Ветроэнергетика в РБ Сколько ветропарков обеспечит энергопотребление всей планеты?
19-10-2017

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.


Возврат к списку