海外では風力発電。スキーム、説明

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海外の風力発電。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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風力発電所 (WPP) は現在、商業的に成熟したレベルに達しており、年間平均風速が 5 m/秒を超える場所では、従来の電力供給源と十分に競合できます。

海外の風力発電
図2.2.1 米国カリフォルニア州の風力発電所。

風力エネルギーの機械的、電気的、または熱への変換は、水平または垂直の風力タービンシャフトを備えた風力タービンで実行されます。最も普及しているのは、水平ローター軸を備えた風車の原理で動作する風力発電所です。水平軸と高速係数を備えたタービンは、風力エネルギー利用係数が最も高くなります (0,46 ～ 0,48)。垂直軸を備えた風力タービンは効率は低くなりますが (0,45)、風向きの調整が必要ないという利点があります。表 2.2.1 は、ドイツの旧州におけるさまざまなタイプの風力タービンの市場シェアに関するデータを示しています。

表。 2.2.1

海外の風力発電

現在、最も一般的なネットワーク設備は、単位出力が 100 ～ 500 kW の風力タービンです。現在の 500 kW 風力タービンの具体的なコストは 1200 kW あたり約 2.2.2 ドルであり、減少する傾向にあります。表 XNUMX にドイツの旧州における風力発電設備の構成を示す。

表。 2.2.2

海外の風力発電

メガワット級の風車は多くの国で建設されており（図 2.2.1）、現在は実験研究や試運転の段階にある。

海外の風力発電

図2.2.2。メガワットクラスの実験用タービン

多くの先進国には、風力エネルギーを含む再生可能エネルギー源の開発のための国家プログラムがあります。これらのプログラムのおかげで、科学、技術、エネルギー、環境、社会、教育の問題が解決されています。欧州における再生可能エネルギープロジェクトの発電主体は、研究センター（リソー、SERI（現NREL）、サンディア、ECN、TNO、NLR、FFA、D(FV)LR、CIEMATなど）、大学、関心のある企業である。

1994年にマドリードで開催された「ヨーロッパにおける再生可能エネルギー源開発のためのマスタープラン」会議で、欧州連合加盟国は宣言を採択した。マドリッド宣言では、15 年までに欧州連合諸国の総エネルギー消費量における再生可能エネルギー源の使用を 2010% レベルに達成するという目標が定められています。1994 年には、太陽電池パネル、小水力発電所、風力発電所の設備容量が増加しました。欧州連合諸国における発電量は 5.3 GW に達し、2010 年までに 55 GW の設備容量を備えた設備が導入されると予想されています。

設定された目標は、政治の分野の問題解決、税制優遇法、科学技術プログラムによる国家財政支援、優遇融資、情報ネットワークの構築、教育システム、インターンシップ、先端技術の促進、生産現場での雇用創出などによって達成される。世論を準備している。

図では、 2.2.3 は、ヨーロッパ諸国における再生可能エネルギー源の使用に関する XNUMX つのシナリオを示しています。

世界のエネルギー供給の割合

海外の風力発電年
図2.2.3。欧州諸国における 2020 年までのエネルギー開発の XNUMX つのシナリオ: • • • ____ 現在の政策。 ------ 環境志向の政策。 * 伝統的な資源: 化石燃料と大規模な水力発電。 ** 新しい資源: バイオマス、太陽光、風力、地熱、小水力

エネルギー開発に有利な条件により、2020年までに電力消費量を30％増加させることが可能になる

再生可能エネルギー源によるものを 15% 含む。表2.2.3。 2020年までの楽観的予測と悲観的予測に基づく、欧州諸国におけるさまざまな再生可能エネルギーによる発電量の比率が示されています。この予測は、欧州連合諸国におけるさまざまな種類の再生可能エネルギー源の設備容量の増加率の分析に基づいています。風力エネルギーの割合は、悲観的な見積もりによれば 15%、楽観的な見積もりによれば 16% となるでしょう。

表。 2.2.3

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1994 年、世界の風力発電設備容量は 3200 MW、ヨーロッパでは 1400 MW でした。表 2.2.4 は、国別の風力発電所の総設置容量に関するデータを示しています。

表。 2.2.4

海外の風力発電

ヨーロッパでは毎年、風力タービンの設置容量は 200 MW ですが、好条件があれば、設置容量は 800 MW 増加する可能性があります。風力発電所の設置容量を増やすための最も効果的なプログラムは、ヨーロッパ、中国、インド、米国、カナダの国々です。

ヨーロッパ諸国における風力発電機の年間売上高は 400 MECU です。欧州最大手の銀行10社以上が風力エネルギー産業に投資している。 20社以上の欧州の大規模民間投資家が風力エネルギーに資金を提供している。風力エネルギーのコストは主に次の 6 つのパラメータによって決まります。

風力タービンの生産への投資（$/sq. m の比率として表されます - 風力タービンローターの受風面積 XNUMX 平方メートルの価格）。
システムの効率;
平均風速;
可用性;
技術リソース。

表。 2.2.5

海外の風力発電

過去 XNUMX 年にわたり、風力エネルギー技術は WECS 風力タービンに焦点を当ててきました。この方向では大きな進歩が見られました。何千もの最新の WECS 設備が、従来のエネルギー源と完全に競合できることが証明されています。既存の電力網は、風力発電所で発電された電力をさまざまな地域に輸送しています。

近年、隔離されたネットワークで風力エネルギーを利用する技術が集中的に開発され始めています。孤立した送電ネットワークでは、生成されるエネルギー単位あたりの必然的なコストが、集中型送電ネットワークに比べて何倍も高くなります。発電所は通常、高価な燃料を使用する小型内燃機関に依存しており、燃料の輸送コストだけでも、生産されるエネルギー単位あたりのコストが、最良の集中型送電網のエネルギーコストの数十倍に上昇することがよくあります。

小規模な送電網では、電力を供給する設備がより柔軟になります。最新のディーゼル発電機のセットは、2.2.6 秒以内に起動、同期、分離されたネットワークへの接続が可能です。風力エネルギーへの変換は、高価な燃料に代わる代替再生可能エネルギー源です。隔離されたネットワーク上で風力タービンとディーゼル発電機を組み合わせたプロジェクトの技術的実現可能性に関する新しい研究は、独立した WECS システムの世界的な可能性が、従来の送電ネットワークに接続された WECS システムよりもさらに大きいことを示しています。表 1985 に既存の風力ディーゼルシステムのパラメータを示します。これらのシステムは 1990 年から XNUMX 年にかけて構築されました。彼らの運用により、システムを改善し、自動制御を作成する必要があることが明らかになりました。

表。 2.2.6

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