Külək enerjisi, külək enerjisi kimi də tanınır, küləkdən istifadə edib onu elektrik enerjisinə çevirmək vasitəsidir. Turbinlərin orta külək səmərəliliyi 35-45% arasındadır.
Külək Enerjisinin İstehsalı
Külək Yer atmosferində yerli və ya regional və qlobal miqyasda yerin temperaturu fərqinə görə yaranır. İsti qızdırıldıqda, aşağı hava təzyiqi olan yeri tərk edərək yüksəlir; hava təzyiqi daha yüksək olan soyuq bölgələrdən gələn hava hava təzyiqini bərabərləşdirmək üçün içəri daxil olur.
Külək dəyirmanları və turbinləri havanı və ya küləyin bir yerdən başqa yerə daşıyan və onu elektrik enerjisinə çevirən kinetik enerjidən və ya "hərəkət enerjisindən" yararlanır. Külək turbinləri küləkli yerlərdə qurulur, buna görə də külək turbinlərin qanadlarını hərəkət etdirə bilər. Bu bıçaqlar bir motoru fırladır və dişlilər elektrik enerjisi istehsal etmək üçün fırlanmaları kifayət qədər artırır. Turbinlərin müxtəlif dizaynları müxtəlif şərtlər üçün uyğundur.
Külək Effektivliyi və Külək Tutumu Faktoru
Külək səmərəliliyi külək tutumu faktoru ilə eyni deyil, insanlar enerji səmərəliliyi haqqında düşünəndə bu məsələ müzakirə olunur. Wind Watch iki fenomen arasındakı fərqi izah edir.
Küləyin Səmərəliliyi və Onun Həddini
Küləyin səmərəliliyi küləkdə mexaniki enerjiyə və elektrikə çevrilən kinetik enerjinin miqdarıdır. Betz Limit tərəfindən təsvir edilən fizika qanunları maksimum nəzəri limitin 59,6% olduğunu söyləyir. Külək, bıçaqların yanından keçmək üçün qalan enerjini tələb edir. Bu, əslində yaxşıdır. Əgər bir turbin enerjinin 100%-ni sıxışdırsaydı, külək əsməyi dayandırar və turbinin qanadları elektrik enerjisi istehsal etmək üçün dönə bilməz.
Lakin hazırda heç bir maşının küləkdən elektrik enerjisinə tutmuş 59,6%-ni kinetik enerjiyə çevirməsi mümkün deyil. Generatorların istehsalı və dizaynı ilə əlaqədar məhdudiyyətlər var ki, bu da nəhayət gücə çevrilən enerjinin miqdarını daha da azaldır. Hazırda orta göstərici yuxarıda qeyd edildiyi kimi 35-45% təşkil edir. Wind Watch-a görə, maksimum performans 50%-ə çata bilər. Avstraliya hökumətinin sənədi (NSW) həmçinin 50%-in əldə edilə bilən maksimum külək səmərəliliyi olduğu ilə razılaşır (səh. 3).
Enerji səmərəliliyi külək tutumu amili qədər dəyişmir, bu da yer və hava şəraitindən çox asılıdır.
Külək Tutum Faktoru
Green Tech Media-ya görə, külək tutumu faktoru, generatorun hər zaman ən yüksək gücdə işlədiyi təqdirdə istehsal edə biləcəyi enerjinin miqdarıdır. Külək tutumu faktoru küləyin sürətindən, sıxlığından və generatorun ölçüsündən asılı olan süpürmə sahəsindən asılı olduğundan, hətta eyni turbinlərlə belə, ilin müxtəlif vaxtlarında və yerdən yerə dəyişir.. İdeal külək şəraitinin ilin bütün və ya daha çox hissəsində üstünlük təşkil etdiyi yerləri seçməklə külək tutumu amili optimallaşdırıla bilər. Odur ki, enerji hasilatını maksimuma çatdırmaq üçün külək tutumu amilini və ona təsir edən şərtləri nəzərə almaq vacibdir.
- Küləyin sürətisaatda 30 mildən aşağı, Wind Watch-a görə az enerji istehsal edir. Sürətdəki kiçik artımlar belə Open EI-ə görə istehsal olunan gücün əhəmiyyətli dərəcədə artmasına çevrilə bilər. Yaranan elektrik küləyin sürətinin kubudur. Külək EIS-i izah edir.
- Havanın sıxlığı daha soyuq bölgələrdə və dəniz səviyyəsində dağlara nisbətən daha çoxdur. Beləliklə, külək sıxlığının yüksək olduğu ideal yerlər Open EI-ə görə daha soyuq temperaturlu dənizlərdir. Bu, dənizdə külək istehsalının geniş miqyaslı genişlənməsinin bir səbəbidir.
- Daha böyük və daha hündür turbinlər yerdən daha yüksək küləkdən və qanadlarının genişlənməsindən istifadə edə bilər. Ona görə də burada iqtisadi mülahizələr önəmli olur.
Təkmilləşdirilmiş texnologiya ilə tutum əmsalı daim artırılır. Green Tech Media-nın məlumatına görə, 2014-cü ildə tikilmiş külək turbinləri 2004-2011-ci illərdə tikilmiş turbinlərdəki 31,2% ilə müqayisədə 41,2% tutum əmsalına çatmışdır. Bununla belə, küləyin gücü amilinə təkcə texnologiya deyil, həm də küləyin mövcudluğu təsir edir. Beləliklə, 2015-ci ildə turbinlərin tutum əmsalı "külək quraqlığı" səbəbindən əvvəlki illərin orta səviyyəsindən aşağı idi. Green Tech Media izah edir.
Digər Güc Mənbələri ilə Müqayisə
Küləyin enerji səmərəliliyi kömürün enerji səmərəliliyindən daha yaxşıdır. Kömürdə olan enerjinin yalnız 29-37%-i elektrik enerjisinə çevrilir və qazda olan enerjinin 32-50%-i elektrik enerjisinə çevrilə biləcəyi üçün qaz küləklə eyni səmərəliliyə malikdir.
Lakin, ABŞ Enerji İnformasiya Administrasiyasının (EIA) məlumatına görə, tutum faktorları baxımından qalıq yanacaqlar 2016-cı ildə ABŞ-da küləkdən daha yaxşı performans göstərib.
-
fabriklərə qarşı bərpa olunan enerji ABŞ-da kömür zavodları öz gücünün 52,7%-i ilə işləyirdi.
- Qaz qurğuları üçün tutum əmsalı ABŞ-da 56% təşkil edib.
- Qeyri-mədən yanacaqları üçün ƏMTQ rəqəmlərinə görə, nüvə enerjisi 92,5% tutum əmsala malik idi.
- Hidroenergetikanın tutum əmsalı 38% olub.
- Külək enerjisinin tutum əmsalı 34,7% təşkil edib.
Müxtəlif enerji mənbələrindən hasil olunan gücü müqayisə edərkən təkcə tutum amilini deyil, həm də onların enerji səmərəliliyini nəzərə almaq daha yaxşıdır. Bu, küləkdən elektrik enerjisi istehsalının artırılmasını onların yaratdığı çirklənmə problemlərindən əziyyət çəkən qalıq yanacaqlarla müqayisədə rəqabətli və mümkün edir.
Fasilələr Külək Enerjisi Çıxışına Təsir Edir
Külək enerjisi fasilələrdən əziyyət çəkir, çünki külək həmişə mövcud deyil və müxtəlif sürətlərdə əsməyə qadirdir, yəni enerji qeyri-sabit səviyyədə yaranır. Enerji fasilələri insanların idarə edə bilmədiyi bir çox amillərə görə enerjinin davamlı olaraq mövcud olmadığı fenomendir. Buna görə də tədarükdə dəyişiklik var.
Fasilələrin həlli
Külək turbinlərindən enerji istehsalı saatdan saata, hətta saniyədən saniyəyə dəyişdiyi üçün enerji təchizatçıları enerji təchizatının ardıcıl səviyyələrini qarşılamaq və saxlamaq üçün daha böyük enerji ehtiyatlarına malik olmalıdırlar Amerikalı alim izah edir. Fasiləlilik təkcə çatışmazlıqlar deyil, həm də həddindən artıq dövrlər deməkdir; bu da mümkün həlli təmin edir. Amerikalı alim izah edir ki, külək enerjisi mənbələrinin sayı artdıqca, hava və külək şəraitindəki yerli fərq çatışmazlıqları və həddindən artıqlığı tarazlaya bilər.
Təkmilləşdirilmiş hava proqnozları və modelləşdirmə də külək enerjisində hətta qısamüddətli dəyişiklikləri nəzərə almağı asanlaşdırır. Külək enerjisi istehsalında gündəlik və ya mövsümi fərqləri bərabərləşdirmək üçün mənbələrin qarışığı da lazımdır.
Fasilələrdən asılı olmayaraq, ABŞ-da geniş yayılmış yeni külək stansiyaları, Clean Technica-ya görə, xüsusilə Texasda ekstremal hava şəraitində elektrik təchizatını sabitləşdirməyə kömək etdi.
Xərc
2017-ci ildə The Independent küləkdən enerji istehsalının qalıq yanacaqlardan daha ucuz olduğunu açıqladı. 2017-ci ildə bir meqavat-saat (MWh) istehsalı 50 dollara başa gəldi. Texnologiyanın təkmilləşdirilməsi ilə xərclər azalmağa davam edir və bu, onu adi çirkləndirici enerji mənbələrindən daha cəlbedici edir. ABŞ EIA-ya görə, 2016-cı ildə elektrik enerjisinin 6%-ni təmin edən külək enerjisinin payını artırmaq üçün hökumət tərəfindən stimullar verməklə bu hərəkəti stimullaşdırmağa ümid edir.
Wind EIS qeyd edir ki, xərclərin 80%-i turbinlərin quraşdırılması ilə bağlı əsaslı xərclərdir, 20%-i isə işlək vəziyyətdədir. Bununla belə, heç bir yanacaq xərcləri olmadığı üçün və onun bütün həyat dövrü ərzində istehsal olunan enerjini nəzərə alsaq, külək enerjisi rəqabətə davamlıdır.
Karbonsuz Enerji
Külək enerjisi qalıq yanacaq enerjisinə daha səmərəli alternativlərdən biridir. 2050-ci ilə qədər hazırda dünya enerjisinin 99%-ni istifadə edən 139 ölkənin 100% bərpa olunan enerjidən istifadə edəcəyi proqnozlaşdırılır. 2017-ci il Dünya Forumunun Hesabatına görə, külək və günəş birlikdə bu enerjinin 97%-ni təmin edə bilər. Bu, qlobal istiləşmənin 1.5C-dən aşağı qalxmasına kömək edə bilər. İstər dağın yamacında, istərsə də sahil zolağında külək ferması olsun, külək turbinləri texnologiyası bərpa olunmayan ənənəvi mənbələrdən istifadə oluna bilən elektrik enerjisi istehsal etmək üçün çox daha səmərəli yol təklif edir.
