Поскольку мы стремимся уменьшить или противодействовать нашему воздействию на окружающую среду, ветряные турбины стали горячей темой для разговоров. Что касается возобновляемых источников энергии, то они имеют удивительно долгий средний срок службы, но как насчет практических производственных проблем, например, сколько из них потребуется, чтобы заменить мощность обычной угольной электростанции? Это совсем другой разговор, чем установка ветровой энергии у вас дома, в совершенно другом масштабе.
Существует ряд переменных, влияющих на ответ, наиболее важными из которых являются общая мощность угольной электростанции и расположение ветряных турбин, которые во многом будут определять влияние погоды, скорости ветра и других факторов окружающей среды.
Тем не менее, краткий ответ заключается в том, что для замены производства энергии типичной угольной электростанцией мощностью 1 гигаватт потребуется около 400–500 ветряных турбин. Тем не менее, угольная энергетика имеет преимущество диспетчеризации, что означает, что операторы обычно могут увеличивать или уменьшать мощность, когда энергосистеме требуется электроэнергия. Это не обязательно относится к большой ветряной электростанции, которая зависит от скорости ветра, погоды и пропускной способности.
Математика ветроэнергетики
В отчете Министерства энергетики США указано, что средняя мощность ветряных турбин (не путать с ветряными мельницами), построенных и установленных в 2023 году, составила 3,4 МВт. Однако это не означает, что такая турбина непрерывно вырабатывает целые 3,4 МВт. Министерство энергетики сообщает, что из-за изменчивости ветра средний коэффициент мощности ветропарка США в 2023 году составил 33,5%, а в недавно построенных проектах этот показатель достиг 38,2%. При этом турбина мощностью 3,4 МВт, работающая с коэффициентом мощности 38,2%, вырабатывает в среднем примерно 1,3 МВт в течение года.
Точно так же угольные электростанции обычно не всегда работают на полную мощность. По данным Управления энергетической информации США, средний коэффициент мощности угольного парка США в 2023 году составил 42,4%. Согласно этому предположению, угольная электростанция мощностью 1000 МВт (1 гигабайт) будет генерировать примерно 3,7 миллиона мегаватт-часов в год. Одна турбина мощностью 3,4 МВт при коэффициенте мощности 38,2% будет производить около 11 400 МВтч в год, а это означает, что потребуется примерно 325 турбин, чтобы соответствовать годовой выработке угольной электростанции. Если использовать более широкий средний коэффициент мощности парка — 33,5%, то цифра вырастет примерно до 370 турбин. Более высокая производительность, например, угольная электростанция, работающая с коэффициентом мощности 60%, потребует около 460 современных турбин, чтобы соответствовать ее годовому производству.
