02.09.2017
Новые инновационные разработки и технологические решения помогут снизить стоимость ветроэнергетики вдвое уже к 2030 году. Это сделает ее столь же конкурентоспособной, как природный газ и солнечная энергия.
Этот вывод сделан в докладе Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), В нем рассматривается будущее ветровых электростанций, поддерживаемых компьютерными мощностями Национальных лабораторий Министерства энергетики США (DOE).
Это часть инициативы DOE Atmosphere to Electrons, в которой усилия сосредоточены на максимизации эффективности на уровне одной станции. Изучается то, как ветряные турбины взаимодействуют друг с другом и атмосферой. Каждую ветряную турбину, как отдельную единицу, не рассматривают. Следующим шагом для DOE является применение высокопроизводительных вычислений для лучшего понимания в целом процесса производства электроэнергии ветровыми электростанциями.
Ветряная установка будущего
Согласно NREL, ветровая станция будущего будет использовать набор технологий, которые позволят ветро электростанциям и турбинам внутри них не только реагировать на атмосферу, как на эффективную интегрированную систему, но также успешно контролировать поток воздуха внутри станции, чтобы максимизировать производство электроэнергии.
Такой подход стал возможен благодаря новейшим достижениям в области компьютерных технологий. Они превращают большие массивы данных об эксплуатации атмосферных и ветровых турбин в высокодоходную модель. Далее эти научные исследования можно успешно применять для разработки новых компонентов, датчиков и элементов управления ветряными турбинами.
Будущие ветровые электростанции будут включать:
1. Высокоточное моделирование и современные датчики для точной оценки производства энергии ветряной электростанцией, минимизации рисков возникновения непредвиденных обстоятельств и повышения предсказуемости объемов производства электроэнергии.
2. Интегрированная конструкция ветряных установок, активное управление турбинами в реальном времени и операционные стратегии для повышения надежности и продления срока службы турбин.
3. Инновационный дизайн ветровых турбин и их компонентов, таких как роторы и трансмиссии для оптимизации производительности, включая более крупные роторы и более высокие башни для получения энергии ветра из верхней атмосфере Земли
4. Контролируемые, диспетчерские и прогнозируемые услуги поддержки для стабильности сети, включая точное прогнозирование производства ветровой энергии для краткосрочной работы и планирования.
Ветряная электростанция будущего. Иллюстрация: Джош Бауэр, NREL
Роль ветра в формировании энергетического ландшафта
Рост объемов производства энергии ветра за последнее десятилетие был обусловлен в основном технологическими достижениями, которые сделали современные ветровые турбины более эффективными и менее затратными. Ветер был третьим по величине источником энергии в США в 2016 году. Первые два места в этом рейтинге – это солнечная энергия и природный газ. В период с 2009 по 2016 год установленные затраты на проектирование новых ветропарков снизились на 33 %. Объем энергии, производимой одной турбиной, также вырос.
Дальнейшее снижение затрат – максимально важная задача, поскольку основной политический «стимул» ветра , федеральный налоговый кредит на производство, истекает уже в 2019 году. Благодаря высокопроизводительным вычислениям и ускорению научных исследований в области ветроэнергетики будущего затраты на эту сферу могут быть сокращены в два раза, к 2030 году или даже ранее. Это приведет к тому, что энергия будет стоить ниже той, что получается за счет природного газа, либо той, которую производят солнечные модули.
Недавно построенные ветро электростанции, использующие налоговые льготы на производство, уже являются конкурентоспособными, в плане цены, для новых станций природного газа, в некоторых частях США. Особенно это очевидно в «ветровом поясе», который проходит от Техаса до Северной Дакоты. Новые прорывы в области науки и техники в энергетической сфере, описанные выше, могут снизить ожидаемую стоимость энергии ветра ниже прогнозируемой стоимости топлива для существующих установок природного газа к 2030 году.
Выделенная стоимость энергии - это общая стоимость установки и эксплуатации проекта на мегаватт-час электроэнергии, генерируемой проектом в течение всего его срока службы. Прогнозы взяты из Ежегодного энергетического прогноза Администрации энергетической информации.