Windkraftanlage, ist das die Antwort?

Alternative Energie ist heute ein heißes Thema. Der Ersatz fossiler Kraftwerke durch alternative Energiequellen bietet sicherlich Vorteile. Eine der bekanntesten ist die freie Energie, die von Windkraftanlagen erzeugt wird, die elektrische Generatoren antreiben. Dies ist sicherlich eine Win-Win-Situation. Lass uns genauer hinschauen!

Wenn Sie in den letzten Jahren auf dem Gebiet waren, haben Sie sicherlich die neue Generation von Windmühlen gesehen. Diese Mammuts sind so groß und einschüchternd, dass sie mich an den in den 1960er Jahren beliebten Cartoon-Roboter Gigantor erinnern. Es ist beängstigend, bis du ihn triffst. Ja, diese Windkraftanlagen sind großartig, genau wie ihre Kosten. Sie sind so teuer, dass der Return on Investment sehr hoch ist. Lassen Sie uns die Zahlen untersuchen.

Der Kauf und die Installation einer 2-Megawatt-Windkraftanlage kann mehr als 2 Millionen US-Dollar kosten. Mit 2 Megawatt meine ich zwei Millionen Watt Leistung. Der Generator dieses Babys kann genug Strom produzieren, um etwa 33.330 60-Watt-Lampen mit Strom zu versorgen. Wenn ich eine auf meinem Grundstück installieren würde, wäre mein örtliches Elektrizitätsunternehmen bereit, mir ungefähr 10.000 USD pro Monat zu zahlen, um seine Energie von mir zu kaufen. Mit diesem Vergütungssatz würde ich über 16 Jahre brauchen, um eine Rendite für meine Investition zu erzielen. Das ist die Zahl “sieht auf dem Papier gut aus”. Realistisch gesehen würde es tatsächlich viel mehr als 16 Jahre dauern, wenn wir die Unterhaltskosten und die Zinssätze für geliehenes Geld berücksichtigen.

Was ist, wenn der Gigantor in Ihrem Garten gewartet werden muss? Ich habe nachgesehen und es ist nicht billig. Es kann bis zu 15.000 US-Dollar kosten, nur den massiven Kran zu mieten, der zum Heben der betroffenen schweren Teile erforderlich ist. Neben dem Kaufpreis und den Wartungskosten ist bei der Installation von Windkraftanlagen auch zu berücksichtigen, dass diese der Natur ausgeliefert sind. Kein Wind, keine Kraft.

Gibt es irgendetwas, was wir tun können, um diesen Faktor zu kompensieren? Geschäft Energie, die an einem windigen Tag für die zukünftige Verwendung erzeugt wird? Dies wäre eine großartige Lösung, wenn nur die Batterietechnologie kostengünstig genug wäre, um die großen Energiemengen zu speichern, die für die Stromversorgung eines Stromnetzes erforderlich sind, wenn der Wind über einen längeren Zeitraum nicht mehr weht. Zum Beispiel ist die Natriumbatterietechnologie der Aufgabe gewachsen, aber die Kosten sind hoch und liegen bei rund 3.500,00 USD pro Kilowattstunde. Zu diesem Preis würde eine 2-Megawatt-Windkraftanlage etwa 7 Millionen US-Dollar Speicher benötigen, um eine Stunde ruhigen Wetters zu überstehen!

Hier ist eine vorgeschlagene Lösung für das Speicherproblem, über das Sie möglicherweise gelesen haben. Dabei werden Speichersysteme verwendet, bei denen mithilfe von Elektromotoren die elektrische Energie von Turbinengeneratoren in mechanische Energie umgewandelt wird. Diese Energie würde dann wie ein riesiges Schwungrad auf mechanische Speicher übertragen. Wenn dann der Wind aufhört zu blasen und die Leistung nicht mehr fließt, kann der Schwungradmotor in einen elektrischen Generator verwandelt werden. Die in seiner rotierenden Masse gespeicherte mechanische Energie würde den Generator antreiben, was wiederum den Stromfluss zum Stromnetz aufrechterhalten würde.

Denken Sie daran, dass die Menge an mechanischer Energie, die wir in einem Schwungrad speichern können, das sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit dreht, von seiner Masse, dh von seinem Gewicht abhängt. Je mehr Energie wir speichern müssen, desto schwerer muss das Schwungrad sein. Wenn es darum geht, viele Millionen Watt Energie zu speichern, um mehrere Tage ruhigen Wetters zu überstehen, müssten wir ein Schwungrad so massiv machen, dass es unpraktisch und unwirtschaftlich wäre, es zu bauen. Um etwa eine Stunde Energie aus unserer 2-Megawatt-Windkraftanlage zu speichern, müssten wir ein Schwungrad mit einem Durchmesser von über 65 Fuß bauen, das sich mit 1800 U / min dreht und über 9 Tonnen wiegt.

Ein weiterer Vorschlag zur Speicherung von Windkraftanlagenenergie beinhaltet die Verwendung von Elektromotoren zum Antrieb von Luftkompressoren, die Kavernen weit unter der Erdoberfläche unter Druck setzen würden. Dadurch entsteht effektiv ein sogenannter Druckluftspeicher (CAES). Die Idee dabei ist, dass bei Windstillstand die Motoren als Generatoren und die Kompressoren als Luftturbinen fungieren. Diese Druckluft könnte dann aus den Kavernen abgelassen werden, in denen sie gespeichert ist, und umgeleitet werden, um durch die Turbine zu strömen. Schließlich würde die in der Druckluft gespeicherte mechanische Energie von der Luftturbine und dem Generator wieder in elektrische Energie umgewandelt, um das Netz mit Strom zu versorgen. Im besten Fall arbeitet eine CAES-Installation mit einem Wirkungsgrad von ca. 70%. Das heißt, für jede 100 Kilowattstunden Energie, die Sie speichern, erhalten Sie nur 70 Kilowattstunden zurück.

Nach der Prüfung scheint die derzeitige Technologie keine kostengünstige Lösung für den Ersatz von Energie aus fossilen Brennstoffen durch Windkraftanlagen zu bieten. Wohin gehen wir von hier aus? Wir werden nächste Woche unsere Erforschung alternativer Energien fortsetzen.

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