風力エネルギーとは何ですか?
人々は何千年もの間、風の力を利用してきました。風はナイル川に沿って船を動かし、水を汲み上げて穀物を製粉し、食糧生産などを支えてきました。今日、風と呼ばれる自然の空気の流れの運動エネルギーと力は、電気を生み出すために大規模に利用されています。最新の洋上風力タービンは 1 基で 8 メガワット (MW) 以上のエネルギーを生成でき、これは約 6 軒の家庭に 1 年間クリーンな電力を供給するのに十分です。陸上風力発電所は数百メガワットを発電し、風力エネルギーは地球上で最もコスト効率が高く、クリーンですぐに利用できるエネルギー源の 1 つとなっています。
風力発電は最も低コストの大規模再生可能エネルギー源であり、現在米国における最大の再生可能エネルギー源となっています。風力タービンは約 60,000 基あり、合計容量は 105,583 メガワット (MW) です。これは 3,200 万世帯以上の家庭に電力を供給するのに十分な量です。
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、営利企業が信頼性の高いクリーン エネルギーに対する再生可能目標や義務を達成するのにも役立ちます。
風力エネルギーの利点:
- 風力タービンは通常、設置に伴う生涯炭素排出量を 1 年未満で返済し、その後、実質的にカーボンフリーの発電を最大 30 年間提供します。
- 風力エネルギーは二酸化炭素排出量の削減に貢献し、2018 年には 2 億 100 万トンの CO2 排出量を回避しました。
- 風力エネルギーはプロジェクトを主催する地域社会に税収をもたらします。たとえば、テキサス州の風力発電プロジェクトによる州税と地方税の支払いは総額 2 億 3,700 万ドルに達しました。
- 風力産業は、特に建設中の雇用創出を支援します。業界は 2018 年に全米で 114,000 の雇用をサポートしました。
- 風力エネルギーは安定した補助収入源を提供します。風力プロジェクトは州、地方自治体、民間の地主に毎年 10 億ドル以上を支払います。
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、近接して建設され、電力網に電力を供給する発電所のように機能する多数の風力タービンを指します。
オクラホマ州ケイ郡のフロンティア風力発電 I プロジェクトは 2016 年から稼働しており、フロンティア風力発電 II プロジェクトによって拡張されています。完成すると、フロンティア I と II は合計 550 メガワットの風力エネルギーを生成します。これは 193,000 世帯に電力を供給するのに十分な量です。
風力タービンはどのように動作するのですか?
電力は、空気の運動エネルギーを利用して回転する風力タービンによって生成され、電気に変換されます。基本的な考え方は、風力タービンはブレードを使用して風の潜在エネルギーと運動エネルギーを収集するというものです。風によってブレードが回転し、発電機に接続されたローターが回転して電気エネルギーが生成されます。
ほとんどの風力タービンには、次の 4 つの基本部品があります。
- 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。ブレードとハブが一緒になってローターを構成します。
- 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装置を地上の高い位置に保持します。
- 基礎はタービンを地面の所定の位置に保持します。
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 つの基本カテゴリに分類されます。
水平軸タービンは、現在最も一般的に使用されているタイプの風力タービンです。風力発電というと、飛行機のプロペラによく似たブレードを備えたこのタイプのタービンが思い浮かびます。これらのタービンのほとんどは 3 枚のブレードを備えており、通常、タービンが高くブレードが長いほど、より多くの電力が生成されます。
垂直軸タービンは、飛行機のプロペラというよりも、泡立て器に似ています。これらのタービンのブレードは、垂直ローターの上部と下部の両方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劣るため、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しますか?
場合によります。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、生成される電気の量が決まります。
過去 10 年間で、風力タービンの高さが高くなり、ブレードを長くできるようになり、より高い高さで利用できる優れた風力資源を活用できるようになりました。
物事を大局的に考えると、約 1 メガワットの電力を持つ風力タービンは、年間約 300 世帯に十分なクリーン エネルギーを生成できます。陸上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。ほとんどの実用サイズ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 (多くの場合時速 30 ～ 55 マイル) で最大の電力を生成できます。ただし、風が吹いていない場合、生産は完全に停止するのではなく、指数関数的に減少するのが一般的です。たとえば、風速が半分に低下すると、生成されるエネルギー量は 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すか?
風力発電は、あらゆるエネルギー源の中で二酸化炭素排出量が依然として最小の部類に入ります。これは我が国のエネルギー供給の将来において重要な役割を果たし、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増大をサポートします。
風力は、企業、大学、都市、公益事業、その他の組織にとって、大規模な排出ガスのないエネルギーに迅速に移行するための最良の方法の 1 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 ～ 25 年間確保できます。ほとんどの協定は追加性のチェックボックスにもチェックを入れています。これは、潜在的に古い、排出量の多いエネルギー源に取って代わる、まったく新しいクリーンエネルギー源を意味します。
風力発電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。
- 風力の有無と希望の場所
- 環境への影響
- 再生可能エネルギー生成に対するコミュニティからの意見と地元のニーズ
- 州および連邦レベルでの有利な政策
- 土地の利用可能性
- 電力網に接続する機能
商業用太陽光発電プロジェクトと同様に、風力発電の設置を開始する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、プロジェクトが財務的に実行可能であり、好ましいリスクプロファイルがある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で、今後数十年にわたって電力網に電子を供給することです。建設者とプロジェクトの財務が健全であることを保証することで、一世代以上の成功が保証されます。
投稿時間: 2021 年 6 月 16 日