世界では、使用されるエネルギーの80％は、石油、石炭、メタンなどの化石燃料を燃焼させることによって生成されます。
化石燃料を使用するプラントは、環境に損傷を与える汚染ガスを生成します。 近年、環境を保護し、増大するエネルギー需要を補うために、世界中の州は、風によって生成される動的エネルギーの利用を含む、持続可能な開発のモデルを追求することを約束しています。
1973年の経済危機後、代替エネルギー源を見つける必要性が広がり、アラブ諸国が石油の価格を引き上げたため、とりわけ電力価格が上昇し、その結果、化石燃料の枯渇の認識、したがって代替の再生可能な資源を探す必要性を述べています。
例として、風が約30 km / hの速度で吹くエリアに、それぞれ300 kWの25個の風力タービンで構成される陸上風力発電所は、年間20万kWh、つまり約7000の要件を生成できます。家族。 同じ結果を達成するために、石炭工場は22トンの二酸化炭素、125トンの二酸化硫黄、および43トンの窒素酸化物を大気中に放出します。
起源風力発電所
風力エネルギーの最初の利用は、先史時代にボートや船の帆に海軍の推進力を利用することで行われました。
最初の風車は、紀元前 II ～ III 千年紀頃にペルシャとメソポタミアに出現しました。そこでは風力エネルギーが水を輸送したり、石臼を動かしたり穀物を粉砕したりするために使用されました。
オランダでは、風力エネルギーを利用して干拓地（海面下の土地の一部）から水を汲み上げました。 これらの風車はキャンバスが固定された木製のフレームで構成されており、このようにして風によって回転する帆を形成しました。
最近、風力エネルギーは羽根車を利用して電気に変換されます。
風力発電所の特徴
風力発電所には XNUMX つのタイプがあります。陸上に設置される風力発電所である陸上発電所と、海流または湖の海岸から数マイル離れた場所に設置され、これらの地域の流れに強くさらされる発電所である洋上発電所です。
自家消費用の電力生産に使用されるオフグリッド風力発電所、つまり独立した風力発電所もあります。 これらは個人のエネルギー需要を完全に満たすように設計されているため、国の電力網には接続されていません。 これらのシステムは、山小屋や特に風の強い地域に住んでいる人に特に最適です。 オフグリッド風力発電所を設置する人は、光熱費がかかりません。
風力タービン間の距離は、相互干渉を避けるために計算されており、ブレードの直径の少なくとも 5 倍または 10 倍の位置に配置する必要があります。 風力発電所を設置する場所を決定するには、次のことを知る必要があります。
- 土地の形状。風速に影響し、粗さの低いクラスに属し、6 度から 16 度の傾斜がある必要があります。
- 風向きと風速。 方角は地理的な由来や「風のバラ」によって分類することができます。 力は、速度 (ノット) を測定することによって、または Beufort によって提案されたスケールによって示すことができます。現代の風車は風力発電機と呼ばれます。 風による羽根の回転運動が発電機に伝わり、電気が発生します。
現代の風車は風力発電機と呼ばれます。 風による羽根の回転運動が発電機に伝わり、電気が発生します。
風力タービンには形状やサイズの点でさまざまなモデルがあり、最もよく使用されているのは中型の風力タービンです。高さ 50 メートル、20 メートルのブレードを 500 ～ 600 枚備え、500/XNUMX kW の電力を供給でき、約 XNUMX 世帯の電力需要を満たします。
風力発電機は次のもので構成されます。
- ローターは、ブレード（多くの場合グラスファイバー製）が固定されたハブで構成され、時速 200 km を超える速度で回転できます。
- 駆動システム。 風力タービンには、風速超過の場合にローターを停止するための緊急ブレーキとして使用される空力ブレーキ システムと、ローターの完全な停止とパーキング ブレーキとして使用される機械ブレーキ システムが装備されています。
- 塔と基礎。 タワーは木製、鉄筋コンクリート、鋼鉄、または合成繊維で筒状に作られており、ナセルとローターを支える役割を果たします。 タワーを地面に固定する基礎は通常、鉄筋コンクリートで作られています。
- 速度乗数。 その目的は、ブレードの遅い回転をより速い回転に変換して発電機が動作できるようにすることです。
- 発電機。 機械エネルギーを電気エネルギーに変換します。
- 制御システム。 これには XNUMX つの機能があります。風力発電機のさまざまな動作機能を管理することと、風速の超過による誤動作や過負荷が発生した場合に風力発電機の動作をブロックする安全装置を作動させることです。
- ナセルとヨーシステム。 ナセルは、風力発電機のすべてのコンポーネントが配置されるキャビンであり、タワーの上部に配置され、軸を中心に 180 度回転できます。 ヨー システムは、ローター軸と風向の継続的な位置合わせを保証するサーボ機構です。 風向軸がずれると、ベーンがモーターを駆動してナセルの位置を再調整します。
イタリアと世界の風力エネルギー
2011 年末時点で、世界の風力タービンの発電能力は 237 ギガワットでした。 約 500 テラワット時と推定される潜在的な総発電量は、世界中で消費される電力の約 3% に相当します。
電力導入量で世界第 62 位は中国の 47 ギガワットで、次いで米国 (29 ギガワット)、ドイツ (XNUMX ギガワット) となっています。
イタリアでは 1990 年に最初の風力発電機が設置されましたが、かなりの数の発電所が配電網に接続されるようになったのは 1996 年になってからです。 イタリアにおける再生可能エネルギーの寄与率は 7,4% です。
最も影響を受けた地域は南部、特にカンパニア州、プーリア州、モリーゼ州、シチリア島、サルデーニャ州です。
利点
再生可能エネルギー源、特に風力発電には次のような利点があります。
- 再生可能、持続可能、無尽蔵で環境への影響が少ないエネルギー源である風力の利用。
- 地上ガスCOは発生しない2 工場建設のための最小数量を除く。
- 風力発電所の規模は、電力の点で容易に拡張できるため、小都市や人口の少ない地方のニーズを満たすのに適しています。
- 多くのコンポーネントはリサイクルおよび再利用可能であるため、メンテナンスと解体のコストは非常に低くなります。
- 機械的電流を電気に変換したり、バッテリーを使用して電流を蓄えたりするコストには改善の余地があります。
短所
インプラントには次のような望ましくない影響があります。
- 領土の占領。 風力タービンと補助工事は、発電所の建設に必要な土地のわずか 2 ～ 3% しか占めていません (土地の残りの部分は農業と牧畜に使用できます)。
- 視覚的なインパクト。 風力タービンはその構成により目立ち、場合によっては周囲の景観を損なう場合があります。
- ノイズ。 風力タービンから発生する騒音は、ブレードと空気の摩擦と速度の倍率によって発生します。 風力タービンからの騒音は、住宅の近くでは 45 デシベル未満でなければなりません
- 動植物への影響。 見つかった唯一の影響は、鳥が機械のローターに衝突したことに関するものです。
- 通信障害と電磁波の影響。 風力タービンの活動はレーダーの活動に干渉する可能性があります。
- 結論として、環境の保護と個人の幸福という点での風力発電所の利点は、欠点よりも質的に優れており、その欠点は、例えば景観と調和するように風力タービンの形、色、サイズを慎重に選択するなど、小さな予防策によって改善することができます。
