Քամու էներգիան, որը նաև հայտնի է որպես քամու էներգիա, քամին օգտագործելու և այն էլեկտրականության վերածելու միջոց է: Տուրբինների միջին քամու արդյունավետությունը 35-45% է։
Քամու էներգիայի արտադրություն
Քամին առաջանում է երկրագնդի մթնոլորտում՝ տեղական կամ տարածաշրջանային և գլոբալ մասշտաբով երկրի ջերմաստիճանի տարբերության պատճառով: Երբ տաքանում է, այն բարձրանում է, թողնելով տեղը ցածր օդային ճնշմամբ; Օդի ավելի բարձր ճնշում ունեցող ավելի սառը շրջաններից օդը շարժվում է օդի ճնշումը հավասարեցնելու համար:
Հողմաղացներն ու տուրբիններն օգտվում են կինետիկ էներգիայից կամ «շարժման էներգիայից», որը օդը կամ քամին տեղափոխում է մի վայրից մյուսը և վերածում էլեկտրականության:Հողմատուրբինները տեղադրվում են քամոտ վայրերում, ուստի քամին կարող է շարժել տուրբինների շեղբերները: Այս շեղբերները պտտում են շարժիչը, իսկ շարժակների պտույտները բավականաչափ մեծացնում են էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Տուրբինների տարբեր նմուշները հարմար են տարբեր պայմանների համար:
Քամու արդյունավետություն և քամու հզորության գործակից
Քամու արդյունավետությունը նույնը չէ, ինչ քամու հզորության գործակիցը, ինչը քննարկվում է, երբ մարդիկ մտածում են էներգաարդյունավետության մասին: Wind Watch-ը բացատրում է երկու երևույթների տարբերությունը։
Քամու արդյունավետությունը և դրա սահմանը
Քամու արդյունավետությունը քամու կինետիկ էներգիայի քանակն է, որը վերածվում է մեխանիկական էներգիայի և էլեկտրականության: Ֆիզիկայի օրենքները, որոնք նկարագրված են Betz Limit-ի կողմից, ասում են, որ առավելագույն տեսական սահմանը 59,6% է: Քամին պահանջում է մնացած էներգիան, որպեսզի փչի սայրերի կողքով: Սա իրականում լավ է: Եթե մի տուրբին, որը թակարդում է էներգիայի 100%-ը, քամին կդադարի փչել, և տուրբինի շեղբերը չեն կարող պտտվել՝ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար:
Այնուամենայնիվ, ներկայումս ոչ մի մեքենայի համար հնարավոր չէ վերափոխել կինետիկ էներգիայի ողջ թակարդված 59,6%-ը քամուց էլեկտրականության: Գեներատորների պատրաստման և նախագծման ձևի պատճառով կան սահմանափակումներ, որոնք էլ ավելի են նվազեցնում էներգիայի քանակը, որը վերջնականապես վերածվում է էներգիայի: Միջինը ներկայումս կազմում է 35-45%, ինչպես նշվեց վերևում։ Առավելագույն կատարողականությունը կարող է հասնել 50%-ի՝ ըստ Wind Watch-ի: Ավստրալիայի կառավարության փաստաթուղթը (NSW) նույնպես համաձայն է, որ 50%-ը քամու առավելագույն արդյունավետությունն է, որը կարելի է ձեռք բերել (էջ 3):
Էներգաարդյունավետությունը չի տատանվում այնքան, որքան քամու հզորության գործակիցը, որը մեծապես կախված է գտնվելու վայրից և եղանակային պայմաններից:
Քամու հզորության գործակից
Քամու հզորության գործակիցը գեներատորի կողմից արտադրվող էներգիայի քանակն է՝ հակառակ այն, թե ինչ կարող է արտադրել, եթե այն ամբողջ ժամանակ աշխատի առավելագույն հզորությամբ, ըստ Green Tech Media-ի: Քամու հզորության գործակիցը հակված է տարբերվել տեղից տեղ և տարվա տարբեր ժամանակներում, նույնիսկ միևնույն տուրբինների դեպքում, քանի որ դա կախված է քամու արագությունից, նրա խտությունից և մաքրման տարածքից, որը կախված է գեներատորի չափից, նշում է Open EI-ն:. Քամու հզորության գործակիցը կարող է օպտիմիզացվել՝ ընտրելով այն վայրերը, որտեղ քամու իդեալական պայմանները գերակշռում են տարվա ամբողջ կամ մեծ մասում: Այսպիսով, կարևոր է հաշվի առնել քամու հզորության գործոնը և դրա վրա ազդող պայմանները, որպեսզի առավելագույնի հասցնենք էներգիայի թողարկումը:
- Քամու արագությունըժամում 30 մղոնից ցածր արագությունը քիչ էներգիա է արտադրում ըստ Wind Watch-ի: Արագության նույնիսկ փոքր աճը կարող է վերածվել Open EI-ի համաձայն գեներացված էներգիայի զգալի աճի: Ստեղծված էլեկտրաէներգիան քամու արագության խորանարդն է, բացատրում է Wind EIS-ը:
- Օդի խտությունը ավելի զով շրջաններում և ծովի մակարդակում, քան լեռներում: Այսպիսով, բարձր քամու խտությամբ իդեալական վայրերը ավելի ցուրտ ջերմաստիճան ունեցող ծովերն են՝ ըստ Open EI-ի: Սա օֆշորային քամու արտադրության լայնածավալ ընդլայնման պատճառներից մեկն է:
- Ավելի մեծ և բարձր տուրբինները կարող են օգտվել ավելի շատ քամուց գետնից բարձր և իրենց շեղբերների երկարությամբ: Հետևաբար այստեղ կարևոր են դառնում տնտեսական նկատառումները։
Կարողունակության գործոնը մշտապես ավելանում է կատարելագործված տեխնոլոգիայով: Ըստ Green Tech Media-ի, 2014 թվականին կառուցված հողմային տուրբինների հզորության գործակիցը հասել է 41,2%-ի՝ 2004-2011 թվականներին կառուցված տուրբինների 31,2%-ի համեմատ: Այնուամենայնիվ, քամու հզորության գործակիցը ազդում է ոչ միայն տեխնոլոգիայի, այլ նաև քամու առկայության վրա: Այսպիսով, 2015 թվականին տուրբինների հզորության գործակիցը «քամու երաշտի» պատճառով ցածր է եղել նախորդ տարիների միջինից։
Համեմատություն էներգիայի այլ աղբյուրների հետ
Քամու էներգաարդյունավետությունը ավելի լավ է, քան ածխի էներգաարդյունավետությունը. Ածուխի էներգիայի միայն 29-37%-ն է վերածվում էլեկտրաէներգիայի, իսկ գազն ունի գրեթե նույն արդյունավետությունը, ինչ քամին, ինչ գազի էներգիայի 32-50%-ը կարող է վերածվել էլեկտրականության:
Սակայն, հզորության գործոնների առումով, 2016 թվականին ԱՄՆ-ում հանածո վառելիքն ավելի լավ է գործել, քան քամին, ըստ ԱՄՆ էներգետիկայի տեղեկատվության վարչության (EIA):
-
վերականգնվողներն ընդդեմ գործարանների Ածխի գործարանները ԱՄՆ-ում աշխատում էին իրենց հզորության 52,7%-ով։
- Գազակայանների հզորության գործակիցը ԱՄՆ-ում կազմել է 56%:
- Միջուկային էներգիան ունեցել է 92,5% հզորության գործակից՝ համաձայն ոչ հանածո վառելիքի ՇՄԱԳ ցուցանիշների։
- Հիդրոէներգիայի հզորության գործակիցը կազմել է 38%.
- Քամու հզորության գործակիցը կազմել է 34,7%.
Էներգիայի տարբեր աղբյուրներից ստացվող հզորությունը համեմատելիս ավելի լավ է հաշվի առնել ոչ միայն հզորության գործակիցը, այլև դրանց էներգաարդյունավետությունը։ Սա այն է, ինչը մրցունակ և իրագործելի է դարձնում քամուց էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը՝ համեմատած հանածո վառելիքի հետ, որոնք նույնպես անհանգստացած են դրանց պատճառած աղտոտվածության պատճառով:
Ընդհատությունն ազդում է քամու էներգիայի արտադրության վրա
Քամու էներգիան տուժում է ընդհատումներից, քանի որ քամին միշտ չէ, որ հասանելի է և կարող է փչել տարբեր արագություններով, ինչը նշանակում է, որ էներգիան արտադրվում է անհամապատասխան մակարդակներում:Էներգիայի ընդհատումներն այն երևույթներն են, որտեղ էներգիան անընդհատ հասանելի չէ բազմաթիվ գործոնների պատճառով, որոնք մարդիկ չեն կարող կառավարել: Հետևաբար, կա մատակարարման տատանումներ:
Լուծումներ ընդհատումների
Քանի որ հողմային տուրբիններից էներգիայի արտադրությունը տատանվում է ժամից ժամ կամ նույնիսկ վայրկյանից վայրկյան, էներգամատակարարները պետք է ունենան ավելի մեծ էներգիայի պաշարներ՝ բավարարելու և պահպանելու էներգամատակարարման կայուն մակարդակը, բացատրում է ամերիկացի գիտնականը: Ընդհատումները նշանակում են ոչ միայն թերացումներ, այլև ավելորդությունների ժամանակաշրջաններ. սա նաև հնարավոր լուծում է տալիս: Ամերիկացի գիտնականը բացատրում է, որ քամու էներգիայի աղբյուրների քանակի աճի հետ մեկտեղ եղանակային և քամու պայմանների տեղական տարբերությունը կարող է հավասարակշռել պակասություններն ու ավելցուկները։
Եղանակի բարելավված կանխատեսումները և մոդելավորումը նաև հեշտացնում են քամու էներգիայի նույնիսկ կարճաժամկետ փոփոխությունները հաշվի առնելը: Աղբյուրների խառնուրդն անհրաժեշտ է նաև քամու էներգիայի արտադրության նույնիսկ ցերեկային կամ սեզոնային տարբերությունների համար:
Անկախ ընդհատումներից, ԱՄՆ-ում տարածված նոր հողմակայանները իրականում օգնել են կայունացնել էլեկտրաէներգիայի մատակարարումը, հատկապես Տեխասում ծայրահեղ եղանակի ժամանակ՝ ըստ Clean Technica-ի:
Արժեքը
2017 թվականին The Independent-ը հայտարարեց, որ քամուց էներգիայի արտադրությունն ավելի էժան է, քան հանածո վառելիքից։ 2017-ին մեկ մեգավատ/ժամ (ՄՎտ/ժ) արտադրությունն արժեցել է 50 դոլար: Տեխնոլոգիայի բարելավմամբ, ծախսերը շարունակում են նվազել՝ դարձնելով այն ավելի գրավիչ, քան սովորական աղտոտող էներգիայի աղբյուրները: ԱՄՆ-ը հույս ունի խթանել այս շարժումը՝ տրամադրելով կառավարության խրախուսումներ՝ ավելացնելով հողմային էներգիայի մասնաբաժինը, որն ապահովում էր իր էլեկտրաէներգիայի 6%-ը 2016 թվականին ՇՄԱԳ-ի համաձայն::
Wind EIS-ը նշում է, որ ծախսերի 80%-ը կապիտալ ծախսեր են՝ կապված տուրբինների տեղադրման հետ, իսկ 20%-ը՝ գործառնական: Այնուամենայնիվ, քանի որ վառելիքի ծախսեր չկան, և հաշվի առնելով դրա ողջ կյանքի ցիկլի ընթացքում արտադրվող էներգիան, քամու էներգիան մրցունակ է:
Ածխածին չպարունակող էներգիա
Քամու էներգիան հանածո վառելիքի էներգիայի առավել արդյունավետ այլընտրանքներից մեկն է: Կանխատեսվում է, որ մինչև 2050 թվականը 139 երկրներ, որոնք ներկայումս օգտագործում են աշխարհի էներգիայի 99%-ը, կարող են օգտագործել 100%-ով վերականգնվող էներգիա: Ըստ 2017 թվականի Համաշխարհային ֆորումի զեկույցի՝ քամին և արևը միասին կարող են ապահովել այս էներգիայի 97%-ը: Սա կարող է օգնել զսպել գլոբալ տաքացումը մինչև 1,5C-ից ցածր: Անկախ նրանից, թե դա հողմակայան է բլրի լանջին, թե ափի երկայնքով, հողմատուրբինային տեխնոլոգիան առաջարկում է օգտագործելի էլեկտրաէներգիա արտադրելու շատ ավելի արդյունավետ միջոց, քան ոչ վերականգնվող ավանդական աղբյուրները:
