Сколько ветропарков обеспечит энергопотребление всей планеты?

Опубликовано: 19.10.2017

Американские исследователи определили необходимую площадь океана под ветропарки, чтобы обеспечить энергией все население Земли.

Сколько ветропарков обеспечит энергопотребление всей планеты?

Ученые из института Carnegie Science провели исследование по измерению ветрового потенциала в открытом океане для обеспечения энергией всего человечества. Основной целью работы стало определение разницы ветрового потенциала в открытом океане и на суше. К исследованию ученых побудил тот факт, что среднегодовая скорость ветра над открытыми океаническими районами зачастую выше, чем в самых ветреных районах на материке.

Так, исследователи определили, что  максимальная мощность, вырабатываемая на материковых электростанциях, ограничивается примерно 1,5 Вт/м2. И значительно более высокие показатели наблюдаются в открытом океане, в частности в районах Северной Атлантики показатель выработки находится на уровне 6 Вт/м2. Таким образом, производство энергии за счет ветра в некоторых районах океана может превышать выработку материковых ветроэлектростанций в три и более раза.


Также по результатам произведенных расчетов было установлено, что вся наша планета может быть полностью обеспечена электроэнергией, вырабатываемой из ветра. Ученые определили, что площади в 3 млн.км2 (условно определив по одному ветрогенератору на 1 км2) в атлантическом океане хватит, чтобы выработать годовой объем электроэнергии для всего человечества  в зимние месяцы года (около 18 ТВт∙ч) и покрыть потребность в электроэнергии Северной Америки и Европы летом.

Кроме того, исследователи отметили и ряд проблем, связанных с возможной практической реализацией предложенного ими сценария, и первая из них связана с сезонностью.

Из-за неравномерности ветровых потоков количество произведенной энергии будет значительно варьироваться между теплым и холодным периодами года. Энергия, произведенная в зимнее время, способна обеспечить весь мир, в то время как в летний период только Северную Америку и Европу. Авторы исследования составили графики сезонной изменчивости ветровых потоков в Северной Атлантике и сезонных изменений поступления солнечной радиации в Северном полушарии планеты.

Графики демонстрируют влияние времени года на выработку энергии за счет ветра и солнечной радиации (примечательно, что кривая поступления солнечной радиации и изменения ветрового потока взаимодополняют друг друга):

Вторая серьезная проблема заключается в том, что ветропарки предполагается установить на глубоководных территориях, и для передачи электроэнергии на материк понадобится применение специальных кабелей. Решением этой проблемы может послужить глобальная сеть электроснабжения, построенная на основе HVDC-технологии.

Еще одной проблемой может стать значительный эффект охлаждения в районе строительства ветропарка. В результате моделирования такой ситуации автор заявил, что если бы действительно был построен ветропарк площадью 3 млн.км2 в Северной Атлантике, то это бы привело к поглощению тепловой энергии, в результате которого температура в районе Арктики понизилась бы на целых 13°C, но так как данный эффект очень локален, то его можно будет избежать путем рассредоточения ветропарков, добавил ученый.

Подобные исследования (по мнению их авторов) демонстрируют, что в будущем такие масштабные решения, как ветропарк на миллионы квадратных километров, вполне возможны при должном техническом и экономическом обосновании, а стабильность электроснабжения в течение всего годового цикла можно обеспечить за счет комбинированного применения различных ВИЭ.

← вернуться назад