოდებას 10-დან 25 წლამდე ვადით. ხელშეკრულებების უმეტესობა ასევე ითვალისწინებს დამატებითობას, რაც ნიშნავს ახალი სუფთა ენერგიის წყაროების ჩანაცვლებას პოტენციურად ძველი, მაღალი გამოსხივების მქონე ენერგიის წყაროების გამოყენებით.

რომელია ქარის ენერგიის პროექტისთვის საუკეთესო ადგილმდებარეობა?

ქარის ენერგიის პროექტებისთვის ექვსი ძირითადი მოსაზრება არსებობს:

• ქარის ხელმისაწვდომობა და სასურველი ადგილები
• გარემოზე ზემოქმედება
• საზოგადოების წვლილი და განახლებადი ენერგიის გენერაციის ადგილობრივი საჭიროება
• ხელსაყრელი პოლიტიკა შტატისა და ფედერალურ დონეზე
• მიწის ხელმისაწვდომობა
• ელექტრო ქსელთან დაკავშირების შესაძლებლობა

ისევე, როგორც კომერციული მზის ფოტოელექტრული პროექტების შემთხვევაში, ქარის ენერგიის დამონტაჟების დაწყებამდეც აუცილებელია ნებართვების მიღება. ეს კრიტიკული ნაბიჯი დაგვეხმარება იმის დადგენაში, არის თუ არა პროექტი ფინანსურად სიცოცხლისუნარიანი და აქვს თუ არა ხელსაყრელი რისკის პროფილი. ბოლოს და ბოლოს, მიზანია, რომ კომერციული მასშტაბის ქარის პროექტები ელექტროენერგიას ქსელს ათწლეულების განმავლობაში მიაწოდონ. იმის უზრუნველყოფა, რომ მშენებლისა და პროექტის ფინანსურად სტაბილურია, უზრუნველყოფს წარმატებას ერთი ან მეტი თაობის განმავლობაში.