Vindkraft är en av de naturligaste, billigaste och mest tillförlitliga energikällorna i branschen för förnybar energi. Vindkraft är en av de första källorna till förnybar energi och ger också något färre begränsningar än andra rena energikällor.
Förenade kungariket, Danmark, Tyskland, Sverige och Holland var pionjärer inom vindkraftsproduktion fram till det senaste decenniet. Nu, med fler länder som USA som överväger fördelarna med denna teknik, har världens vindkraftsmarknad i år 650,8 GW installerad kapacitet, varav 9,17 % av detta värde installerades förra året.
När man överväger vindkraft finns det en fråga som kommer i åtanke: Vad är bättre? Landbaserad eller havsbaserad vindkraft? Det är viktigt att avgöra vilken som ger den bästa kostnadseffektiva prestandan för varje specifik plats. För energi på land krävs turbiner som installeras på land och som utnyttjar vinden för att generera kraft, medan energi till havs kräver att vindkraftverk installeras över öppet havsvatten för att dra nytta av snabbare vindar för att generera kraft.
Snabbnavigering
Likheter mellan vindkraft på land och havsbaserad vindkraft
Även om havsbaserade vindkraftverk är större än landbaserade turbiner har båda samma mekaniska princip för att ge vindkraftsgenerering. I båda fallen består turbinerna av rotorblad som snurrar runt ett horisontellt nav. När vinden passerar genom bladet startar en lyftrörelse som ger en roterande kraft som används i en komplex process av en asynkron generator som slutligen genererar energi.
Men även om havsbaserade vindkraftverk kostar mer på grund av installationsmaterial och andra faktorer är de material som används i båda turbinerna i princip desamma, med havsbaserade turbiner som behöver små variationer för att ge säkerhet i närvaro av högre vindhastigheter. Teknik på land och till havs kan potentiellt ge samma energi, om två turbiner av samma storlek utsätts för samma vindhastigheter, och skillnaden i utgångsenergi är nästan obefintlig.
Skillnader mellan land- och havsbaserad vindkraft
Även om vindkraftsgenerering på land och till havs har vissa likheter, som att använda vindkraft för att ge energi, så har dessa också vissa olikheter. Den mest uppenbara skillnaden mellan landbaserad respektive havsbaserad vindkraft är platsen där turbinerna måste installeras. Vindkraftverk på land kan placeras på land medan vindkraftverk till havs installeras i stora vattenförekomster.
Då vindkraftverk på land installeras på land kan kostnaderna vara mycket lägre än det andra alternativet. Vindkraftverk till havs kräver plattformar, undervattenskablar, sammankoppling och andra faktorer som ökar installationskostnaderna; underhåll för dessa vindkraftverk kräver också transport av anställda med helikopter eller fartyg.
Vindkraftsproduktionen till havs kan vara något mindre förutsägbar än till havs. För att installera landbaserade kraftverk på rätt sätt och tillhandahålla ren energiproduktion krävs en studie av terrängen och vindströmmarna som måste utföras. Havsbaserade vindkraftverk åtnjuter en mindre besvärande inkonsekvens på grund av konstanta vindar med högre hastigheter, vilket ger en mer tillförlitlig och effektiv elproduktion.
Onshore Wind Review
Kostnader
Orkesbaserad vindkraft är ganska billig. Nödvändigt material för installation och ytterligare infrastruktur för energiöverföring ger lägre kostnader än havsbaserade parker. År 2020 kan priserna för landbaserad vindkraft vara så billiga som 20 dollar/MWh. Uppskattningar förutspår en ännu lägre energikostnad för 2030 eftersom det kan vara tre gånger så många landbaserade vindkraftverk installerade som 2018.
Rymdbehov
En nackdel med landbaserade vindkraftverk är att de kräver markanvändning för att installeras och tillhandahålla ren energi. För att ge ett oavbrutet luftflöde som säkerställer energiproduktion kräver landbaserade vindkraftverk ett minsta avstånd på 150 meter från eventuella hinder och ett avstånd mellan turbiner på 7 gånger rotordiametern.
Fördelar
Landbaserad vindkraft är ett av de mest populära alternativen för förnybar energi. Tekniken ger många fördelar på grund av vindkraftsproduktionens natur och i jämförelse med havsbaserad vindkraft.
- Den ger lägre installationskostnader. I vissa fall kan investeringen återbetalas så snabbt som på två år.
- Den genererade energin kan enkelt anslutas till elnätet.
- Fler företag specialiserar sig på installation av landbaserade vindkraftparker.
- Underhållskostnaden kan vara ganska låg.
Objektets nackdelar
Inte allt kan vara helt och hållet bra, så landbaserade vindkraftparker har också vissa nackdelar.
- Vindkraftverk på land kräver en noggrannare analys av vindströmmar och vindhastigheter än havsbaserad vindkraft, för att ge högeffektiv produktion utan avbrott.
- Potentiellt utrymme kan vara mer begränsat på grund av terrängkostnader och potentiella stadsutvidgningar.
- Befolkningens missnöje på grund av visuella och bullerföroreningar som genereras av landbaserade vindkraftparker i närheten av bostadsområden kan vara ganska stort.
Offshore Wind Review
Kostnader
Kostnaderna för vindkraftsanläggningar till havs kan vara 20 % högre än på land på grund av infrastruktur för energiöverföring, extra material som krävs och andra tekniska utmaningar. År 2019 har kostnaderna för havsbaserad vindkraft sjunkit med 32 % när det gäller 2018, med en uppskattad produktionskostnad på 78 $/MWh. År 2038 kan havsbaserad vindkraft enligt uppskattningar redan vara lika billig som fossila bränslen.
Rymdbehov
Offshore vindkraftgenerering ger ingen utmaning när det gäller det utrymme som krävs för installation av vindkraftverk. Det minsta avstånd som krävs för havsbaserade vindkraftverk är minst 200 sjömil från kusten och 50 fot djupt ner i havsbottnen. Effekttätheten för havsbaserade turbiner pendlar runt 1, vilket kräver 2 för ett 2 MW-turbin.
Fördelar
Men medan landbaserade vindkraftverk verkar vara den ledande trenden i dagsläget ger havsbaserade vindkraftverk vissa kompetenta fördelar när det gäller dess motsvarighet.
- Installationerna lämpar sig bättre för större områden, vilket därför ger möjligheter till stora projekt för produktion av förnybar energi.
- Vindkraftverk på land har en högre potential för elproduktion på grund av snabbare och mer konstanta vindar, vilket också ger energi i en stabilare takt.
- Det finns inga visuella eller bullerföroreningar nackdelar som de som orsakas av vindkraftverk på land.
- Vindkraftverk på land kan vara dubbelt eller tre gånger så stora som alternativen på land, på grund av att bullerföroreningar inte är en olägenhet. Denna större storlek ger högre kraftgenerering och mer effektivitet för materialkostnaden
- Det finns inga störningar i landterrängen, vilket ger smartare utrymmesanvändning i tätbefolkade områden med hög befolkningstäthet.
Nackdelar
Vindkraftverk på land ger massor av fördelar som att minska kostnaderna för folkhälsa och säkerställa ren förnybar energi. Det finns dock vissa nackdelar med tekniken.
- Högre kostnader för installation och kraftöverföring när det gäller vindkraft på land.
- Undervattensljud och turbiner kan påverka faunan över vattendrag och döda flyttfåglar genom nedslag i processen.
- Med tiden kräver havsbaserade vindkraftverk underhåll som är svårare att utföra och dyrare.
- Energirestaureringstiden efter en störning kan vara längre än för landbaserade vindkraftverk.
Slutsats: Vilka är bäst?
Orshore vindkraft ger ett mycket bättre val än offshore på grund av de faktiska kostnaderna för produktion och installation. Investeringarna till havs har dock ökat kraftigt sedan 2008, vilket ger ett vindscenario för 2030 som överträffar tekniken på land och ökar den potentiella installerade kapaciteten i Europa med upp till 70 GW.
Även om vindkraftsproduktion på land år 2020 är mycket billigare än till havs är det inte det definitiva alternativet, eftersom det också har många nackdelar. Det finns visuella och bullerföroreningar, låg vindtillförlitlighet och höga kostnader för markutrymme. Vindkraftsproduktion till havs överträffar tekniken på land i många avseenden, vilket garanterar ett val av förnybar energi som undviker föroreningar och ger en konstant hög produktion på grund av vindarna till havs.
Men även om den trendmässiga balansen kan tippa över till förmån för vindkraft på land år 2020, så är det kanske inte så i framtiden. Investeringarna ökar för havsbaserade vindkraftverk och kostnaderna kommer att bli tillräckligt låga för att det till och med ska bli billigare än fossil och gasproduktion i framtiden. Havsbaserad vindkraft kan vara dyrt i dag, men det är det mest lovande alternativet för den globala vindkraftsmarknadens framtid.