Kui kaalute tuuleenergiale üleminekut, alustate tõenäoliselt tuuleturbiinide põhiparameetrite võrdlemisest. See on täiesti loogiline: et saada kiiret tasuvust ja tähelepanuväärset kulude vähendamist, peate valima kõrge tõhususega seadme. Kuid reaalsus võib teid üllatada: tuuleturbiini nimiväärtus ei tähenda tegelikku toodetud energia hulka. Kui soovite teada seadme tegelikku tõhusust, peate arvestama tootlikkustegurit. Täna näitame, miks see on nii oluline ja kuidas see mõjutab tuuleturbiini efektiivsust.
Tuuleturbiinide efektiivsus: miks see on oluline ja kuidas seda hinnata?
Ülevaade tuuleenergia ja tuuleturbiinide kohta
Tuuleelektrijaam toodab energiat tuulest. Kas see on iseenesestmõistetav? Protsess on natuke keerulisem. Selle selgitamiseks peame määratlema, mis on tuuleenergia. See on kineetiline energia, mis muundatakse elektrienergiaks. Iga tuuleturbiini põhikomponent on rootor tiivikutega, mis asub horisontaalselt või vertikaalselt. Kui tuul puhub, hakkavad nad pöörlema – see pöörlemisenergia edastatakse generaatorisse. Seal see muudetakse elektrienergiaks. Energia muundamise protsess on piisavalt tõhus ainult teatud tuulekiirustel. Freeni toodetes, sõltuvalt seadmest, on minimaalne kiirus 2,5–3,5 m/s ja maksimaalse väärtuse saavutamiseks on vaja 11 m/s.
Kui vaatate tuulegeneraatori tootelehte või veebisaidi kirjeldust, näete teatud arvu kilovatte. Näiteks meie toodetel on võimsus 5, 20 või 55 kW. Kas see näitab, kui tõhusad on tuuleturbiinid? Mitte päris. Reaalset efektiivsust reaalsetes tingimustes näitamiseks peate teadma teist näitajat: tootlikkustegurit.
Kaalute tuuleenergiale üleminekut? Pakume põhjalikku asukoha teostatavuse uuringut, et hinnata teie asukohta, potentsiaalset tasuvust ja saadaval olevaid stiimuleid – tasuta! Registreeruge siin, et saada rohkem teavet või vestelda täna meie ekspertidega!
Tootlikkusteguri tähtsus
Tootlikkusteguri tundmine on eriti oluline investoritele, kes on valiku ees mitme elektrit tootva süsteemi vahel. Mitte kõik neist ei tooda sama palju energiat samal ajaperioodil. Ja seadmete parameetrite, nagu võimsusväljund, kontrollimine ei anna kõiki vajalikke andmeid – need on ainult teoreetilised andmed, mis ei pruugi alati vastata tegelikele tuuleturbiinide efektiivsusele.
Erinevate taastuvenergia tehnoloogiate tootlikkustegurid arvutatakse samal viisil; seetõttu on neid lihtne võrrelda. Neid saab kasutada mitte ainult tavapäraste, päikese- või tuuleelektrijaamade efektiivsuse arvutamiseks, vaid ka investeeringu tasuvusaja määramiseks.
Tootlikkusteguri mõistmine
Ühe tootlikkusteguri võrdlemine teisega annab teile põhiteavet mõlema lahenduse efektiivsuse kohta. Isegi kui te ei tea, mis see tegur on, saate oma intuitsioonile tuginedes eeldada, et mida suurem number, seda parem. Kuid kui soovite tõesti sellesse teemasse süüvitsi minna, tasub teada, mis on tootlikkustegur ja kuidas seda arvutatakse.
Mis on tootlikkustegur?
Kui soovite teada, kui palju energiat tuuleturbiin tegelikult toodab, annab tootlikkustegur selle kohta usaldusväärset ja võrreldavat teavet. Mis on tootlikkustegur? See on elektrienergia hulk, mida elektrienergiat tootv seade toodab, jagatud energiahulgaga, mis oleks toodetud, kui seade töötaks maksimaalse võimsusega. Seda arvestatakse kindla ajaperioodi jooksul, tavaliselt aasta jooksul.
Kas see kõlab keeruliselt? Näitame tootlikkusteguri valemi kasutamist näitega. Ühe Freeni populaarseima tuuleturbiini nimivõimsus on 20 kW. Selle maksimaalne energiahulk, mida saab toota aastas, on 69,6 MWh. Arvestatud on, et keskmine tegelik energiatoomine on 18 MWh aastas. Kui meil on need andmed olemas, saame asendada need tootlikkusteguri valemisse:
CF = tegelik toodang aastas / nimiväärtus aastas
CF = 18 MWh / 69,6 MWh = 26%
See tähendab, et Freeni väike tuuleturbiini tootlikkustegur on 26%, kuigi see võib varieeruda sõltuvalt ilmastikutingimustest konkreetses asukohas.
Tootlikkustegurit mõjutavad tegurid
Tootlikkustegurit saab arvutada ühe tuuleturbiini (või muu taastuvenergia seadme, näiteks päikesepaneeli) jaoks või terve tuulepargi jaoks. Ja see pole kõik – seda saab arvutada isegi terve riigi kohta. Sellisel juhul on tootlikkustegur kõikide suures piirkonnas tegutsevate tuuleturbiinide tegurite summa.
Võite nüüd küsida: kas iga samasugune tuuleturbiin omab alati sama tootlikkustegurit? Mis saab siis, kui üks neist töötab rannikualal, kus tugevad tuuled esinevad väga sageli, ja teine kohas, mis on tuule eest kaitstud? Hea küsimus! On mitmeid tegureid, mis mõjutavad tootlikkustegurit, nagu insolatsioon päikesesüsteemide puhul ja tuule sagedus ja kiirus tuuleenergia süsteemides.
Väikeste tuuleturbiinide tootlikkustegurit on aastaid eeldatud 35%. Viimased uuringud näitavad, et see on vaid üldine number – ja kohalikud tingimused võivad seda mõjutada mitmel viisil. Hooajalised või pikaajalised muutused tuulekiirustes on täheldatud mitmes Euroopa riigis, mis piirnevad Põhjameraga. Tuulemustrid on muutunud mitme aasta jooksul.
Tuule sageduse ja kiiruse mõju on tootlikkusteguri puhul ilmne. Teine tegur võib olla vastupidine – üllatav. Tootlikkustegur võib väheneda varjutamise tõttu – mida mõistame kui füüsiikalist nähtust: kui tuuleturbiinid asuvad teineteisele liiga lähedal, on igaühe tõhusus madalam. Tootlikkustegur on siis umbes 92% tuulepargi tegurist, kus kõik seadmed on paigutatud optimaalsete vahedega.
Tootlikkustegur väikestes tuuleturbiinides
Nagu eespool toodud näites näitasime, on Freen-20 kW tuuleturbiini tootlikkustegur 26%. Kas seade on piisavalt tõhus? Sellele küsimusele vastamiseks peaksime võrdlema väikeste tuuleturbiinide tootlikkustegurit teiste taastuvenergiaallikatel põhinevate seadmete teguritega.
Tuuleturbiinide tüüpiline tootlikkustegur on 25–45%. Nende numbrite vahe on suhteliselt suur – tootlikkus sõltub tuulepargi asukohast ja tuuleturbiinide parameetritest.
Kuid olenemata sellest, kas tegur on lähemal 25%-le või 45%-le, on see ikkagi suurem kui päikeseenergiasüsteemide keskmine tootlikkustegur. Nende tegelik tootlikkus on väga madal – mitme päikeseelektrijaama arvutused algavad 10%-st ja harva ülitavad 20%.
Oluline on märkida, et taastuvenergiaallikatel põhinevate süsteemide tootlikkustegur on keskmiselt madalam kui tavapärastel energiasüsteemidel. Kõrgeima tootlikkusteguriga lahendus on tuumaenergia. Miks nii? Sest tuumaelektrijaamad saavad töötada 24 tundi päevas, 365 päeva aastas. Nad ei sõltu ilmastikutingimustest nagu päikese- või tuuleelektrijaamad. Kui nende kütus on olemas ja komponendid töötavad korralikult, saavad nad elektrit toota ilma katkestusteta. Seega puudub sügavam mõte päikese- või tuuleelektrijaamade tootlikkusteguri võrdlemisel tavapäraste elektrijaamade omaga.
Soovite uurida tuuleenergiat, kuid ei tea, kust alustada? Meie järgmise põlvkonna 20 kW tuuleturbiinid sobivad suurepäraselt erinevatele äriettevõtetele! Võtke meiega ühendust, et saada rohkem teavet, kuidas tuuleenergia võib teie ärile kasulik olla.
Võrdlus suurte tuuleturbiinidega
Kuidas mõjutab tuuleturbiini võimsusväljund tootlikkustegurit? Suurtel tuuleturbiinidel on suurem tootlikkus – nende tootjad deklareerivad suuremaid energiakoguseid, mida nad suudavad toota. Selle põhjuseks on suuremad tiivikud ja kõrgemad mastid. Kuid kas suurem nimivõimsus tähendab automaatselt suuremat tootlikkustegurit?
Vastus on üksik ja loogiline. Tootlikkusteguri arvutamiseks peate jagama tegeliku tootlikkuse seadme nimivõimsusega. See kehtib samamoodi nii väikeste kui ka suurte tuuleturbiinide kohta. Kui jagate näiteks 18 kW toodetud energiat 20 kW võimaliku energiaga ja 1,8 MW 2 MW-ga, on tulemus sama.
Nagu näete, on suurte tuuleturbiinide nimivõimsus üldiselt suurem. Kuid see ei tähenda alati suuremat tootlikkustegurit ja paremat tõhusust. Kui ilmastikutingimused on kehvad: tuuled on haruldased ja madala kiirusega, ei suuda suur tuuleturbiin toota nii palju energiat, kui ta võiks paremates tingimustes. Tema tootlikkustegur on siis küllaltki madal.
On selge, et suured tuulepargid toodavad rohkem energiat – tänu turbiinitiiviku ja masti suurusele. Kuid see ei tähenda alati suuremat tootlikkustegurit. Tundub, et käesolevas kontekstis on olulisem valida õige koht tuulepargi jaoks: piisava tuulekiirusega ja ilma looduslike takistusteta.
Tuulekiiruste ja asukoha mõju
Kas on võimalik teha tootlikkustegur 100%-liseks? Tõenäoliselt mitte. Väljundvõimsus on ainult teoreetiline number, mis on arvutatud täiuslike tingimuste – sagedaste ja kõrge kiirusega tuulte jaoks. Neid tingimusi on reaalses looduses raske saavutada.
Kuid saate ideaali lähedale jõuda valides tuulepargi jaoks õige asukoha. Ja see on seda väärt!
Tootlikkustegur ja väikeste tuuleturbiinide efektiivsus: tänane olukord ja tulevik
Kas kliimamuutused mõjutavad tuulte esinemist, püsivust ja kiirust globaalselt? Võime eeldada, et tugevad tuuled muutuvad sagedasemaks, kuid ka raskemini ennustatavaks.
Mida me juba teame väikeste tuuleturbiinide ja suurte tuuleparkide tootlikkuse suurendamise võimalustest? Ja mida me saame tulevikus teha? Aeg lühikeseks kokkuvõtteks!
Efektiivsuse põhipunktid
Erinevate taastuvenergia allikate võimsusväljundite võrdlemine annab teile ainult põhiteavet efektiivsuse ja tasuvusaja kohta. Mida teil tõesti vaja on, on tegelik efektiivsus – mitte laboritingimustes arvutatud, vaid kohalik.
Samuti on üks asi, mida peate arvestama, seoses tootlikkusteguriga – see muutub aja jooksul! Tegeliku toodetud energia ja maksimaalse võimaliku väljundi suhe muutub aasta-aastalt madalamaks – need muutused näitavad seadme kasutusastet. Kui arvutate tuuleenergiasse investeerimise tasuvust, mõelge tootlikkusteguri vähenemisele järgnevatel aastatel.
See ei ole spetsiifiline ainult tuuleturbiinidele. Kõik elektrit tootvad seadmed kuluvad aja jooksul. Kuid saate seda protsessi aeglustada, valides kvaliteetsed komponendid ja hooldades neid korralikult.
Väikeste tuuleturbiinide tulevikuväljavaated
Tuuleturbiinide võimsusväljund on viimastel aastatel suurenenud – tänu uutele tehnoloogiatele ja seadmete disaini muutustele. Kas need uuendused mõjutavad tootlikkustegurit? Väikeste tuuleturbiinide tulevikuväljavaated peaksid keskenduma tiivikute ja rootorite kujundamisele, mis suudaksid energiat koguda ka madalate tuulekiiruste korral. See tähendab muidugi mõningaid väljakutseid: uute tootmis-, transpordi- ja paigaldusviiside otsimist. Kuid tänu uuendustele väikeste tuuleturbiinide disainis on võimalik pakkuda tuuleenergia eeliseid ka madala tuulekiirusega piirkondadele.
