風力エネルギーとは何ですか?
人類は数千年もの間、風の力を利用してきました。ナイル川では風が船を運び、水を汲み上げ、穀物を製粉し、食料生産を支え、その他にも様々な役割を果たしてきました。今日では、風と呼ばれる自然の空気の流れが持つ運動エネルギーと力は、大規模に利用され、発電されています。現代の洋上風力タービン1基は、8メガワット（MW）以上の電力を発電でき、これは約6世帯に1年間のクリーンな電力を供給するのに十分な量です。陸上の風力発電所は数百メガワットの電力を発電しており、風力エネルギーは地球上で最も費用対効果が高く、クリーンで、容易に利用できるエネルギー源の一つとなっています。
風力発電は、最も低コストで大規模な再生可能エネルギー源であり、現在米国最大の再生可能エネルギー源です。約6万基の風力タービンが設置され、総発電容量は105,583メガワット（MW）に達します。これは3,200万世帯以上の電力供給に十分な量です。
風力エネルギーソリューションは、エネルギー供給において重要な役割を果たすだけでなく、商業企業が再生可能エネルギーの目標と、信頼性の高いクリーンエネルギーの要件を満たすのにも役立ちます。
風力エネルギーの利点：
- 風力タービンは通常、設置に伴う生涯の炭素排出量を 1 年未満で回収し、その後最大 30 年間、実質的に炭素を排出しない発電を提供します。
- 風力エネルギーは二酸化炭素排出量の削減に役立ちます。2018 年には 2 億 100 万トンの CO2 排出が回避されました。
- 風力エネルギーは、プロジェクトを実施する地域社会に税収をもたらします。例えば、テキサス州の風力プロジェクトによる州税および地方税の支払額は合計2億3,700万ドルに上ります。
- 風力産業は、特に建設期間中の雇用創出に貢献しています。2018年には、全米で11万4000人の雇用を創出しました。
- 風力エネルギーは安定した補足的収入源を提供します。風力プロジェクトは毎年、州政府、地方自治体、および民間の土地所有者に 10 億ドル以上を支払っています。
風力発電プロジェクトとはどのようなものですか?
風力プロジェクトまたは風力発電所とは、多数の風力タービンを密集させて建設し、発電所のように機能させて電力網に電気を送ることを指します。
オクラホマ州ケイ郡のフロンティア・ウィンド・パワーIプロジェクトは2016年から稼働しており、現在フロンティア・ウィンド・パワーIIプロジェクトによって拡張されています。完成すれば、フロンティアIとIIは合計550メガワットの風力発電を行い、19万3000世帯の電力供給に相当します。
風力タービンはどのように機能するのでしょうか?
風力タービンを回転させることによって発電が行われ、空気の運動エネルギーが電気に変換されます。基本的な仕組みは、風力タービンのブレードが風の位置エネルギーと運動エネルギーを集光するというものです。風がブレードを回転させ、発電機に接続されたローターを回転させることで電気エネルギーが生み出されます。
ほとんどの風力タービンには 4 つの基本的な部分があります。
- ブレードはハブに取り付けられており、ブレードの回転に合わせてハブも回転します。ブレードとハブが組み合わさってローターを形成します。
- ナセルにはギアボックス、発電機、電気部品が収納されています。
- タワーはローターブレードと発電設備を地上高く保持します。
- 基礎はタービンを地面に固定します。
風力タービンの種類:
大型タービンと小型タービンは、ローターの向きに基づいて、水平軸タービンと垂直軸タービンの 2 つの基本的なカテゴリに分類されます。
水平軸型タービンは、現在最も一般的に使用されている風力タービンのタイプです。風力発電をイメージすると、このタイプのタービンを思い浮かべるでしょう。このタイプのタービンは、飛行機のプロペラに似たブレードを備えています。ほとんどのタービンは3枚のブレードを備えており、タービンの高さが高く、ブレードが長いほど、一般的に発電量が多くなります。
垂直軸タービンは、飛行機のプロペラというより、泡立て器に似ています。これらのタービンのブレードは、垂直ローターの上下両側に取り付けられています。垂直軸タービンは水平軸タービンほど性能が良くないため、現在ではあまり一般的ではありません。
タービンはどれくらいの電気を生成するのでしょうか?
それは状況によります。タービンのサイズとローターブレードを通過する風の速度によって、発電量が決まります。
過去 10 年間で、風力タービンはより高くなり、ブレードが長くなり、より高い高度で利用できるより良い風力資源を活用できるようになりました。
全体像を把握するために、約1メガワットの風力タービンは、年間約300世帯分のクリーンエネルギーを生産できます。陸上の風力発電所で使用される風力タービンは、通常1メガワットから5メガワット近くまで発電します。ほとんどの商用規模の風力タービンが発電を開始するには、通常、風速が時速約9マイル（約14.4キロメートル）以上である必要があります。
各タイプの風力タービンは、風速の範囲内（通常は時速30マイルから55マイルの範囲）で最大の電力を発電できます。しかし、風速が弱まると、発電量は通常、完全に停止するのではなく、指数関数的に減少します。例えば、風速が半分になると、発電量は8分の1に減少します。
風力エネルギーソリューションを検討すべきでしょうか?
風力発電は、あらゆるエネルギー源の中で最も二酸化炭素排出量が少ない発電方法の一つです。世界のエネルギー転換と持続可能なエネルギー資源への需要の高まりを支え、我が国のエネルギー供給の将来において不可欠な役割を果たしています。
風力発電は、企業、大学、都市、公益事業、その他の組織が、排出ガスゼロのエネルギーへ迅速に大規模に移行するための最適な手段の一つでもあります。1つの仮想電力購入契約（VPPA）で、数十から数百メガワットのネットゼロ電力を10年から25年にわたって確保できます。ほとんどの契約は追加性も満たしており、これは、潜在的に古く、排出量が多いエネルギー源を置き換える、全く新しいクリーンエネルギー源を意味します。
風力エネルギープロジェクトに最適な場所はどこですか?
風力エネルギープロジェクトには、6 つの基本的な考慮事項があります。
- 風の可用性と希望する場所
- 環境への影響
- 再生可能エネルギー発電に対する地域社会の意見と地域のニーズ
- 州および連邦レベルでの有利な政策
- 土地の利用可能性
- 電力網への接続能力
商業用太陽光発電プロジェクトと同様に、風力発電設備の設置開始前に許可を取得する必要があります。この重要なステップは、プロジェクトが経済的に実行可能であり、リスクプロファイルが良好かどうかを判断するのに役立ちます。結局のところ、目標は商業規模の風力発電プロジェクトが今後数十年にわたって電力網に電力を供給することです。建設業者とプロジェクトの財務健全性を確保することは、一世代、あるいはそれ以上の期間にわたる成功を保証することになります。
投稿日時: 2021年6月16日