Ang Wind energy, na kilala rin bilang wind power, ay ang paraan ng paggamit ng hangin at ginagawa itong kuryente. Ang average na wind efficiency ng mga turbine ay nasa pagitan ng 35-45%.
Production of Wind Power
Nagagawa ang hangin sa atmospera ng lupa dahil sa pagkakaiba sa temperatura ng lupa sa lokal o sa rehiyonal at pandaigdigang sukat. Kapag ang init ay uminit ito ay umaalis sa lugar na may mababang presyon ng hangin; hangin mula sa mas malamig na mga rehiyon na may mas mataas na presyon ng hangin na pumapasok upang ipantay ang presyon ng hangin.
Ang mga wind mill at turbine ay sinasamantala ang kinetic energy o "motion energy" na nagpapalipat ng hangin o hangin mula sa isang lugar patungo sa isa pa at ginagawang kuryente. Ang mga wind turbine ay itinatayo sa mahangin na mga lugar, kaya maaaring ilipat ng hangin ang mga blades ng mga turbine. Ang mga blades na ito ay nagpapaikot ng motor, at ang mga gear ay nagpapataas ng mga pag-ikot na sapat upang makagawa ng kuryente. Ang iba't ibang disenyo ng mga turbine ay angkop para sa iba't ibang kondisyon.
Wind Efficiency at Wind Capacity Factor
Ang kahusayan ng hangin ay hindi katulad ng salik ng kapasidad ng hangin, na siyang tinatalakay kapag iniisip ng mga tao ang kahusayan sa enerhiya. Ipinapaliwanag ng Wind Watch ang pagkakaiba ng dalawang phenomena.
Wind Efficiency at Ang Hangganan Nito
Ang Wind efficiency ay ang dami ng kinetic energy sa hangin na na-convert sa mekanikal na enerhiya at kuryente. Ang mga batas ng pisika na inilarawan ni Betz Limit ay nagsasabing ang pinakamataas na limitasyon sa teoretikal ay 59.6%. Nangangailangan ang hangin ng natitirang enerhiya para makalampas sa mga blades. Ito ay sa katunayan mabuti. Kung ang isang turbine ay nakulong 100% ng enerhiya na hangin ay titigil sa pag-ihip at ang mga blades ng isang turbine ay hindi maaaring lumiko upang makagawa ng kuryente.
Gayunpaman, hindi posible para sa anumang makina, sa kasalukuyan na i-convert ang lahat ng nakulong na 59.6% ng kinetic energy mula sa hangin patungo sa kuryente. May mga limitasyon dahil sa paraan ng paggawa at pag-engineer ng mga generator, na higit na nagpapababa sa dami ng enerhiya na sa wakas ay na-convert sa kapangyarihan. Ang average sa kasalukuyan ay 35-45%, tulad ng nabanggit sa itaas. Maaaring umabot sa 50% ang maximum at peak performance ayon sa Wind Watch. Sumasang-ayon din ang isang Australian government document (NSW) na 50% ang maximum wind efficiency na maaaring makuha (pg. 3).
Ang kahusayan ng enerhiya ay hindi nag-iiba gaya ng salik ng kapasidad ng hangin na lubos na nakadepende sa lokasyon at lagay ng panahon.
Wind Capacity Factor
Ang wind capacity factor ay ang dami ng enerhiya na ginawa ng isang generator kumpara sa kung ano ang magagawa nito kung ito ay gumana sa lahat ng oras sa pinakamataas na kapasidad, ayon sa Green Tech Media. Ang kadahilanan ng kapasidad ng hangin ay may posibilidad na mag-iba sa bawat lugar at sa iba't ibang oras ng taon, kahit na may parehong mga turbine, dahil ito ay nakasalalay sa bilis ng hangin, ang density nito at ang swept na lugar na depende sa laki ng generator ay tumuturo sa Open EI. Ang salik ng kapasidad ng hangin ay maaaring i-optimize sa pamamagitan ng pagpili ng mga lugar kung saan ang mga perpektong kondisyon ng hangin ay nananaig sa kabuuan o mas malaking bahagi ng taon. Kaya mahalagang isaalang-alang ang wind capacity factor at ang mga kundisyon na nakakaimpluwensya dito para ma-maximize ang power output.
- Bilis ng hanginsa ibaba 30 milya bawat oras ay gumagawa ng kaunting enerhiya ayon sa Wind Watch. Kahit na ang maliit na pagtaas sa bilis ay maaaring magsalin sa malaking pagtaas sa kapangyarihan na nabuo ayon sa Open EI. Ang nabuong kuryente ay ang cube ng bilis ng hangin na nagpapaliwanag sa Wind EIS.
- Air density ay higit sa mas malalamig na mga rehiyon at sa antas ng dagat kaysa sa mga bundok. Kaya ang mga ideal na lugar na may mataas na density ng hangin ay mga dagat na may mas malamig na temperatura ayon sa Open EI. Ito ay isang dahilan para sa malawakang pagpapalawak sa off-shore wind generation.
- Malalaki at matataas na turbine ang mas maraming hangin na mas mataas sa ibabaw ng lupa at sa pagtaas ng span ng kanilang mga blades. Ang mga pagsasaalang-alang sa ekonomiya ay naging mahalaga dito.
Ang
Maaaring samantalahin ng
Patuloy na tumataas ang capacity factor sa pinahusay na teknolohiya. Ang mga wind turbine na itinayo noong 2014 ay umabot sa capacity factor na 41.2% kumpara sa 31.2% para sa mga turbine na binuo sa pagitan ng 2004-2011, ayon sa Green Tech Media. Gayunpaman, ang kadahilanan ng kapasidad ng hangin ay apektado hindi lamang ng teknolohiya, kundi pati na rin ang pagkakaroon ng hangin mismo. Kaya, noong 2015 capacity factor ng mga turbine ay mas mababa sa average ng mga nakaraang taon dahil sa "wind drought" paliwanag ng Green Tech Media.
Paghahambing sa Ibang Pinagmumulan ng Power
Ang kahusayan ng enerhiya ng hangin ay mas mahusay kaysa sa kahusayan ng enerhiya ng karbon. 29-37% lamang ng enerhiya sa karbon ang nako-convert sa kuryente at ang gas ay may halos kaparehong kahusayan sa hangin gaya ng 32-50% ng enerhiya sa gas ay maaaring ma-convert sa kuryente.
Gayunpaman, sa mga tuntunin ng mga salik ng kapasidad, ang mga fossil fuel ay gumanap nang mas mahusay kaysa sa hangin sa U. S. noong 2016 ayon sa U. S. Energy Information Administration (EIA).
-
renewable vs pabrika Coal plant sa U. S. tumakbo sa 52.7% ng kanilang kapasidad.
- Ang capacity factor para sa mga planta ng gas ay 56% sa US.
- Ang nuclear power ay may capacity factor na 92.5%, ayon sa EIA figures para sa non-fossil fuels.
- Ang capacity factor ng Hydro power ay 38%.
- Ang capacity factor ng wind power ay 34.7%.
Kapag ikinukumpara ang power output mula sa iba't ibang pinagmumulan ng enerhiya, mas mabuting isaalang-alang hindi lamang ang capacity factor, kundi pati na rin ang kanilang energy efficiency. Ito ang dahilan kung bakit ang pagtaas ng power generation mula sa hangin ay mapagkumpitensya at magagawa kumpara sa mga fossil fuel na naaabala rin ng mga problema sa polusyon na dulot nito.
Nakakaapekto ang Intermittency sa Wind Energy Output
Ang enerhiya ng hangin ay dumaranas ng intermittency dahil hindi palaging available ang hangin, at maaaring umihip sa iba't ibang bilis, ibig sabihin, nagkakaroon ng power sa hindi pare-parehong antas. Ang intermittency ng enerhiya ay ang phenomena kung saan ang enerhiya ay hindi magagamit nang tuloy-tuloy dahil sa maraming mga kadahilanan na hindi makontrol ng mga tao. Samakatuwid mayroong pagkakaiba-iba sa supply.
Solutions to Intermittency
Dahil ang pagbuo ng kuryente mula sa mga wind turbine ay nagbabago mula oras hanggang oras, o kahit segundo hanggang segundo, ang mga power supplier ay kailangang magkaroon ng mas malaking reserbang enerhiya upang matugunan at mapanatili ang pare-parehong antas ng supply ng kuryente, paliwanag ng American Scientist. Ang intermittency ay nangangahulugang hindi lamang mga pagkukulang kundi pati na rin ang mga panahon ng labis; nagbibigay din ito ng posibleng solusyon. Ipinaliwanag ng American Scientist na habang dumarami ang mga pinagmumulan ng lakas ng hangin, ang lokal na pagkakaiba sa lagay ng panahon at hangin ay maaaring balansehin ang mga pagkukulang at labis.
Pinahusay na mga pagtataya ng panahon at pagmomodelo ay nagpapadali din sa pagsasaalang-alang sa kahit na panandaliang pagbabago sa lakas ng hangin. Ang isang halo ng mga mapagkukunan ay kinakailangan din sa kahit na pang-araw-araw o pana-panahong mga pagkakaiba sa pagbuo ng wind power.
Anuman ang intermittency, ang laganap na mga bagong wind farm sa buong US, ay talagang nakatulong upang patatagin ang supply ng kuryente, lalo na sa panahon ng matinding panahon sa Texas ayon sa Clean Technica.
Halaga
Noong 2017, inihayag ng The Independent na ang produksyon ng enerhiya mula sa hangin ay mas mura kaysa sa fossil fuel. Nagkakahalaga ito ng $50 upang makagawa ng isang megawatt-hour (MWh) noong 2017. Sa pagpapabuti ng teknolohiya, patuloy na bumababa ang mga gastos, na ginagawa itong mas kaakit-akit kaysa sa nakasanayang polluting na pinagmumulan ng enerhiya. Inaasahan ng U. S. na pasiglahin ang kilusang ito sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga insentibo ng gobyerno, para mapataas ang bahagi ng wind power na nagbigay ng 6% ng kuryente nito noong 2016 ayon sa EIA.
Wind EIS ay nagsasaad na 80% ng mga gastos ay mga gastos sa kapital na kasama sa pag-install ng mga turbine, at 20% ay gumagana. Gayunpaman, dahil walang gastos sa gasolina ang nasasangkot, at kung isasaalang-alang ang kapangyarihang nabuo sa buong ikot ng buhay nito, ang enerhiya ng hangin ay mapagkumpitensya.
Carbon-Free Energy
Ang Wind energy ay isa sa mga mas mahusay na alternatibo sa fossil fuel energy. Ito ay hinuhulaan na sa pamamagitan ng 2050, 139 na mga bansa na kasalukuyang gumagamit ng 99% ng enerhiya sa mundo ay maaaring gumamit ng 100% na nababagong enerhiya. Ang hangin at solar ay maaaring magkasamang magbigay ng hanggang 97% ng enerhiyang ito, ayon sa isang 2017 World Forum Report. Makakatulong ito sa pagpigil ng global warming na tumaas sa ibaba 1.5C. Isa man itong wind farm sa gilid ng burol o sa kahabaan ng baybayin, ang teknolohiya ng wind turbine ay nag-aalok ng mas mahusay na paraan upang makabuo ng magagamit na kuryente kaysa sa hindi nababagong tradisyonal na pinagkukunan.
