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风力发电厂真能满足能源需求吗?

时间:06-18 来源:互联网 点击:

家其他公司。

这些地区的平均风速约为每小时12英里。这些风力涡轮机的风速区间会有比较小的差异,不过一般在7或8MPH左右。这是能够开始发电的风速。平均风速为12mph时,2MW的风力涡轮机可以产生约200 kW的输出功率。(该值随厂商和叶片设计的不同而略有变化。)让我们再回到功率密度的话题,美国中西部地区的大型风力发电厂的功率密度约为4kW/英亩。

为进行全面的分析,替代拉萨尔县"核能发电厂"将需要8500个上述额定平均功率的风力涡轮机。就土地而言,相比2800英亩的核能发电厂,这相当于美国中西部产量下大约425,000英亩的风力发电厂。这就有相当大的差异。

一个合理的火电发电厂的功率密度约为1MW/英亩,一个光伏电站的功率密度高达100kW/英亩左右,这些数据可供进一步考虑。水力发电大坝的功率密度可以高达4MW/英亩(河流未计算在内),但是河流往往比较少。通过海浪捕获电力的新提案的功率密度将在风力发电厂与光伏电站的功率密度之间,在我看来约为50kW/英亩。

从第一阶段的角度来看,功率密度表明,完全使用清洁可再生能源为全球供电是可行的,不过这肯定会改变我们的风景。

其他考虑因素

但是做这些工作需要多少人工呢?我们假设需要1500人工作三年才能构建、认证和开始运转一个大型核能发电厂。我们还假设在此期间每人每周工作40小时。这样就得到总人工约为900万工时。

对于大型风力涡轮机,一个20人的团队需要整整一周(五天)的时间(假设白天全天工作或一天工作12小时)才能建立一个风力涡轮机并让其运转。这样我们就得到大型风力发电厂的每个风力涡轮机需要约1200小时的工时。此外,如果我们用8500个风力涡轮机来替代一个核能发电厂,我们就可以通过美国中西部的风电产量将构建核能发电厂的900万工时与构建等效风力涡轮机的1千万工时进行对比。就人工而言,这大概会带来一种冲击。

就各种方案的成本而言,大型发电厂(特别是核能发电厂)的初期成本是比较高的。不过这种方案的有效生命周期比较长,其维修和维护成本很低。大型风力涡轮机则有很多需要维护和更换的旋转部件。

制造大型风力涡轮机所用的齿轮箱的最大厂商Winergy交付的每一台齿轮箱都提供两年的质量保证。这些齿轮箱用在据称其可工作寿命为30年的设备中。在将近300英尺的高空中更换35,000磅的齿轮箱绝对能让拥有成本也高居不下。

实际上我已经听说过订单减少的情况,由于维护和工作成本的原因,公用事业公司开始放缓建设大型风力发电厂。考虑到这两个数据点,我从来没有听说过可运转的核能发电厂订单减少的情况。

乍一看,如果我们有那么辽阔的土地并且愿意容忍风景发生变化的话,用风力涡轮机和其他选择方案替代所有的核能发电机和火力发电站似乎是一个可行的方案。不过我认为这不可能发生,因为传统的核能发电厂相比风力发电可以从适用的土地中多产生约30dB的能量,而且还是清洁能源。

大型风力涡轮机还有高额的维护和维修成本。在将近300英尺的高空中更换齿轮箱是一项成本极高并且相当危险的工作,更不用提更换转子轴承、推力轴承、高速交流发电机、叶片马达和偏航马达了。

大型风力涡轮机确实看似是一个可行方案,目前出现的高故障率技术只会随着时间的推移而逐步改进。风力似乎是一种可以开发的优质资源,但是它是否是我们所有用电需求的一个方案,这还有待确定。

有关霍桑西部电气

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