tuuliturbiineista on tulossa suurempi osa vaihtoehtoista energiamaailmaamme, ja kehitetään tehokkaampia turbiineja, jotka voivat muuttaa energiamaisemaa. Kun uusiutuva energia kasvaa, kotiemme virrankulutus muuttuu ympäristöystävällisemmäksi joka hetki. Kun tuuliturbiinit ovat yhä voimakkaampia,on kysyttävä, kuinka monessa kodissa tavallinen tuuliturbiini voi toimia?
USGS: n mukaan keskimääräinen turbiinikapasiteetti Yhdysvalloissa on 1.67 MW. Olettaen, että kapasiteetti on 33%, se on 402 MW kuukaudessa, joka riittää 460 kodille. Toisin sanoen keskimääräinen turbiini tuottaa 90 minuutissa niin paljon energiaa, että se riittää yhden kodin voimanlähteeksi kuukaudeksi. Maailman suurin turbiini, Haliade-X, pystyy pyörittämään kotia kaksi päivää yhdellä pyörähdyksellä.
navigointi
kuinka paljon tuulivoimalat tuottavat sähköä?
tuuliturbiinit on mitoitettu niiden suurimman tehon mukaan, mutta tämä voi olla harhaanjohtavaa, koska se perustuu turbiinin tehoon tietyllä tuulennopeudella. Tuulen nopeus on yleensä kova, usein noin 30 kilometriä tunnissa. Lisäksi eri valmistajat käyttävät eri tuulennopeuksia turbiiniensa hinnoitteluun. 1,5 MW: n turbiini voidaan mitoittaa tuottamaan nimellistehollaan vain silloin, kun tuulet ovat 35 mailia tunnissa. Todellisuudessa keskituulennopeus voi olla paljon tätä pienempi, kun taas suuremmilla nopeuksilla turbiinit on suunniteltu kytkemään automaattisesti pois päältä vahinkojen välttämiseksi.
tuulivoimalan kapasiteettikerroin on parempi mitta sen teholle. Kapasiteettikerroin ilmaistaan prosentteina ja siinä otetaan huomioon keskimääräiset tuulennopeudet, mikä antaa meille tarkemman mittarin siitä, kuinka paljon sähköä todellisuudessa tuotetaan. 33 prosentin teholla toimiva 1,5 megawatin turbiini tuottaa puolen megawatin tehon.
tuuliturbiinien kasvu
kaksi vuosikymmentä sitten tuuliturbiineja hehkutettiin tehottomiksi ja liian heikoiksi, jotta niistä olisi tullut energiateollisuuden merkittävä liikkeellepaneva voima. Monet alalla sanoivat, että kohtuullisen sähkömäärän tuottamiseen tarvittaisiin liikaa tuulivoimaloita.
olemme tulleet kauas tuulivoimaloiden alkuajoista. 1990-luvulla tuulivoimaloiden keskimääräinen teho oli 500-750 kW. Se ei todellakaan riitä tekemään lommoa energiankulutukseemme. 750 kW: n turbiini riittää 200 amerikkalaiskotiin kuukaudessa.
useimmat turbiinit ovat nykyään 1,5-3 MW: n välillä, mutta niiden tilalle on tullut paljon suurempia turbiineja. Tuuliturbiinit, joiden teho on vähintään 5 MW, ovat yleistymässä, ja offshore-laitokset ovat suurimpia turbiineja. Näiden jättiläiskoneiden ottaessa johtoaseman tuulivoimasta voi tulla hallitseva sähköntuottaja, kun saamme lisää sähköä taloihin, joissa on vähemmän turbiineja.
kuinka monta turbiinia tarvitaan kokonaisen maan voimanlähteeksi?
yhdysvaltalaiset kodit kuluttavat keskimäärin enemmän kuin eurooppalaiset. Keskimääräinen koti Yhdysvalloissa käyttää 867 kWh kuukaudessa, kun taas keskimääräinen koti EU: ssa käyttää noin 311 kWh. Amerikkalaiset käyttävät yleensä enemmän energiaa kuluttavamman, autoon keskittyvän elämäntyylinsä vuoksi.
1,5 MW: n turbiini tuottaa noin 360 000 kWh kuukaudessa. Se riittää 415 amerikkalaiskotiin ja yli 1 100 talouteen Euroopassa. Se on asteikon pienessä päässä. Offshore-turbiinit, joiden kapasiteetti on yli 5 MW, voivat tuottaa sähköä muutamalle tuhannelle kodille kerralla. GE Haliade-X, maailman korkein tuulivoimala, jonka teho on 12-14 MW, tuottaa tarpeeksi sähköä 3 600 amerikkalaiskotiin ja 10 000 eurooppalaiskotiin.
nyt, mitä jos halutaan sähköistää kokonaisia maita? Yhdysvaltain asuntosektori kuluttaa vuosittain 1,4 miljoonaa GW. Se vaatisi hieman yli 318 000 turbiinia, jotka on mitoitettu 1,5 megawatin teholle, jotta koko asuntosektori saisi sähköä. Euroopassa, jossa on noin 194 miljoonaa kotitaloutta, on asuntosektori, joka kuluttaa noin 706 000 GW vuosittain. Se vaatisi 161 000 turbiinia tuomaan sähköä kaikkiin eurooppalaisiin kotitalouksiin.
mutta entä jos mennään isosti? Sanotaan, että käytämme voimanlähteenä vain massiivisia turbiineja, kuten Haliade-X: ää. Yhdysvallat tarvitsisi noin 37 000 tuulivoimalaa asuinalueelleen. Eurooppa tarvitsisi hieman yli 18 000 turbiinia talouksiinsa. Eikä se koske edes asuinkokoa olevia tuulivoimaloita, joita voidaan käyttää yhdessä tuulivoimageneraattoreiden kanssa täydentämään kotitalouksien sähkönkäyttöä.
Kuinka Monen Kodin Voimanlähteenä Voi Olla Kokonainen Tuulipuisto?
vaikka onkin mielenkiintoista tietää, kuinka paljon energiaa tuulivoimala voi tuottaa, täytyy muistaa, että turbiinit eivät yleensä tule yksittäin. Ne toimivat yhdessä useiden muiden turbiinien kanssa osana tuulipuistoa. Tuulipuiston ihanteellinen sijainti on alue, jossa on voimakkaita tuulia ja vähän esteitä, yleensä kaukana suurista kaupungeista tai kaupungeista. Tuulipuistot voivat olla joko maalla tai merellä. Maatuulipuistot ovat suurempia ja tuottavat yleensä enemmän energiaa, kun taas merituulipuistot käyttävät yleensä suurempia ja tehokkaampia turbiineja.
suurin maalla sijaitseva tuulipuisto on Gansun tuulipuisto Kiinassa. Se on rakennettu tuottamaan sähköä Kiinan massiivisiin sähköntarpeisiin kapasiteetillaan 8 GW. Tällä hetkellä Gansun tuulipuisto toimii 40 prosentin kapasiteetilla. Yhdysvalloissa Gansun tuulipuisto tuottaisi sähköä yli 2,6 miljoonalle kodille. Euroopassa noin 7,5 miljoonaa kotia saisi energiansa tästä massiivisesta tuulipuistosta.
maailman suurin merituulipuisto on Hornsea 1, kapasiteetiltaan 1,2 GW. Sitä ei ole tehty, ja useita muita vaiheita on suunniteltu tuomaan kokonaiskapasiteetti 6 GW tulevina vuosina. Jos oletamme, että Hornsea 1 toimii 40 prosentin kapasiteetilla, voimme odottaa tuottavamme sähköä noin 400 000 kodille Yhdysvalloissa ja 1,1 miljoonalle kodille EU: ssa.
johtopäätös
kun tuulivoimalat kasvavat ja tehostuvat, pystymme tuottamaan sähköä useammalle kodille, joissa on vähemmän turbiineja. Siinä missä keskimääräinen turbiini parikymmentä vuotta sitten tuskin ylitti 1 MW: n rajan, tuulivoimayhtiöt suunnittelevat nykyään massiivisia 14 MW: n koneita ja työntävät rajaa sille, kuinka suuria turbiineja voi saada. Usein sanottiin, että tuulienergia on yksinkertaisesti liian kallista ja tehotonta, jotta siitä tulisi merkittävä osa energiainfrastruktuuria. Nykyään noin puolet kaikista valtioista käyttää tuulivoimaa sähkön lähteenä. Tuulienergian edelläkävijä Tanska tuottaa puolet kokonaiskulutuksestaan tuulivoimalla, mikä osoittaa, että täysin tuulivoimainen talous on mahdollinen.
Frequently Asked Questions
33% kapasiteetilla toimiva 1,5 MW: n turbiini voi tuottaa sähköä 415 kodille Yhdysvalloissa.
Yhdysvalloissa keskivertotalous käyttää sähköä 867 kWh vuodessa. EU: ssa, jossa kodit ovat energiatehokkaampia, keskimääräinen kotitalous käyttää vain 311 kWh vuodessa.
Kiinassa sijaitseva Gansun tuulipuisto, jonka kapasiteetti on 8 GW, on maailman suurin. Jos tuulipuisto toimii 40 prosentin kapasiteetilla, se voi toimittaa sähköä 2,6 miljoonaan amerikkalaiskotiin.