ドイツの風力発電所とその人気。
気配りがあり勤勉なドイツ人ではないにしても、現代の技術について多くのことを知っているのは誰ですか？最高品質で最も信頼性の高い車が生まれるのはドイツです。そして、政府は市民の財政的費用について真剣に心配しています。そのため、2018年、ドイツは...風力を使用した発電で3位になりました（アメリカ合衆国と中国に次ぐ）。ドイツ人は何年もの間、風車を使って発電するというアイデアを推進してきました。大小、高低、それらは全国に配置され、州がより有害で危険な発電所の建設を放棄することを可能にします。
番号と詳細
ドイツの北部には、風力発電所の谷全体が設置されており、何キロにもわたって見ることができます。巨大な風力タービンは、環境に優しく、効率的で、メンテナンスが少なく、将来のエネルギー源と考えられています。機器のパワーはその高さに直接依存します！タービンが高いほど、より多くの電気エネルギーが生成されます。そのため、開発者はそこで止まりません。最近、最大高さ247メートルの新しい風力タービンが小さな町ハイドルフに設置されました。主タービンに加えて、発電所にはそれぞれ高さ152メートルの3つの追加タービンがあります。一緒に、彼らの力は千の家に完全に電気を供給するのに十分です。
新しいデザインは、革新的な電力貯蔵技術も備えています。実用的で賢いドイツ人は、風の強い天候がない場合に電力が低下するのを防ぐ、きれいな水を供給できる容量の大きいタンクを使用します。未来の技術は信じられないほど有望であると考えられているので、多くの国がドイツの例に従おうとしています。しかし、この国を超える可能性は低いです...現在までに、設置されているすべての風力タービンの容量は56 GWを超えており、これは地球上の風力エネルギーの総シェアの15％以上です。ドイツ全土で17,000を超える風車が数えられ、その生産は長い間コンベア上で行われてきました。
未来は風力の力ですか？
ドイツ政府は、1986年にチェルノブイリで発生したひどい災害の後、初めて風力発電所の設置を検討しました。ひどい結果をもたらした巨大な原子力発電所の破壊は、世界の州の多くの指導者に電力産業の変化について考えさせました。今日、ドイツの電力の7％以上は発電機によって生成されています。
国の指導者たちはまた、オフショア電力産業を積極的に発展させています。海にある最初の風力タービンは、12年前にドイツ人の手に渡りました。現在、本格的な商用風力発電所がバルト海で稼働しており、近い将来、北海にさらに2つの風力発電所を開設する予定です。
ただし、すべてが一見したほど単純なわけではありません。このような環境にやさしい発電方法でさえ、熱心な反対者がいます。彼らの主な議論の中には、そのような構造の高コストがあり、それは州の予算に悪影響を及ぼします。そしてまたそれらの美的でない外観。はい、はい、あなたは正しく聞いた！一部の人々は、設置された風力タービンが自然の風光明媚な美しさを楽しむことを妨げていると信じています。これは、彼らの意見では、この生態系を従来の電力源で中毒するよりもはるかに悪いです。風力発電所の「悪意のある人」からの別の議論があります！彼らの騒々しいハムは、家が埋め立て地のすぐ近くにある人々の静かな生活を妨げます。
とはいえ、ドイツの風力発電所の人気とその数の増加傾向に異議を唱えることは不可能です。政府は自信を持って与えられた方向に進んでおり、従来型と洋上風力の両方のエネルギーを開発することを計画しています。
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最も強力な風力発電所
小さな発電所の建設は不採算です。この業界には明確なルールがあります。家、農場、小さな村にサービスを提供するための専用風車を用意するか、国のエネルギーシステムのレベルで稼働する地域的に重要な大規模な発電所を建設することは有益です。 。そのため、世界中でますます強力なステーションが作成され、大量の電力が生成されています。
年間約7.9GWのエネルギーを生成する世界最大の風力発電所は、中国の甘粛省です。ほぼ20億の中国のエネルギー需要は莫大であり、それは大きな駅の建設を余儀なくさせています。 2020年までに、20GWの容量に達することが計画されています。
2011年には、インドのマパンダル工場が稼働を開始し、設備容量は1.5GWでした。
年間1,064GWの生産能力を持つ3番目に大きなプラントは、2001年から稼働しているインドのジャイサルマーウィンドパークです。当初、ステーションの電力は低かったが、一連のアップグレードの後、今日の値に達した。このようなパラメータは、すでに平均的な水力発電所の指標に近づいています。達成された発電量は、風力エネルギーをマイナーなもののカテゴリーからエネルギー産業の主要な方向に持ち出し始めており、幅広い展望と機会を生み出しています。
風車との戦い
もう一つの問題があります-環境保護論者の反対です。ほとんどの環境団体は風力エネルギーに賛成ですが、反対する人もいます。彼らは、風力発電所が連邦の土地や手付かずの自然のある地域に建設されることを望んでいません。風力発電所はまた、風力タービンが視界を損なうことを好まない地元住民から反対されることが多く、そのブレードは不快な音を出します。
風力発電所に対する集会
今日ドイツでは、風力タービンの建設に抗議する200以上の市民イニシアチブがあります。彼らは、政府とエネルギーの懸念が、従来の手頃なエネルギーを高価な「環境に優しい」エネルギーに変換しようとしていると主張しています。
「それはいつものようにビジネスです。風力発電所の建設と風力タービンの生産は多くのエネルギーを消費します。古い風力タービンを新しいものに交換すること、それらの保守と廃棄、および政府の補助金は納税者にとって費用がかかります。 CO2排出量を削減するというメッセージは説得力がありません」と反風力発電所の活動家は主張します。
風力タービンの容量を増やす計画
30年以上にわたって得られた進歩と知識にもかかわらず、風力エネルギー業界はまだその第一歩を踏み出しています。今日のそのシェアは、ドイツで生産される総エネルギーの約16％です。しかし、政府や一般市民が無炭素電力に移行するにつれて、風力発電のシェアは確実に上昇するでしょう。新しい研究プログラムは、技術の開発、運用と生産の最適化、電力システムの柔軟性の向上、およびコストの削減を目的としています。
これは興味深いことです。ロシアの物理学者は、太陽電池パネルの効率を20％向上させました。
世論
2016年ドイツの風力エネルギーに関する情報：発電、開発、投資、容量、雇用、世論。
2008年以来、風力エネルギーは社会で非常に高い支持を得ています。
ドイツでは、数十万人が全国の民間風力発電所に投資しており、数千の中小企業が2015年に142,900人を雇用し、2016年にドイツの電力の12.3％を発電した新しいセクターでビジネスを成功させています。 。
しかし、最近では、ドイツの風力発電の拡大に対する地元の抵抗が、景観への影響、風力タービン建設のための森林伐採の事例、低周波の騒音放出、および野生生物への悪影響などにより増加しています。猛禽類やコウモリとして。
政府の支援
2011年以来、ドイツ連邦政府は、特に洋上風力発電所に焦点を当てて、再生可能エネルギーの商業化を促進するための新しい計画に取り組んでいます。
2016年、ドイツは、この方法で最も効果的な風力エネルギー市場の成熟した性質を理由に、固定価格買取制度を2017年からのオークションに置き換えることを決定しました。
エネルギー転換
2010年の「エネルギー革命」政策はドイツ連邦政府によって採用され、再生可能エネルギー、特に風力エネルギーの使用が大幅に拡大しました。ドイツの再生可能エネルギーのシェアは1999年の約5％から2010年には17％に増加し、OECD平均の18％に近づきました。生産者は20年間固定価格買取制度を保証され、債券を保証します。エネルギー協同組合が結成され、管理と利益を分散化するための努力がなされました。大規模なエネルギー企業は、再生可能エネルギー市場の不釣り合いに小さなシェアを持っています。原子力発電所は閉鎖されており、既存の9つの発電所は2022年に必要以上に早く閉鎖される予定です。
原子力発電所への依存度の低下は、これまでのところ、化石燃料とフランスからの電力輸入への依存度を高めています。しかし、風が強いため、ドイツはフランスに輸出しています。 2015年1月の平均価格は、ドイツで29ユーロ/ MWh、フランスで39ユーロ/MWhでした。新しい再生可能エネルギー源の効率的な使用を妨げる要因の1つは、電力を市場に投入するためのエネルギーインフラストラクチャ（SüdLink）への関連投資の欠如でした。送電制限により、ドイツは生産を停止するためにデンマークの風力発電に支払うことを余儀なくされることがあります。 2015年10月/11月のこれは96GWhで、費用は180万ユーロでした。
ドイツでは、新しい電力線の建設に対してさまざまな態度があります。産業用の料金は凍結されていたため、エネルギー革命の増加したコストは、電気料金の高い消費者に転嫁されました。ドイツ人は2013年にヨーロッパで最も高い電気料金のいくつかを持っていました。
洋上風力
ドイツ湾の洋上風力発電所
洋上風力発電もドイツで大きな可能性を秘めています。海上での風速は陸上よりも70〜100％速く、はるかに一定です。洋上風力発電の可能性を最大限に活用できる5MW以上の新世代風力タービンがすでに開発されており、プロトタイプが利用可能です。これにより、新技術に関連する通常の初期の困難が克服された後、洋上風力発電所を収益性の高い方法で運用することができます。
2009年7月15日、ドイツ初の洋上風力タービンの建設が完了しました。このタービンは、北海のアルファ・ヴェントス沖合風力発電所向けの12基の風力タービンの最初のものです。
原発事故後 発電所 の 日本 の 2011 ドイツ連邦政府は、特に洋上風力発電所に焦点を当てて、再生可能エネルギーの商業化を促進するための新しい計画に取り組んでいます。計画によれば、大型風力タービンは海岸線から離れた場所に設置され、陸上よりも風が安定し、巨大なタービンが住民の邪魔にならない場所に設置されます。この計画は、ドイツの石炭および原子力発電所からのエネルギーへの依存を減らすことを目的としています。ドイツ政府は、2020年までに7.6 GW、2030年までに26GWを設置することを望んでいます。
主な問題は、北海で発電された電力をドイツ南部の大規模な産業消費者に送電するための十分なネットワーク容量の不足です。
2014年には、1,747メガワットの容量を持つ410基のタービンがドイツの洋上風力発電所に追加されました。グリッド接続がまだ完了していないため、2014年末には、総容量528.9メガワットのタービンのみがグリッドに追加されました。それにもかかわらず、2014年後半に、ドイツは洋上風力発電への障壁を打ち破ったと伝えられています。は3倍以上の電力になり、このセクターの重要性が高まっていることを示しています。
風力発電所の建設の経済的正当性
特定の地域での風力発電所の建設を決定する前に、徹底的かつ広範な調査が実施されます。専門家は、局所的な風、方向、速度、およびその他のデータのパラメーターを見つけます。この場合の気象情報は、大気のさまざまなレベルで収集され、さまざまな目標を追求するため、ほとんど役に立たないことに注意してください。
得られた情報は、プラントの効率、期待される生産性、および容量を計算するための基礎を提供します。一方では、ステーションの作成にかかるすべてのコストが考慮されます。これには、機器の購入、配送、設置と試運転、運用コストなどが含まれます。一方、駅の運営がもたらす利益は計算されます。得られた値は、他のステーションのパラメータと比較されて互いに比較され、その後、特定の地域にステーションを構築することの便宜性の程度について評決が下されます。
洋上風力
北海のドイツの風力発電所の場所
2006年3月に設置されたドイツ初の洋上（洋上だが岸に近い）風力タービン。タービンは、ロストックの海岸から500メートル離れたNordexAGによって設置されました。
深さ2メートルの海域に、容量2.5MW、ブレード径90メートルのタービンを設置。基礎直径18メートル。土台には550トンの砂、500トンのコンクリート、100トンの鋼が敷かれていました。全高125メートルの構造物は、1750と900m²の面積を持つ2つのポンツーンから設置されました。
ドイツでは、バルト海に1つの商業用風力発電所があります-バルト海1（en：バルト海1オフショア風力発電所）、北海に2つの風力発電所が建設中です-BARD 1（en：BARD Offshore 1）とBorkum West 2 （en：Trianel Windpark Borkum）ボルクム島（フリースラント諸島）の海岸にあります。また、ボルクム島の北45 kmにある北海には、Alpha Ventusテスト風力発電所（en：Alpha Ventus Offshore Wind Farm）があります。
2030年までに、ドイツはバルト海と北海に25,000MWのオフショア発電所を建設することを計画しています。
WPPの長所と短所
今日、世界にはさまざまな容量の20,000を超える風力発電所があります。それらのほとんどは、海や海の海岸だけでなく、草原や砂漠の地域に設置されています。風力発電所には多くの利点があります。
- 設備の設置のためにエリアを準備する必要はありません
- 風力発電所の修理とメンテナンスは、他のどのステーションよりもはるかに安価です
- 消費者に近接しているため、伝送損失は大幅に低くなります
- 環境に害はありません
- エネルギー源は完全に無料です
- 施設間の土地は農業目的に使用できます
同時に、次のような欠点もあります。
- ソースが不安定なため、多数のバッテリーを使用する必要があります
- ユニットは動作中に音を立てます
- 風車の刃からのちらつきは精神に非常に悪い影響を及ぼします
- エネルギーコストは他の製造方法よりもはるかに高くなります
追加の不利な点は、そのようなステーションのプロジェクトの高い投資コストであり、これは、機器の価格、輸送、設置、および運用のコストで構成されます。別の設置の耐用年数（20〜25年）を考慮すると、多くのステーションは不採算です。
不利な点は非常に重要ですが、他の機会がないため、意思決定への影響が少なくなります。多くの地域や州にとって、風力エネルギーは、他の国の供給業者に依存するのではなく、独自のエネルギーを得る主な方法です。
ガイルドルフのノウハウ
2017年12月、ドイツの企業MaxBöglWindAGは、世界で最も高い風力タービンを発売しました。サポートの高さは178mで、ブレードを考慮したタワーの全高は246.5mです。
ガイルドルフで風力タービンの建設を開始
新しい風力発電機は、ドイツの都市ガイルドルフ（バーデンヴュルテンベルク州）にあります。これは、高さが155〜178 mの範囲にある他の4つのタワーのグループの一部であり、それぞれに3.4MWの発電機があります。
同社は、発電量は年間10,500MW/hになると見込んでいる。プロジェクトの費用は7500万ユーロで、毎年650万ユーロの収入が見込まれています。このプロジェクトは、連邦環境・自然保護・建築・原子力安全省（BundesministeriumfürUmwelt、Naturschutz、Bau und Reaktorsicherheit、BMUB）から715万ユーロの助成金を受けました。
ゲイルドルフの風力発電所
超高風車は実験的な水力貯蔵エネルギー技術を使用しています。貯水池は高さ40mの給水塔で、風力タービンの200m下にある水力発電所に接続されています。余剰の風力エネルギーは、重力に逆らって水を汲み上げ、タワーに貯蔵するために使用されます。必要であれば 電気を供給するために水が放出されます 現在。エネルギー貯蔵とグリッドへの供給を切り替えるのにかかる時間はわずか30秒です。電力が低下するとすぐに、水が逆流して追加のタービンを回転させ、それによって発電量を増やします。
「このようにして、エンジニアは再生可能エネルギー源に関連する最大の問題の1つである、不規則性と気候特性への電力の依存性を解決します。 4つの風力タービンと揚水発電所の容量は、ガイルドルフ市の12,000人の住民にエネルギーを供給するのに十分です」とガイルドルフのプロジェクト開発エンジニアであるAlexanderSchechnerは述べています。
風力発電所の種類
風力発電所の主で唯一のタイプは、エネルギーを生成して単一のネットワークに転送する数十（または数百）の風力発電所の単一システムへの統合です。これらのユニットのほとんどすべてが同じ設計ですが、個々のタービンにいくつかの変更があります。ステーションの構成と他のすべてのインジケーターは非常に均一であり、個々のユニットの総容量に依存します。それらの違いは、配置方法のみです。はい、あります：
- 接地
- 沿岸
- オフショア
- フローティング
- 急上昇
- 山
このような豊富なオプションは、世界中のさまざまな地域で特定のステーションを運用している企業の条件、ニーズ、および能力に関連しています。ほとんどの配置ポイントはニーズに関連しています。たとえば、風力エネルギーの世界的リーダーであるデンマークには、他の機会がありません。業界の発展に伴い、地域の風の状態を最大限に活用して、ユニットを設置するための他のオプションが必然的に出現します。
仕様
そのようなタービンの寸法は印象的です：
- ブレードスパン-154m（VestasV-164タービンの1つのブレードの長さは80mです）
- 建設高さ-220m（垂直に持ち上げられたブレードを使用）、Enercon E-126の場合、地面から回転軸までの高さは135mです。
- 1分あたりのローター回転数-公称モードで5から11.7
- タービンの総重量は約6000トンです。基礎-2500トン、サポート（キャリア）タワー-2800トン、残り-ブレード付き発電機ナセルとローターの重量
- ブレードの回転が始まる風速-3-4m/ s
- ローターが停止する臨界風速-25m/ s
- 年間生産量（計画）-1800万kW
これらの構造の力は、一定で不変のものと見なすことはできないことに留意する必要があります。それは完全に風の速度と方向に依存し、それは独自の法則に従って存在します。したがって、総エネルギー生産量は、タービンの能力を決定するために得られた最大値よりもはるかに少なくなります。それにもかかわらず、数十のタービンを1つのシステムに組み合わせた大規模な複合施設（風力発電所）は、かなり大規模な州の規模で消費者に電力を供給することができます。
統計学
1990〜2015年のドイツの年間風力発電。設置容量（MW）が赤、発電容量（GWh）が青の片対数プロットで示されています。
近年の設備容量と風力発電量を下表に示します。
| 年 | 1990年 | 1991 | 1992 | 1993年 | 1994年 | 1995年 | 1996年 | 1997年 | 1998年 | 1999年 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 設備容量（MW） | 55 | 106 | 174 | 326 | 618 | 1,121 | 1,549 | 2,089 | 2 877 | 4 435 |
| 生成（GWh） | 71 | 100 | 275 | 600 | 909 | 1,500 | 2,032 | 2 966 | 4 489 | 5 528 |
| 力率 | 14,74% | 10,77% | 18,04% | 21.01% | 16,79% | 15,28% | 14,98% | 16,21% | 17,81% | 14,23% |
| 年 | 2000 | 2001年 | 2002年 | 2003年 | 2004年 | 2005年 | 2006年 | 2007年 | 2008年 | 2009年 |
| 設備容量（MW） | 6 097 | 8 738 | 11 976 | 14 381 | 16 419 | 18 248 | 20 474 | 22 116 | 22 794 | 25 732 |
| 生成（GWh） | 9 513 | 10 509 | 15 786 | 18 713 | 25 509 | 27 229 | 30 710 | 39 713 | 40 574 | 38 648 |
| 設備利用率 | 17,81% | 13,73% | 15,05% | 14,64% | 17,53% | 16,92% | 17,04% | 20,44% | 19,45% | 17,19% |
| 年 | 2010年 | 2011 | 2012年 | 2013 | 2014年 | 2015年 | 2016年 | 2017年 | 2018年 | 2019年 |
| 設備容量（MW） | 26 903 | 28 712 | 30 979 | 33 477 | 38 614 | 44 541 | 49 534 | 55 550 | 59 420 | 61 357 |
| 生成（GWh） | 37 795 | 48 891 | 50 681 | 51 721 | 57 379 | 79 206 | 77 412 | 103 650 | 111 410 | 127 230 |
| 設備利用率 | 16,04% | 19,44% | 18,68% | 17,75% | 17,07% | 20,43% | 17,95% | 21,30% | 21,40% |
| 年 | 2009年 | 2010年 | 2011 | 2012年 | 2013 | 2014年 | 2015年 | 2016年 | 2017年 | 2018年 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 設備容量（MW） | 30 | 80 | 188 | 268 | 622 | 994 | 3 297 | 4 150 | 5 260 | |
| 生成（GWh） | 38 | 176 | 577 | 732 | 918 | 1,471 | 8 284 | 12 365 | 17 420 | 19 070 |
| ％WindGen。 | 0,1 | 0,5 | 1.2 | 1.4 | 1,8 | 2,6 | 10,5 | 16.0 | 16,8 | |
| 設備利用率 | 14,46% | 25,11% | 35,04% | 31,18% | 16,85% | 19,94% | 28,68% | 34,01% | 37,81% |
州
ドイツの風力発電所の地理的分布
| 州 | タービン番号 | 設備容量 | 純電力消費量に占める割合 |
|---|---|---|---|
| ザクセンアンハルト | 2 861 | 5,121 | 48,11 |
| ブランデンブルク | 3791 | 6 983 | 47,65 |
| シュレスヴィヒホルシュタイン | 3 653 | 6 894 | 46,46 |
| メクレンブルクフォアポンメルン | 1 911 | 3,325 | 46,09 |
| ニーダーザクセン | 6 277 | 10 981 | 24,95 |
| テューリンゲン | 863 | 1,573 | 12.0 |
| ラインラントプファルツ州 | 1,739 | 3,553 | 9,4 |
| ザクセン | 892 | 1,205 | 8.0 |
| ブレーメン | 91 | 198 | 4,7 |
| ノルトラインヴェストファーレン州 | 3 708 | 5 703 | 3.9 |
| ヘッセン | 1,141 | 2144 | 2,8 |
| サール | 198 | 449 | 2,5 |
| バイエルン | 1,159 | 2,510 | 1.3 |
| バーデン・ヴュルテンベルク | 719 | 1 507 | 0,9 |
| ハンブルク | 63 | 123 | 0,7 |
| ベルリン | 5 | 12 | 0,0 |
| 北海の棚に | 997 | 4 695 | |
| バルト海の棚に | 172 | 692 |
最大の風力発電機は何ですか
今日の世界最大の風力タービンは、ハンブルクエネルコンE-126のドイツ人エンジニアの発案によるものです。最初のタービンは、2007年にドイツのエムデン近郊で発売されました。風車の出力は当時最大であった6MWでしたが、すでに2009年に部分的な再建が行われ、その結果、出力は7.58 MWに増加し、タービンは世界のリーダーになりました。
この成果は非常に重要であり、風力エネルギーを世界の多くの本格的なリーダーにもたらしました。それに対する態度は変化し、深刻な結果を得るためのかなり臆病な試みのカテゴリーから、業界は大規模なエネルギー生産者のカテゴリーに移行し、近い将来の風力エネルギーの経済効果と見通しを計算することを余儀なくされました。
手のひらは、タービンの容量が9MWと宣言されているMHIVestasOffshoreWindによって遮断されました。このような最初のタービンの設置は、2016年末に8 MWの運転電力で完了しましたが、すでに2017年には、VestasV-164タービンで得られた9MWの電力で24時間の運転が記録されました。
そのような風車は本当に巨大なサイズであり、バルト海にいくつかの標本がありますが、ほとんどの場合、ヨーロッパの西海岸の棚と英国に設置されています。このような風力タービンをシステムに組み合わせると、総容量は400〜500 MWになり、水力発電所の大きな競争相手になります。
このようなタービンの設置は、風が十分に強く均一な場所で行われ、海岸はそのような状況に最大限対応しています。風に対する自然の障壁がなく、一定で安定した流れにより、発電機の最も好ましい動作モードを整理し、発電機の効率を最高値まで高めることができます。
存在する類似体、それらの動作パラメータ
世界には風力発電機のメーカーがかなりあり、そのすべてがタービンのサイズを大きくするために努力しています。これは有益であり、製品の生産性を高め、生成されるエネルギー量を増やし、風力エネルギープログラムの推進に大企業や政府の関心を引くことができます。したがって、ほとんどすべての主要メーカーは、最大の電力とサイズの構造を積極的に製造しています。
大型風力タービンの最も有名なメーカーの中には、すでに述べたMHI Vestas Offshore Wind、Erkonがあります。さらに、有名な会社SiemensのHaliade150またはSWT-7.0-154タービンも知られています。リスト メーカーとその製品 十分な長さになる可能性がありますが、この情報はほとんど役に立ちません。主なものは、産業規模での風力エネルギーの開発と促進です。 風力エネルギーの使用 人類の利益のために。
さまざまなメーカーの風力タービンの技術的特性はほぼ同じです。この平等は、ほぼ同一のテクノロジーの使用、単一次元の構造の特性とパラメーターへの準拠によるものです。より大きな風車の作成は、そのような巨人のそれぞれが多額の費用を要し、かなりの維持費と維持費を必要とするため、今日は計画されていません。
そのような構造物の修理作業には多額の費用がかかります。サイズを大きくすると、費用の増加が指数関数的に増加し、自動的に電気料金が上昇します。そのような変化は経済に非常に有害であり、すべての人から深刻な反対を引き起こします。
