Energetyka wiatrowa jest obecna w branży energii odnawialnej jako jedno z najbardziej naturalnych, tanich i niezawodnych źródeł energii. Energia wiatrowa jest jednym z pierwszych źródeł energii odnawialnej, zapewniającym również nieco mniej ograniczeń niż inne czyste źródła energii.
Wielka Brytania, Dania, Niemcy, Szwecja i Holandia były pionierami w produkcji energii wiatrowej aż do ostatniej dekady. Obecnie, gdy coraz więcej krajów, takich jak USA, rozważa korzyści płynące z tej technologii, w bieżącym roku światowy rynek energii wiatrowej posiada 650,8 GW mocy zainstalowanej, z czego 9,17% tej wartości zainstalowano w ubiegłym roku.
Teraz, rozważając energię wiatrową, nasuwa się jedno pytanie: Co jest lepsze? Wiatr lądowy vs morski? Ważne jest, aby zdecydować, który z nich zapewnia najlepszą wydajność kosztową dla każdej konkretnej lokalizacji. Energia lądowa wymaga turbin zainstalowanych na lądzie, wykorzystujących wiatr do generowania energii, podczas gdy energia morska wymaga, aby farmy wiatrowe były instalowane nad otwartą wodą morską, aby wykorzystać szybsze wiatry do generowania energii.
Szybka nawigacja
Podobieństwa między lądową a morską energią wiatrową
Morska i lądowa energetyka wiatrowa są jednymi z najbardziej znaczących technologii zapewniających czystą energię dla USA. Oba źródła energii zmniejszają ślad węglowy, zapewniając czystą i odnawialną energię dla sieci.
Nawet jeśli morskie turbiny wiatrowe mają większe rozmiary niż lądowe, obie dzielą tę samą zasadę mechaniczną w celu zapewnienia generacji energii wiatrowej. W obu przypadkach turbiny składają się z łopat wirnika obracających się wokół poziomej piasty. Przechodząc wiatr przez łopatę, rozpoczyna ruch unoszenia, który zapewnia siłę obrotową wykorzystywaną w złożonym procesie przez generator asynchroniczny, który ostatecznie generuje energię.
Chociaż morskie farmy wiatrowe kosztują więcej ze względu na materiały instalacyjne i inne czynniki, materiały używane w obu turbinach są w zasadzie takie same, z turbinami morskimi wymagającymi niewielkich różnic w celu zapewnienia bezpieczeństwa w obecności wyższych prędkości wiatru. Technologie lądowe i morskie mogą potencjalnie dostarczać tę samą energię, jeśli dwie turbiny o podobnej wielkości byłyby wystawione na działanie wiatru o tej samej prędkości, z różnicą energii wyjściowej bliską zeru.
Różnice między lądową a morską energią wiatrową
Nawet jeśli lądowa i morska energetyka wiatrowa mają pewne podobieństwa, takie jak wykorzystanie wiatru do dostarczania energii, mają one również pewne rozbieżności. Najbardziej oczywistą różnicą pomiędzy lądową a morską energetyką wiatrową jest miejsce, w którym turbiny muszą być zainstalowane. Morskie farmy wiatrowe mogą być zlokalizowane na lądzie, podczas gdy morskie są instalowane w dużych zbiornikach wodnych.
Ponieważ lądowe farmy wiatrowe są instalowane na lądzie, koszty mogą być znacznie niższe niż w przypadku drugiej opcji. Morskie farmy wiatrowe wymagają platform, podwodnych kabli, połączeń międzysystemowych i innych czynników zwiększających koszty instalacji; konserwacja tych farm wymaga również transportu pracowników helikopterami lub statkami.
Lądowa energetyka wiatrowa może być nieco mniej przewidywalna niż morska. Aby prawidłowo zainstalować farmy na lądzie i zapewnić czyste wytwarzanie energii, wymagane jest badanie terenu i prądów wiatrowych, które muszą być wykonane. Morskie farmy cieszą się mniej kłopotliwą niespójnością ze względu na stałe wiatry o wyższych prędkościach, zapewniając bardziej niezawodne i wydajne wytwarzanie energii.
Onshore Wind Review
Costs
Lądowa energetyka wiatrowa jest dość tania. Potrzebne materiały do instalacji oraz dodatkowa infrastruktura do przesyłu energii zapewniają niższe koszty niż farmy morskie. Do 2020 roku ceny energii z wiatru na lądzie mogą wynieść nawet 20 USD/MWh. Szacunki przewidują jeszcze niższy koszt energii w 2030 r., ponieważ może być zainstalowanych trzy razy więcej lądowych farm wiatrowych niż w 2018 r.
Wymagana przestrzeń
Jedną z wad lądowych farm wiatrowych jest to, że wymagają one wykorzystania przestrzeni lądowej do zainstalowania i dostarczania czystej energii. Aby zapewnić nieprzerwany przepływ powietrza gwarantujący wytwarzanie energii, lądowe turbiny wiatrowe wymagają minimalnej odległości 150 m od wszelkich przeszkód oraz separacji turbiny od turbiny równej siedmiokrotnej średnicy wirnika.
Korzyści
Lądowa energetyka wiatrowa jest jedną z najbardziej popularnych opcji energii odnawialnej. Technologia ta zapewnia wiele korzyści ze względu na charakter wytwarzania energii wiatrowej oraz w porównaniu do morskiej energetyki wiatrowej.
- Zapewnia niższe koszty instalacji. W niektórych przypadkach zwrot z inwestycji może wynosić nawet dwa lata.
- Wyprodukowaną energię można łatwo podłączyć do sieci.
- Więcej firm specjalizuje się w instalacji farm na lądzie.
- Koszty utrzymania mogą być dość niskie.
Wady
Nie wszystko może być całkowicie dobre, więc lądowe farmy wiatrowe mają również pewne wady.
- Lądowe farmy wiatrowe wymagają bardziej starannej analizy prądów i prędkości wiatru niż morskie, aby zapewnić wysokowydajne wytwarzanie energii bez przerw.
- Potencjalna przestrzeń może być bardziej ograniczona ze względu na koszty terenu i potencjalną rozbudowę miast.
- Niezadowolenie ludności z powodu zanieczyszczenia wizualnego i hałasu generowanego przez lądowe farmy wiatrowe w pobliżu obszarów mieszkalnych może być dość wysokie.
Offshore Wind Review
Koszty
Koszty instalacji wiatrowych na morzu mogą być o 20% wyższe niż na lądzie ze względu na infrastrukturę przesyłu energii, wymagane dodatkowe materiały i inne wyzwania techniczne. Do roku 2019 koszty morskiej energetyki wiatrowej spadły o 32% w stosunku do roku 2018, szacując koszty wytwarzania na 78 $/MWh. Szacuje się, że do roku 2038 morska energetyka wiatrowa może być już tak tania jak paliwa kopalne.
Wymagana przestrzeń
Produkcja morskiej energii wiatrowej nie stanowi wyzwania w zakresie wymaganej przestrzeni dla instalacji farm wiatrowych. Minimalna wymagana odległość dla farm morskich wynosi co najmniej 200 mil morskich od brzegu i 50 stóp w głąb dna oceanu. Gęstość mocy dla turbin morskich oscyluje wokół 1, wymagając 2 dla turbiny 2 MW.
Korzyści
Chociaż lądowe farmy wiatrowe wydają się być wiodącym trendem w teraźniejszości, morskie farmy wiatrowe zapewniają pewne kompetentne korzyści w odniesieniu do ich odpowiedników.
- Instalacje są bardziej odpowiednie dla większych obszarów, zapewniając w ten sposób możliwości dla dużych projektów generowania energii odnawialnej.
- Morskie farmy wiatrowe mają większy potencjał wytwarzania energii ze względu na szybsze i bardziej stałe wiatry, dostarczając również energię w bardziej stabilnym tempie.
- Nie ma wad wizualnych ani wad związanych z zanieczyszczeniem hałasem, jak te spowodowane przez lądowe farmy wiatrowe.
- Morskie turbiny wiatrowe mogą być dwa lub trzy razy większe niż opcje lądowe, ze względu na zanieczyszczenie hałasem, które nie jest uciążliwe. Ten większy rozmiar zapewnia wyższą generację energii i większą wydajność w odniesieniu do kosztów materiałów
- Nie ma ingerencji w teren, zapewniając mądrzejsze wykorzystanie przestrzeni w obszarach o dużej gęstości zaludnienia.
Wady
Morskie farmy wiatrowe zapewniają wiele korzyści, takich jak zmniejszenie kosztów zdrowia publicznego i zapewnienie czystej energii odnawialnej. Istnieją jednak pewne wady tej technologii.
- Wyższe koszty instalacji i przesyłu energii dotyczące lądowej energetyki wiatrowej.
- Podwodny hałas i turbiny mogą wpływać na faunę nad zbiornikami wodnymi i zabijać migrujące ptaki w wyniku uderzenia w proces.
- Z czasem morskie farmy wiatrowe wymagają konserwacji, która jest trudniejsza do wykonania i droższa.
- Czas przywrócenia energii po awarii może być dłuższy niż w przypadku lądowych farm wiatrowych.
Wnioski: Lądowe i morskie farmy wiatrowe, co jest najlepsze?
Lądowa energetyka wiatrowa stanowi znacznie lepszy wybór niż morska ze względu na rzeczywiste koszty wytwarzania i instalacji. Jednak od 2008 r. znacznie wzrosły inwestycje w morską energetykę wiatrową, dzięki czemu scenariusz wiatrowy na 2030 r. przewyższa technologie lądowe, zwiększając potencjalną moc zainstalowaną w Europie nawet o 70 GW.
Nawet jeśli do 2020 r. lądowa energetyka wiatrowa jest znacznie tańsza niż morska, nie jest to opcja ostateczna, ponieważ ma również wiele wad. Należą do nich zanieczyszczenie wizualne i hałas, niska niezawodność wiatru oraz wysokie koszty powierzchni lądowej. Morska energetyka wiatrowa przewyższa technologię lądową w wielu aspektach, zapewniając wybór energii odnawialnej, która pozwala uniknąć zanieczyszczeń i zapewnia stałą wysoką generację dzięki wiatrom morskim.
While trending balance może być przechylony na lądową energetykę wiatrową w 2020 roku, to może nie być tak w przyszłości. Inwestycje w morskie farmy wiatrowe są coraz większe, a koszty będą na tyle niskie, że w przyszłości będą nawet tańsze niż wytwarzanie energii z paliw kopalnych i gazu. Morska energetyka wiatrowa może być dziś kosztowna, ale jest najbardziej obiecującą opcją dla przyszłości światowego rynku energii wiatrowej.