A szélenergia az egyik legtermészetesebb, legolcsóbb és legmegbízhatóbb energiaforrásként van jelen a megújuló energiaiparban. A szélenergia az egyik első megújuló energiaforrás, amely valamivel kevesebb korlátozást is biztosít, mint más tiszta energiaforrások.
A szélerőművek előállításában az elmúlt évtizedig az Egyesült Királyság, Dánia, Németország, Svédország és Hollandia voltak az úttörők. Most, hogy egyre több ország, például az Egyesült Államok is fontolóra veszi ennek a technológiának az előnyeit, ebben az évben a világ szélenergia-piaca 650,8 GW beépített kapacitással rendelkezik, és ennek az értéknek a 9,17%-át telepítették tavaly.
Most, amikor a szélenergiáról gondolkodunk, egy kérdés jut eszünkbe: Mi a jobb? A szárazföldi vs. tengeri szél? Fontos eldönteni, hogy melyik nyújtja a legjobb költséghatékony teljesítményt az egyes helyszíneken. A szárazföldi energiához szárazföldön telepített turbinákra van szükség, amelyek a szelet hasznosítják az energiatermeléshez, míg a tengeri energiához a nyílt tengervíz fölé telepített szélerőműveket kell telepíteni, hogy a gyorsabb szelet kihasználják az energiatermeléshez.
Gyors navigáció
A szárazföldi vs. tengeri szélenergia hasonlóságai
A szárazföldi és tengeri szélenergia-termelés a legjelentősebb technológiák közé tartozik, amelyek tiszta energiát biztosítanak az Egyesült Államok számára. Mindkét energiaforrás csökkenti a szénlábnyomot, tiszta és megújuló energiát biztosítva a hálózat számára.
Még ha a tengeri szélturbinák nagyobb méretűek is, mint a szárazföldi turbinák, mindkettőnek ugyanaz a mechanikai elve a szélenergia-termelés biztosítására. A turbinák mindkét esetben vízszintes tengely körül forgó rotorlapátokból állnak. A szél áthaladása a lapáton egy felhajtó mozgást indít el, amely egy aszinkron generátor által egy összetett folyamatban használt forgóerőt biztosít, amely végül energiát termel.
Míg a tengeri szélerőművek a telepítési anyagok és egyéb tényezők miatt többe kerülnek, a két turbinában használt anyagok alapvetően ugyanazok, a tengeri turbináknál kis eltérésekre van szükség, hogy nagyobb szélsebesség mellett is biztonságot nyújtsanak. A szárazföldi és a tengeri technológiák potenciálisan ugyanazt az energiát tudnák biztosítani, ha két hasonló méretű turbina azonos szélsebességnek lenne kitéve, a kimeneti energia különbség közel sem lenne.
Különbségek a szárazföldi és a tengeri szélenergia között
Még ha a szárazföldi és a tengeri szélenergia-termelésnek vannak is hasonlóságai, mint például a szél felhasználása az energia előállításához, ezek között is vannak különbségek. A legnyilvánvalóbb különbség a szárazföldi vs. tengeri szélenergia között az a hely, ahová a turbinákat telepíteni kell. A szárazföldi szélerőműveket a szárazföldön lehet elhelyezni, míg a tengeri szélerőműveket nagy víztömegekbe telepítik.
Mivel a szárazföldi szélerőműveket a szárazföldön telepítik, a költségek sokkal alacsonyabbak lehetnek, mint a másik lehetőségnél. A tengeri szélerőművekhez platformokra, víz alatti kábelekre, összeköttetésekre és egyéb tényezőkre van szükség, amelyek növelik a telepítési költségeket; ezeknek a parkoknak a karbantartásához is szükség van az alkalmazottak helikopteres vagy hajón történő szállítására.
A szárazföldi szélenergia-termelés valamivel kevésbé kiszámítható, mint a tengeri. A szárazföldi parkok megfelelő telepítéséhez és a tiszta energiatermelés biztosításához a terep és a széláramlatok tanulmányozására van szükség, amelyet el kell végezni. A tengeri farmok a nagyobb sebességű, állandó szelek miatt kevésbé zavaró következetlenséget élveznek, így megbízhatóbb és hatékonyabb energiatermelést biztosítanak.
Onshore Wind Review
Costs
A szárazföldi szélenergia meglehetősen olcsó. A telepítéshez szükséges anyagok és az energiaátvitelhez szükséges további infrastruktúra alacsonyabb költségeket biztosít, mint a tengeri parkok. A szárazföldi szélenergia ára 2020-ra akár 20 $/MWh is lehet. A becslések 2030-ra még alacsonyabb energiaköltséget jósolnak, mivel háromszor annyi szárazföldi szélerőművet telepíthetnek, mint 2018-ban.
Térigény
A szárazföldi szélerőművek egyik hátránya, hogy telepítésükhöz és a tiszta energia előállításához földterület-felhasználásra van szükség. Az energiatermelést biztosító zavartalan légáramlás biztosításához a szárazföldi szélturbináknak legalább 150 m távolságot kell tartaniuk minden akadálytól, és a turbina és a turbina közötti távolság a rotor átmérőjének hétszerese.
Enyereségek
A szárazföldi szél az egyik legnépszerűbb megújuló energiaforrás. A technológia a szélenergia-termelés jellegéből adódóan és a tengeri szélenergiához képest számos előnnyel jár.
- Kisebb telepítési költségeket biztosít. Egyes esetekben a beruházás megtérülése akár két év is lehet.
- A megtermelt energia könnyen ráköthető a hálózatra.
- Mivel több cég specializálódott a szárazföldi parkok telepítésére.
- A karbantartási költségek meglehetősen alacsonyak lehetnek.
Hátrányok
Nem lehet minden teljesen jó, így a szárazföldi szélerőműveknek is vannak hátrányai.
- A szárazföldi szélerőművek a széláramlás és a szélsebesség gondosabb elemzését igénylik, mint a tengeri szélerőművek, hogy nagy hatékonyságú, megszakítás nélküli termelést biztosítsanak.
- A lehetséges hely korlátozott lehet a terepköltségek és az esetleges városi terjeszkedések miatt.
- A lakosság elégedetlensége a lakott területek közelében lévő szárazföldi szélerőművek által okozott vizuális és zajszennyezés miatt meglehetősen nagy lehet.
Offshore Wind Review
Költségek
A tengeri szélerőművek költségei az energiaátviteli infrastruktúra, a szükséges többletanyagok és egyéb technikai kihívások miatt 20%-kal magasabbak lehetnek, mint a szárazföldi létesítményeké. 2019-re a tengeri szélenergia költségei 2018-ra vonatkozóan 32%-kal csökkentek, a termelési költségeket 78 $/MWh-ra becsülik. A becslések szerint 2038-ra a tengeri szélenergia már olyan olcsó lehet, mint a fosszilis tüzelőanyagok.
Térigény
A tengeri szélenergia-termelés nem jelent kihívást a szélerőművek telepítéséhez szükséges tér tekintetében. A tengeri parkok minimálisan szükséges távolsága legalább 200 tengeri mérföld a parttól és 50 láb mélyen az óceánfenékben. A tengeri turbinák teljesítménysűrűsége 1 körül ingadozik, egy 2 MW-os turbinához 2-re van szükség.
Enyereségek
Míg a szárazföldi szélerőművek jelenleg a vezető trendnek tűnnek, a tengeri szélerőművek néhány kompetens előnyt biztosítanak a párjával kapcsolatban.
- A telepítések nagyobb területekre alkalmasabbak, ezért lehetőséget biztosítanak a jelentős megújulóenergia-termelő projektek számára.
- A tengeri szélerőművek nagyobb energiatermelési potenciállal rendelkeznek a gyorsabb és állandóbb szelek miatt, emellett stabilabb ütemben biztosítanak energiát.
- Nincsenek olyan vizuális és zajszennyezési hátrányok, mint a szárazföldi szélerőművek esetében.
- A tengeri szélturbinák kétszer-háromszor nagyobbak lehetnek, mint a szárazföldi lehetőségek, mivel a zajszennyezés nem jelent kellemetlenséget. Ez a nagyobb méret nagyobb energiatermelést és nagyobb hatékonyságot biztosít az anyagköltségekhez képest
- Nem zavarják a szárazföldi terepviszonyokat, így okosabb helykihasználást biztosítanak a sűrűn lakott területeken.
Hátrányok
A tengeri szélerőművek sok előnnyel járnak, mint például a közegészségügyi költségek csökkenése és a tiszta megújuló energia biztosítása. A technológiának azonban vannak hátrányai is.
- A szárazföldi szélenergia tekintetében magasabbak a telepítés és az energiaátvitel költségei.
- A víz alatti zajok és a turbinák hatással lehetnek a víztestek feletti állatvilágra, és ütközésükkel elpusztíthatják a vonuló madarakat.
- A tengeri szélerőművek idővel nehezebben elvégezhető és drágább karbantartást igényelnek.
- A meghibásodást követő energia-visszaállítás ideje magasabb lehet, mint a szárazföldi szélerőművek esetében.
Következtetés: Onshore vs. offshore szél, melyik a legjobb?
A termelés és a telepítés tényleges költségei miatt a szárazföldi szélenergia sokkal jobb választás, mint a tengeri. A tengeri beruházások azonban 2008 óta nagymértékben növekedtek, ami 2030-ra olyan szélerőműves forgatókönyvet biztosít, amely meghaladja a szárazföldi technológiákat, és akár 70 GW-tal növeli a potenciális beépített kapacitást Európában.
Még ha 2020-ra a szárazföldi szélenergia-termelés sokkal olcsóbb is, mint a tengeri, mégsem ez a végleges megoldás, mivel számos hátránya is van. Ilyen a vizuális és zajszennyezés, az alacsony szélmegbízhatóság és a magas földterület-költségek. A tengeri szélenergia-termelés sok szempontból felülmúlja a szárazföldi technológiát, és olyan megújuló energiaválasztást biztosít, amely elkerüli a környezetszennyezést, és a tengeri szelek miatt állandóan magas áramtermelést biztosít.
Míg 2020-ban a tendenciák szerint a mérleg nyelve a szárazföldi szél felé billenhet, a jövőben ez nem biztos, hogy így lesz. A tengeri szélerőművekbe történő beruházások növekednek, és a költségek elég alacsonyak lesznek ahhoz, hogy a jövőben még a fosszilis és gázalapú energiatermelésnél is olcsóbb legyen. Lehet, hogy a tengeri szélenergia ma még drága, de ez a legígéretesebb lehetőség a világ szélenergiapiacának jövője szempontjából.