Tuulivoima

Tyypillinen tuulivoimala noin 2009 (osa tuulivoimalan varten sähköntuotantoon )

Tuulienergia , tuulienergian tai tuulivoiman on laajamittainen käyttö tuuli kuin uusiutuvan energian lähteenä . Liikkeen energia tuuli on käytetty antiikin ajoista lähtien, jotta energiaa ympäristöstä käytettävissä teknisiin tarkoituksiin. Aiemmin tuulimyllyjen käyttöön saatua mekaanista energiaa käytettiin suoraan paikan päällä koneiden ja laitteiden ajamiseen. Niiden avulla vilja jauhettiin jauhoiksi, pohjavesi tuotiin pintaan tai sahat toimivat. Nykyään sukupolven sähköenergian kanssa tuuliturbiinien on ylivoimaisesti tärkein käyttötarkoitus.

Vuoden 2020 lopussa maailmanlaajuisesti asennettiin noin 743  GW nimellistehon tuuliturbiinia , joista 35,3 GW avomerellä . Lähes puolet tästä kapasiteetista (noin 347 GW) asennettiin Aasiassa ja Tyynenmeren alueella, noin 220 GW Euroopassa ja noin 170 GW Amerikassa, kun taas vain muutama GW on asennettu Afrikkaan ja Lähi -itään. Vuonna 2020 maailmanlaajuisesti asennetut järjestelmät toimittivat BP: n lukujen mukaan noin 1590  TWh sähköenergiaa; Tämä vastaa noin 5,9 prosenttia maailman sähköntuotannosta. Sen osuus maailmanlaajuisesta primäärienergian kulutuksesta 154 620 TWh, josta se on yleensä aliedustettu laskentamenetelmän vuoksi, oli 1,0%. Hyvillä paikoilla tuuliturbiinien sähköntuotantokustannukset olivat jo vuonna 2013 halvempia kuin uusien hiili- ja ydinvoimalaitosten sähköntuotantokustannukset . Riippuen eri tekijöistä, kuten B. tuulen nopeus (tarkoittaa tässä: määrällisesti ja laadullisesti sopivia tuulivoimavaroja - paikallisesti) ja tuuliturbiinien järjestelmäsuunnittelu saavuttaa noin 1 500–5 000 täyden kuormitustunnin (jälkimmäinen parhailla offshore -kohteilla).

Tuulivoiman käytön historia

Tuulimylly

Ensimmäisten tuulimyllyjen rakentaminen on kiistanalainen asia. Codex Hammurapin kirjallisten asiakirjojen mukaan niitä käytettiin yli 4000 vuotta sitten, muut tutkijat pitävät niitä vain dokumentoituna 7. vuosisadalla jKr. Euroopassa vanhimmat maininnat Englannista ovat peräisin 9. vuosisadan puolivälistä, 1100 -luvulla ne on kirjattu Ranskaan. 1300 -luvulla ne olivat levinneet Puolaan. Tuulienergian käytettiin suorittaa mekaanista työtä avulla tuulimyllyjen ja veden pumput.

1800 -luvulla Euroopassa oli noin 100 000 tuuliturbiinia, joiden teho oli jopa 25–30 kW hyvissä tuuliolosuhteissa. Ranskassa, Englannissa, Saksassa, Alankomaissa, Belgiassa ja Suomessa oli 50000–60000 tuulimyllyä 1800 -luvun ensimmäisellä puoliskolla. Noin vuonna 1900 pelkästään Pohjanmeren naapurimaissa oli käytössä noin 30 000 tuulimyllyä, joiden kokonaisteho oli useita 100 MW. Tuulimyllyt olivat erityisen yleisiä Alankomaissa, joissa pelkästään 1800 -luvun jälkipuoliskolla oli noin 9 000 tehdasta. Sitä käytettiin viljan jauhamiseen, puuvillan kehruuun ja kankaan täyttöön; myllyt toimivat myös voimanlähteenä nahan työntämiselle, puun sahaamiselle, öljyn, paperin ja tupakan tuottamiselle sekä suo- tai maa -alueiden tyhjentämiselle .

Saksassa tuulimyllyjen määrä kasvoi teollisen vallankumouksen aikana, aluksi korkean teollistumisen tasolle , ja saavutti huippunsa 1880 -luvulla. Seuraavina vuosikymmeninä monet tuulimyllyt korvattiin vähitellen fossiilisten polttoaineiden lähteillä tai sähkökäytöillä. Vuonna 1895 Saksassa oli käytössä noin 18 000 tuulimyllyä. On arvioitu, että noin 11 400 tuulimyllyä oli käytössä vuonna 1914 ja 4000 - 5000 vuonna 1933. Tuulipumput olivat myös tärkeitä ; monilapaiset länsimaiset tuuliturbiinit , joiden teho oli muutama 100 wattia, olivat yleisiä. Vuoteen 1930 mennessä valmistettiin yli kuusi miljoonaa länsimaista myllyä , joista noin 150 000 on edelleen olemassa. Yhdysvalloissa vuodesta 1854 lähtien kehitettyjä länsimaisia ​​tuuliturbineja ( Western Mill ) käytettiin vesipumppuina Pohjois- ja Etelä -Amerikassa, Australiassa ja osassa Afrikkaa, ja niitä käytettiin myöhemmin myös sähkön tuottamiseen. Yhdysvalloissa oli noin 1000 tuulimyllyvalmistajaa, mutta ne katosivat lähes kokonaan markkinoilta nousukauden jälkeen.

Sähkön löytämisen ja generaattorin keksimisen jälkeen ajatus tuulivoiman käyttämisestä sähkön tuottamiseen oli ilmeinen. Ensimmäiset sähköä tuottavat tuuliturbiinit rakennettiin 1800 -luvun lopulla, ja ne pysyivät suurelta osin muuttumattomina vasta toisen maailmansodan jälkeen , jolloin markkinoille tulivat ensimmäiset suuret, muutaman 100 kW: n järjestelmät. Koska öljykriisin vuonna 1970, on ollut kasvava etsintä maailmanlaajuisesti vaihtoehtoja sähköntuotantoon , joka on myös edistänyt modernin tuulivoimalaa. Vuonna 1979 eri tanskalaiset yritykset alkoivat valmistaa tuuliturbiinia sarjassa. Tuuliteollisuus on ollut yksi maailman nopeimmin kasvavista teollisuudenaloista 1990 -luvun alusta lähtien.

Toisen maailmansodan jälkeen oli Yhdysvaltojen miehittämillä alueilla Baijerissa useita tuhansia ja Ylä-Itävallassa lukuisia länsimaisia ​​tuuliturbiinia (Western Mills), jotka rakennettiin pumppaamaan vettä. Noin vuonna 1958 tai noin vuonna 1970 muutama oli vielä näkemättä, vain yksi Dietmannsriedissa Allgäussa on säilynyt tähän päivään asti Baijerissa . Ylä -Itävallan Unterroithenissa sijaitseva Edt bei Lambachin tunnus ja vuonna 1980 myönnetyssä vaakunassa se on symbolisesti esitetty kullalla ja 12 siivellä.

Sähkön tuotanto tuulivoimalla

Tuulipuisto Pohjois -Amerikassa

Tuulipuisto Saksassa

Tuulienergiaa pidetään yhtenä lupaavimmista uusiutuvista energialähteistä sen maailmanlaajuisen saatavuuden, alhaisten kustannusten ja teknisen kehityksen tason vuoksi. Olet tullut yksi valtavirran teknologiaa sähköntuotannossa ja näytelmiä myös vuoksi tekninen kehitys ja talouden kilpailukyky monilla markkinoilla ympäri maailmaa, on keskeinen rooli energiapolitiikassa ja energian strategioita yhä useammassa maassa ympäri maailman.

Tuuliturbiinien avulla voidaan tuottaa sähköä kaikilla ilmastovyöhykkeillä , merellä ja kaikilla maa -alueilla (rannikko, sisämaa, vuoret) . Usein erotetaan vain tuulienergian käyttö maalla (maalla) ja käyttö merellä tuulipuistoissa . Maan tuulivoimalla on tähän mennessä ollut erityisen suuri merkitys, kun taas merituulivoimalla on ollut maailmanlaajuinen markkinarako, ja sen osuus on noin 3,5% asennetusta kapasiteetista. Myös onshore -sektorin odotetaan hallitsevan pitkällä aikavälillä, vaikkakin offshore -laitteiden osuus kasvaa. Niin menee z. Esimerkiksi IEA olettaa, että noin 80% laajentumisesta tapahtuu maalla vuoteen 2035 mennessä.

Fyysiset perusteet

Tuulen voimatiheys

Virtauksen liike -energian tiheys kasvaa neliöllisesti tuulen nopeuden v mukaan ja riippuu ilman tiheydestä ρ :

${\ displaystyle w = {\ frac {\ rho} {2}} v ^ {2}}$.

Tuulen nopeudella 8 m / s (≈ tuulen voimakkuus 4  Bft ) se on lähes 40  J / m³.

Tämä energia kuljetetaan tuulen mukana. Vapaassa virtauksessa kaukana tuuliturbiinin roottorin edessä tämän kuljetuksen tehotiheys on

${\ displaystyle wv = {\ frac {\ rho} {2}} v ^ {3}}$,

esimerkissä se on 320  W / m².

Koska voimakkuus kasvaa voimakkaasti tuulen nopeuden vuoksi, tuuliset paikat ovat erityisen mielenkiintoisia. Tornin korkeudella on suuri merkitys erityisesti sisämaassa, missä maan epätasaisuus (rakennukset ja kasvillisuus ) vähentää tuulen nopeutta ja lisää turbulenssia .

Häviötön suorituskykykerroin

Jarruttamalla tuulta osa virtauksesta kiertää roottorin pinnan.

Tuuliroottorin suorituskyky ilmaistaan ​​yleensä yhdistämällä akselille syötetty teho roottorin alueeseen ja tuulen tehotiheyteen. Mukaan Albert Betz, tämä osa on tarkoitettu , kun suorituskyvyn kerroin c _P , joka tunnetaan myös nimellä arki- aste sadon . Vuonna 1920 Betz johti maksimaalisen saavutettavissa olevan suorituskykykertoimen fyysisistä perusperiaatteista. Rajoituksen syy on se, että virtausnopeus pienenee tehonoton seurauksena, lentopaketit lyhenevät virtaussuunnassa ja virtaviivat lisäävät etäisyyttään toisistaan, katso kuva. Mitä enemmän tuuli hidastuu, sitä enemmän se virtaa käyttämättä roottorin ohi. Optimaalinen 16/27 = 59,3% saavutettaisiin häviöttömällä roottorilla, joka hidastaa virtauksen 1/3 tuulen nopeudesta dynaamisella paineella 8/9 tuulen energiatiheydestä. Loput tästä tehosta ovat edelleen virtauksessa: 1/3 = 9/27 roottorin kiertäneissä virtalangoissa, 1/9 2/3 = 2/27 jarrutetussa ilmamassassa.

Suorituskyvyn rajat ja tappiot

Kuten kaikki koneet, myöskään todelliset tuuliturbiinit eivät saavuta teoreettista maksiminsa. Aerodynaamiset häviöt johtuvat terien ilman kitkasta , terän kärjen herätyspyörreistä ja roottorin jälkeisestä pyörteestä. Nykyaikaisissa järjestelmissä nämä häviöt vähentävät tehokerrointa c _{P, Betz} ≈ 0,593 - c _P = 0,4 - 0,5. Edellä mainitusta 320 W / m²: stä voidaan odottaa jopa 160 W / m². Roottori, jonka halkaisija on 113 m (10000 m²), tuottaa sitten 1,6 megawattia akselille. Verkon liitännän tehon laskemiseksi on otettava huomioon myös koneen kaikkien mekaanisten ja sähköisten osien tehokkuus.

Roottorin suorituskykykerroin on usein yliarvioitu, kun verrataan eri malleja. Kymmenen prosenttia pienempi suorituskykykerroin voidaan kompensoida lisäämällä roottorin halkaisijaa viisi prosenttia. Taloudellisen menestyksen kannalta on tärkeämpää peittää suurin mahdollinen roottorialue annetulla materiaalitulolla. Tältä osin nykypäivän vakiomuotoilu, jossa on vaakasuora pyörimisakseli ja muutama ohut roottorin siipi, on muita malleja parempi.

nimelliskapasiteetti

On erotettava toisistaan tuuliturbiinin asennettu nimellinen sähköteho , joka johtuu teknisestä rakenteesta, ja todellinen keskimääräinen tehon aikayksikköä kohti saavutettu sijainti, joka johtuu useista muista tekijöistä ja joka on pohjimmiltaan kaukana alempi (katso graafinen tuulen syöttö alla). Suunnittelun aikana sääennusteiden tietoja ( tuulen nopeus ja tuulen suunta) käytetään ennusteen laskemiseen. Nämä ennusteet ovat keskiarvoja. Tuulienergian tuotanto voi vaihdella suuresti eri vuosina. Pitkän aikavälin näkökohdat ovat välttämättömiä tuulienergian laajamittaiselle käytölle sekä sähköverkkojen ja varastointikapasiteettien suunnittelulle.

Tuulivoimalan suorituskykykäyrä

Tuulennopeuden ja saavutetun tehon välinen suhde kuvataan suorituskykykäyrällä, joka määritetään mittaamalla kullekin järjestelmätyypille. Saavutettava teho kasvaa aluksi tuulen nopeuden kolmannella teholla. Tämä tarkoittaa sitä, että kaksinkertainen tuulen nopeus johtaa kahdeksankertaiseen tuulivoiman saantoon ja päinvastoin puolittamalla tuulen nopeus pienentää tuottoa 1/8. Tämä myötävaikuttaa tuulienergian syötön suuriin vaihteluihin. Järjestelmien suurin teho on kuitenkin jo saavutettu suhteellisen pienillä (ja usein) tuulen nopeuksilla. Suurilla nopeuksilla tuuliturbiini pyörii tuulen bitistä ulospäin säätämällä roottorin siipiä maksimaalisen tehon säilyttämiseksi mahdollisimman pitkään. Jos myrsky myrskyää, tuuliturbiini sammuu. Tämä johtaa riippuvuuteen tuulen nopeuden ja tehon välillä, joka aluksi kasvaa kolmannella teholla, sitten on vakio jonkin aikaa ja lopulta nollautuu suhteellisen äkillisesti.

Tuulen nopeus ja sen taajuusjakauma ovat siksi keskeinen tekijä tuuliturbiinien ja tuulipuistojen kannattavuuden kannalta .

Tuotetun tuulivoiman taajuusjakauma voidaan arvioida hyvin Weibull -jakaumalla . Samantyyppinen jakauma kuvaa myös tuulen nopeuden taajuusjakaumaa (Huomaa: aurinkosähköllä tuotettu teho voidaan kuvata log-normaalijakaumalla ).

Suuren vaihtelun vuoksi on välttämätöntä ennustaa tuulivoimalähteiden odotettavissa oleva syöttö ( tuulivoimaennuste ) mahdollisimman tarkasti , jotta voimme suunnitella ja jakaa sähköä sen mukaisesti.

potentiaalia

Maailmanlaajuinen

Vuonna 2015 Max Planckin biogeokemian instituutin tutkijat tutkivat tuulienergian laajentumisen fyysisiä raja -olosuhteita. Tutkijat tulivat siihen johtopäätökseen, että tuulisten alueiden laajamittaiset tuulipuistot voivat saavuttaa maksimitehon 1 wattia / m². Syynä alhaiseen tehoon nähdään tutkimuksessa jarrutusvaikutuksena, joka vaikuttaa tuuleen, kun alueelle asennetaan paljon tuuliturbiinia. Tuulivoiman nykyinen kehitystila on kuitenkin edelleen paljon alle tässä kuvattujen rajojen.

Nature Climate Change -lehdessä vuonna 2013 julkaistun paperin mukaan maanläheinen tuulivoima tarjoaa teoreettista potentiaalia yli 400 teravatille sähköä maailmanlaajuisesti . Jos myös korkean tuulen energiaa käytettäisiin, 1800 terawattia olisi mahdollista, mikä on noin 100 kertaa nykyinen maailmanlaajuinen energiantarve. Jos tuulivoiman kaikki mahdollisuudet hyödynnettäisiin, tämä johtaisi ilmastonmuutokseen. vain 18 terawatin käyttäminen, mikä vastaa nykyistä primäärienergian kysyntää maailmassa, ei vaikuttaisi merkittävästi ilmastoon. Siksi on epätodennäköistä, että geofyysinen tuulienergiapotentiaali rajoittaisi tuulivoiman tuotannon laajentamista.

Vuonna 2009 Harvardin yliopiston tutkijat määrittivät maailman tuulienergiapotentiaalin käyttäen konservatiivisia oletuksia ja tulivat siihen johtopäätökseen, että se ylitti selvästi maailmanlaajuisen energian kysynnän : sähkönkulutus oli tuolloin 40 kertaa suurempi, kokonaisenergian kysyntä 5 kertaa. Stanfordin yliopiston vuonna 2009 julkaistun virtausmallin laskelman mukaan tuuliturbiinit vähentäisivät alemman ilmakerroksen energiasisältöä noin 0,007%, jos ne kattavat kaikki nykypäivän maailmanlaajuiset energiatarpeet. Tämä on kuitenkin ainakin suuruusluokkaa pienempi kuin kolonisaation ja pakokaasujen aerosolien vaikutus. Tuuliturbiinien sähköntuotannon lämmitysvaikutukset ovat paljon pienemmät kuin lämpövoimalaitosten hukkalämpö.

Saksa

Tuulivoimaloiden tuulienergia maalla

Uusiutuvan energian viraston vuonna 2010 kokoamassa Saksan mahdollisessa atlasissa pääteltiin, että tuuliturbiinit 0,75 prosentilla maa -alasta voisivat kattaa 20 prosenttia Saksan sähkönkulutuksesta vuonna 2020.

Vuonna 2013 liittovaltion ympäristövirasto julkaisi tutkimuksen tuulienergian valtakunnallisesta alueesta ja sähköpotentiaalista maalla. Fraunhoferin tuulienergia- ja energiajärjestelmätekniikan instituutti mallinnoi potentiaalin yksityiskohtaisten geotietojen ja nykyaikaisen tuuliturbiinitekniikan perusteella. Näin ollen tehtyjen olettamusten perusteella 13,8 prosenttia Saksan alueesta on käytettävissä tuulienergian käyttöön. Tämä aluepotentiaali mahdollistaa asennetun kapasiteetin noin 1 190 GW ja vuotuisen sähköntuotannon noin 2 900 TWh. Tuulienergian realisointimahdollisuudet maalla arvioidaan kuitenkin huomattavasti pienemmiksi, koska tutkimuksessa ei otettu huomioon erilaisia ​​näkökohtia (esim. Lajien suojelukysymykset tai taloudelliset puitteet).

Tilaama tutkimus , jonka Bundesverband Windenergie eV vuonna 2011 tuli siihen tulokseen, että jos 2% alueen Saksan käytti maalla tuulivoiman kapasiteetti on 189 GW olisi mahdollista. Tätä varten 62 839 tuuliturbiinia, joiden kunkin kapasiteetti on 3 MW, olisi oltava käytössä. Mahdollisen sähköntuotannon arvioitiin olevan 390 TWh vuodessa. Se vastaa noin 60 prosenttia Saksan sähköntuotannosta. Vuonna 2018 käytettiin noin 30 000 tuuliturbiinia, joiden keskimääräinen kapasiteetti oli 1,94 MW ja sähköntuotanto 112 TWh.

taloustiede

LCOE ja kilpailukyky

Vuosien 2008 ja 2015 välisenä aikana maalla sijaitsevien tuuliturbiinien LCOE laski Yhdysvalloissa 41%.

Sähköntuotantokustannukset uusiutuvista energialähteistä ja tavanomaisista voimalaitoksista Saksassa (tietolähde: Fraunhofer ISE; maaliskuu 2018)

Tuulienergian nykyaikainen käyttö on tekniikka, joka 1970 -luvun lopulla alkaneen käytön jälkeen on ollut laajemmassa käytössä 1990 -luvulta lähtien. Parannusmahdollisuuksia hyödynnetään vähitellen mittakaavaetujen avulla lisätutkimuksen ja teollisen sarjan tuotannon ansiosta, joka on vakiintunut useimmille valmistajille, minkä vuoksi on edelleen mahdollista säästää kustannuksia teknisen kehityksen vuoksi.

Vuodesta 2018 lähtien tuulivoimalat voivat monissa tapauksissa tuottaa sähköä halvemmalla kuin perinteiset voimalaitokset. Taloudellisen tehokkuutensa vuoksi tuulivoimalla on tärkeä rooli sähkön hinnan nousun hillitsemisessä. Tuulivoiman tuotannon suurin kustannustekijä on suhteellisen suuri alkuinvestointi järjestelmiin. käyttökustannukset (mukaan lukien ylläpito, mahdollisesti työmaan vuokraus) ja purkukustannukset ovat suhteellisen alhaiset. Paikkoja sisämaassa voidaan myös käyttää taloudellisesti käytännössä maailmanlaajuisesti; Hyvillä maastoalueilla tuulivoimalat ovat olleet kilpailukykyisiä perinteisten voimalaitosten kanssa ilman tukea vuodesta 2008 .

Pitkällä aikavälillä oletetaan, että tuulivoima on tulevaisuudessa joko halvin sähköntuotantomuoto tai että se sijoittuu toiseksi suurien aurinkosähkövoimalaitosten jälkeen . Tällaisia ​​vertailuja tehtäessä on tärkeää soveltaa yksittäisten tekniikoiden todellisia sähköntuotantokustannuksia koko niiden käyttöjakson ajan. Sähkön pörssihinta, joka joskus mainitaan tässä yhteydessä , ei kuitenkaan ole sopiva, koska se johtaa arvoihin tavanomaisille voimalaitoksille, jotka eri rakenteellisten tekijöiden vuoksi ovat paljon sähköntuotantokustannuksia alhaisempia. Tämän vuoksi ero tuulivoiman ja perinteisten voimalaitosten välillä näyttää suuremmalta kuin se todellisuudessa on.

Mukaan Fraunhofer ISE (kuten 2018), tuuliturbiinit voivat tuottaa 3,99 ct / kWh 8,23 ct / kWh alempi sähkön kustannukset kuin uusi kivihiilen ja kaasun voimalaitosten sähkön kustannukset 6,27 ct / kWh 9,86 ct / kWh tai 7,78 ct / kWh - 9,96 ct / kWh. Ruskohiilivoimalaitoksilla on myös hieman korkeammat sähköntuotantokustannukset kuin tuulivoimaloilla maalla, 4,59 ct / kWh - 7,98 ct / kWh. Offshore-järjestelmät ovat huomattavasti kalliimpia korkeampien rakennuskustannusten ja korkeampien rahoitus- ja käyttökustannusten vuoksi, vaikka täyden kuormituksen tunteja on enemmän ; Niiden sähköntuotantokustannukset vuonna 2018 olivat 7,49–13,79 ct / kWh.

Hyvillä paikoilla sähkön tuotantokustannukset olivat jo alle uusien hiili- ja ydinvoimalaitosten kustannukset vuonna 2013 . Niin päättänyt z. B. Deutsche Windguardin julkaisema tutkimus erittäin hyvistä maalla sijaitsevista sijainneista (150% viitetuotosta) sähkön tuotantokustannuksista 6,25 ct / kWh. Keskimääräisen kustannusrakenteen ja operaattoreiden tavanomaisten tuotto -odotusten vuoksi toimipaikkojen katsotaan olevan kannattavia jopa noin 80 prosenttiin viitetuotosta . Näillä paikoilla saavutettiin sähköntuotantokustannukset noin 9 ct / kWh, mikä vastaa suunnilleen tuuliturbiinien tuolloin maksamaa syöttötariffia . Vuosina 2010--2013 sähkön tasoitetut kustannukset laskivat noin 11% vuodessa inflaatiokorjatulla tavalla heikommissa paikoissa ja 5,2% vuodessa hyvissä paikoissa. Tutkimuksessa nähtiin lisää kustannussäästöpotentiaalia järjestelmätekniikan edelleen kehittämisessä ja tuuliturbiinien rakentamisessa, joiden roottorin halkaisija ja napa on korkeampi.

Bloomberg jakoi nämä perusoletukset vuonna 2012 . Joissakin maissa, joissa on hyvät tuuliolosuhteet ja suhteellisen korkeat sähkökustannukset, kuten Brasiliassa, Argentiinassa, Kanadassa, Portugalissa ja Yhdistyneessä kuningaskunnassa, tuuliturbiinit ovat kilpailukykyisiä perinteisten sähköntuottajien kanssa. Verkkopariteetti tulisi saavuttaa myös alueilla, joilla on kohtalainen tuuli, vuoteen 2016 mennessä . Esimerkiksi Australian osalta Bloomberg ennusti helmikuussa 2013, että tuulipuiston tuuliturbiinit voisivat tuottaa huomattavasti kustannustehokkaammin kuin uudet hiili- tai kaasuvoimalaitokset. Uuden tuulipuiston sähköntuotantokustannukset olisivat 80 Australian dollaria / MWh, hiilivoimalaitoksilla 143 A $ ja kaasuvoimaloilla 116 A $. Jälkimmäisessä sisältyvät kustannukset CO ₂ -päästöjä (A $ 23 prosenttia tonnia CO ₂ ). Bloombergin mukaan tuulivoimalla toimiva virtalähde oli halvin tekniikka vuonna 2019 Argentiinassa, Brasiliassa, Kiinassa, Tanskassa, Saksassa, Isossa -Britanniassa, Kanadassa, Marokossa, Meksikossa, Perussa, Yhdysvalloissa ja Uruguayssa.

Brasiliassa, joka on yksi niistä maista, joissa tuulienergian käyttö on yksi maailman halvimmista, tuuliturbiinien sähköntuotantokustannukset olivat jo alle 60 Yhdysvaltain dollaria / MWh vuonna 2012, mikä on noin 50,7 euroa / MWh.

20 vuoden kuluttua EEG: n rahoitus päättyy, mikä tekee tuuliturbiinien käytöstä epätaloudellista. Vuonna 2020 Peter Altmeier etsi keinoja pitää vanhemmat arvonalentuneet järjestelmät verkkoon, jotka olisivat epätaloudellisia ilman rahoitusta. Suurin ongelma on ilman kiinteää syöttötariffia tuotetun sähkön markkinointi itse.

etenemistä

Haluttujen tuulienergiainvestointien helpottamiseksi myös paikoissa, joissa tuulenäkymät ovat heikot , niitä rahoitetaan monissa maissa poliittisesta suuntautumisesta riippumatta. Mahdollisia rahoitustoimia ovat:

• Edistäminen tutkimusta ja kehitystä
• Edistäminen prototyyppien ja esittelyä esineiden
• osittainen investointikustannusten kattaminen
• Halvemmat lainat
• Veronalennukset (esim. PTC Yhdysvalloissa)
• Maksut myös sähköstä, jota ei tuoteta ("haamusähkö")
• Tuotetun sähkön taatut hinnat (syöttötariffi)

Itävallassa tuulivoiman syöttötariffi on heinäkuusta 2008 alkaen 7,8 ct / kWh olemassa oleville järjestelmille ja 7,54 ct / kWh uusille järjestelmille.

Saksassa vuonna 2017 alkuhinta maalla tuulivoimalla EEG : n perusteella vähintään 5 vuoden ajan oli 8,38 ct / kWh; peruspalkkio, joka maksettiin sen jälkeen, kun alkuperäinen korvaus oli päättynyt, oli 4,66 ct / kWh. Molemmat laskivat 1,5% vuosittain. Tuulivoiman edistämisen perusta Saksassa on nyt markkinoiden premium -malli . Federal Network Agency määrittää aluksi ns. Arvon, jota sovelletaan tarjouskilpailun kautta kuukausittain lisättäviin määriin . Tämä on sähköntuottoa ct / kWh, jonka osalta palveluntarjoaja on valmis lisäämään vastaavaa kapasiteettia. Jos tarjoaja voittaa tarjouksen, hänen sovellettava arvo koskee häntä (maksa tarjouksena). EEG-lisämaksusta sovellettavan arvon ja tyypillisen tuuliprofiilin viimeisen kuukauden aikana EPEX-SPOT: lla saavuttaman hinnan välisen erotuksen korvaus on saatu EEG-lisämaksusta . Vuonna 2021 sovitut arvot ovat 6 senttiä / kWh likimääräisellä spot -hintatasolla 2,5 senttiä / kWh.

Laajennuksen tärkeimpänä kriteerinä Gasch nimesi mm. Suunnittelun turvallisuus, kuten saavutetaan ennen kaikkea syöttötariffeihin perustuvilla vähimmäishintajärjestelmillä. Ensimmäiset tätä koskevat lait annettiin Tanskassa vuonna 1981, Saksassa vuonna 1991 ja Espanjassa vuonna 1993, ja ne johtivat tuulivoiman pitkäaikaiseen ja vakaaseen laajentumiseen siellä. Englannissa ja vuoteen 2002 saakka Ranskassa käytössä olevien kiintiöjärjestelmien ei katsota olevan kovin tehokkaita. heidän menestyksensä arvioidaan "kohtalaiseksi nollaan". Sillä välin monet maat (esim. Saksa, Espanja, Itävalta, Ranska, Portugali, Kreikka, Iso -Britannia) turvautuvat vähimmäishintajärjestelmiin, koska tällä tavalla saavutetaan enemmän asennettua kapasiteettia.

Tärkeillä tuulienergiamarkkinoilla, kuten Saksassa, sähkönkuluttajien maksut tuottamattomasta sähköstä maksetaan myös korvauksena tuulivoimalaitosten ylläpitäjille, jos voimalaitoksia jouduttiin rajoittamaan, koska sähköä ei tarvita. Tämän "haamuvirran" maksut olivat 364 miljoonaa euroa vuoden 2019 ensimmäisellä neljänneksellä, kun ne olivat edellisenä vuonna vain 228 miljoonaa euroa. Ensimmäisellä neljänneksellä 2019, 3,23 TWh (= miljardia kilowattituntia ) ei voida syöttää suoraan teho verkkoon. Tämä on 2,2% vuoden 2019 ensimmäisellä neljänneksellä Saksaan syötetystä sähköstä (149,6 TWh).

Ulkoisten kustannusten välttäminen

Perinteisiin sähköntuotantomuotoihin verrattuna tuulivoimalla on huomattavasti pienemmät ulkoiset kustannukset . Kyse ei ole nykyisistä hinnoista, joilla on vaikutuksia kasvihuonekaasupäästöjen , ilmansaasteiden jne. Aiheuttamiin vahinkoihin . B. ilmastonmuutoksessa terveys- ja aineelliset vahingot sekä maatalouden satotappio ilmaistaan. Ja hiili-voimalaitosten , ulkoiset kustannukset ovat alueella 6-8 ct / kWh, ja kombivoimaloiden noin 3 ct / kWh. Uusiutuva energia on enimmäkseen alle 0,5 ct / kWh, aurinkosähkö 1 ct / kWh. Jos nämä ulkoiset kustannukset otetaan huomioon, tuulivoiman kokonaiskustannukset ovat huomattavasti pienemmät kuin tavanomaisen energiantuotannon ja siten taloudelliset säästövaikutukset. Muun muassa Saksan tuuliturbiinit välttivät 71,2 miljoonan hiilidioksidiekvivalenttitonnin kasvihuonekaasupäästöt vuonna 2017 .

Vuonna 2011 uusiutuvilla energialähteillä säästettiin Saksassa yhteensä noin 9,1 miljardia euroa ulkoisia kustannuksia. Koska ulkoisten kustannusten ja hyötyjen mittaamista ei kuitenkaan voida selkeästi mitata eri menetelmien vuoksi, vanhemmat tutkimukset, joiden tiedot olivat uudempia kuin vuonna 2004, johtivat erilaisiin tuloksiin.

Energianhallinnan näkökohdat

Käyttöönoton turvallisuus

Tuuli- ja aurinkosyöttö tammikuussa 2020 Saksassa ja Luxemburgissa

Tuulivoima on osa energiayhdistelmää ja muodostaa vain yhden uusiutuvan energian pilarin . Niiden suurin haitta - erityisesti maalla sijaitsevissa järjestelmissä - on epäsäännöllinen tehontuotto, joka vaihtelee tuulen mukana. Tästä on esimerkkinä Saksan ja Luxemburgin tuulipuistojen yhteenlaskettu syöttöprofiili tammikuusta 2020 lähtien. Erityisesti maatuulivoimaloille on ominaista suuri epävakaus. Sitä vastoin merituulien syöttöprofiili on huomattavasti suotuisampi. Keskimääräisen tuulen kokonaissyötön (merkitty vasemmalla akselilla) ja asennetun kokonaistuulivoiman (merkitty oikealla) välillä oli kerroin 2,8 näytetyllä ajanjaksolla. Keskimääräistä syöttöä 21,45 GW kompensoi 60,84 GW: n asennettu kapasiteetti. Samana ajanjaksona merituulipuistoille asennettu kapasiteetti oli 7,5 GW ja keskimääräinen syöttö 4,41 GW ja kerroin 1,7 välillä.

Suurille alueille syötetyn tuulivoiman summa on ratkaiseva. Tuulivoimalaitosten laajamittainen jakelu (esim. Euroopan mittakaavassa) vähentää merkittävästi tuulivoiman tuotannon suhteellista vaihtelua. Sitä vastoin syöttöjen epävakaus eri puolilla Saksaa on verrattavissa yhden Pohjois-Saksan toimipaikan. Vuonna 2012 Saksan suurin maasyöttö (mitattuna 3. tammikuuta 2012) oli 24 086 MW, mikä on noin 78% asennetusta nimelliskapasiteetista.

Tuulen ja aurinkosähköjen pitkän aikavälin keskimääräinen vastakkainen tarjontakäyttäytyminen: kapasiteettitekijät Saksassa idealisoiduilla oletuksilla

Muilla uusiutuvilla energialähteillä voi olla tasapainottava vaikutus ja keskimäärin joskus vastakkainen tarjontakäyttäytyminen. Tuuliturbiinien syöttötehon käyrä, joka on keskimäärin useiden vuosien ajan Länsi-Euroopassa, osoittaa keskimäärin korkeammat keskiarvot päivällä kuin yöllä ja korkeammat talvella kuin kesällä; joten se korreloi päivän mittaan sekä kausiluonteisesti keskimääräisen sähkön kysynnän mukaan. Saksassa tuulivoimaa tuotetaan yleensä noin kaksi kertaa enemmän talvikuukausina kuin kesäkuukausina.

Meteorologiset ennustusjärjestelmät mahdollistavat tuulipuistojen sähköverkkoon syöttämän tehon arvioinnin tuulivoimaennusteiden avulla, jotka vaihtelevat tuntien ja päivien välillä. Kun ennustejakso on 48–72 tuntia, tarkkuus on 90%ja 6 tunnin ennusteella yli 95%.

Hallitse energian kysyntää

Koska uusiutuvien energialähteiden (EEG) laki muutettiin 1. heinäkuuta 2004, valvonta-alueen operaattorit ovat velvollisia tasapainottamaan tuulen energian syötön välittömästi ja vaakasuoraan. Jos otetaan huomioon Saksan sähköverkon tällä hetkellä (lokakuussa 2019) lähes 30000 tuuliturbiinin kokonaistuotanto, keskiarvoistaminen, alueellinen jakautuminen ja erilainen järjestelmän käyttäytyminen yksittäisillä ohjausalueilla (paitsi äärimmäiset sääolosuhteet) tarkoittavat, että vaihtelut tuulivoiman syöttö on tasapainotettu keskikuormitettujen voimalaitosten kanssa . Kallista ohjausenergiaa (ensisijainen ja toissijainen ohjaus) ei yleensä tarvita. Tämän todistavat esimerkiksi useiden kunnallisten laitosten puolesta laaditut "säännöllistä markkinaraporttia" koskevat tutkimukset. Ei ole näyttöä markkinoiden kannalta merkityksellisestä suhteesta tuulivoiman syötön ja ohjausenergian määrän ja hinnan välillä. Vaikka oletetaan, että tuulienergian käytön lisääntyminen lisää myös tasapainoenergian, erityisesti negatiivisen tasapainoenergian, kysyntää, tosiasiallisesti toimitettu tasapainoenergia on pysynyt samana tai vähentynyt hieman viime vuosina.

Ovatko fossiilisia polttoaineita käyttävät voimalaitokset lyhytaikaiseen (negatiiviseen) ohjaustehon tuottamiseen osakuormituksella ajaessa KÄYTTÖ kokonaan pois paikaltaan, mikä vie jonkin verran tehokkuutta . Nykyaikaisten kivihiilivoimalaitosten hyötysuhde täydellä kuormalla on noin 45–47%. Jos nämä voimalaitokset kuristetaan 50%: iin, hyötysuhde laskee noin 42–44%: iin. In kombivoimalaitoksia täydellä kuormalla tehokkuutta 58-59%, tehokkuus pienenee 52-55% 50% teholla yhden lohkon kokoonpano.

Vuonna 2013 NREL: n tutkimus ennusti lisäkustannuksia tavanomaisten voimalaitosten lisääntyneestä sääntelystä, käynnistyksestä ja sulkemisesta johtuen tuulen ja aurinkoenergian suuremmasta syöttöstä. Näiden vaihtelevien energiamuotojen osuus kokonaissyötöstä on 33%, ja perinteisten voimalaitosten käyttökustannukset Länsi-USA: ssa nousisivat 2–5%, mikä vastaa 0,47–1,28 dollaria / MWh. Tämä lisäisi 35 miljoonaa dollaria 157 miljoonaan dollariin lisäkustannuksia, kun taas säästetty polttoaine säästäisi noin 7 miljardia dollaria. Verrattuna säästöihin, joita tuuli- ja aurinkokuntajärjestelmien lisääntyvästä toiminnasta saadaan, 0,2%: n lisääntyneen sääntelyn aiheuttama hiilidioksidipäästöjen kasvu on vähäistä.

Säilytettävän varavoiman määrä riippuu suurelta osin tuulen ennakoivasta tarkkuudesta, verkon kyvystä säätää ja tehonkulutuksesta ajan mittaan. Jos tuulienergian tuotanto lisääntyy voimakkaasti, kuten Saksan dena -grid -tutkimuksessa tutkittiin , ohjaus- ja varakapasiteetin tarve ( keskikuormitusvoimalaitokset ) kasvaa, mutta tutkimuksen mukaan se voidaan täyttää ilman uusien voimalaitosten rakentamista (eli vain olemassa olevan voimalaitoskaluston kanssa). Tuuliturbiinien lisääminen ei automaattisesti vähennä vähemmän käytettyjen voimalaitosten kapasiteettia, jota voidaan ohjata tarpeen mukaan.

Tuulen epäjatkuvuus voidaan tasapainottaa yhdessä muiden energialähteiden kanssa tai varastointijärjestelmien, kuten pumpattavien varavoimalaitosten kanssa, tai muuntamalla tuulikaasuksi jatkuvan energian saamiseksi. Tämä voidaan tehdä ennustamalla syöttö ja vaihto siirtoverkkoissa (ohjausalueilla) ja niiden välillä vuorovaikutuksessa muiden voimalaitosten kanssa, kuten normaaleissa kulutuksen vaihteluissa. DENA: n tutkimuksen mukaan Saksa olettaa tällä hetkellä enintään 20–25 prosentin osuuden, kun verkkoinfrastruktuuria laajennetaan vain kohtalaisesti. Muita vaihtoehtoja tuulivoiman osuuden lisäämiseksi koko sähköntuotannossa tämän tason yläpuolelle tulevaisuudessa ovat:

• Korkeajänniteverkon vahvistaminen ja liittäminen naapurivalvonta-alueisiin tai kauempana oleviin alueisiin ja tuuliturbiinien strateginen jako tällä muodostetulla suurella alueella,
• Kysynnän hallintaan kautta älykkään sähköverkoissa ,
• Yhdistettynä muihin peruskuorman uusiutuviin energialähteisiin syöttön tasaamiseksi,
• Tuuliturbiinien suunnittelu suuremmalle kapasiteettikertoimelle lisäämällä roottorin aluetta samalla nimellisteholla,
• Asennetun nimellistehon lisäys ja tilapäinen sammutus ylitehon sattuessa,
• Parannettu energian varastointi esimerkiksi hissivarastojen ja paineilman varastointivoimalaitosten avulla .

Rajoitetun verkkokapasiteetin vuoksi tuuliturbiinit voidaan sammuttaa tai kuristaa paikallisesti tai alueellisesti, erityisesti myrskyvaiheiden aikana (" rajoittaminen "). Vuonna 2010 Saksassa menetettiin 150 GWh, vuonna 2011 se oli 407 GWh. Tämä vastasi 0,4 tai 0,83% tuulienergiasta, joka syötettiin vastaaville vuosille. Saksassa toimijoille maksetaan korvaukset tällaisista tuotannon leikkauksista uusiutuvista energialähteistä annetun lain mukaisesti . Vuonna 2012 säännelty työ laski 385 GWh: iin, mikä vastaa noin 0,71% verkkoon syötetyn tuulivoiman kokonaistuotannosta. Suurin vaikutus oli tuuliturbiinien osuus noin 93,2%. Tästä maksettiin 33,1 miljoonan euron korvaus.

Lukuisissa, enimmäkseen dieselpohjaisissa saariverkoissa, joissa on tuulivoiman syöttö (Australia, Etelämanner, Falklands, Bonaire), kysynnänhallinnan lisäksi paristoja ja joskus vauhtipyörän varastointijärjestelmiä käytetään myös verkon lyhyen ja keskipitkän aikavälin vakauttamiseen ja optimointiin, suhteellisen heikot hyötysuhteet taloudellisista syistä (pienentämällä dieselsähkön erittäin kallista osuutta) voidaan hyväksyä. Tuulivoiman varastointia vedyn elektrolyysin ja polton (katso vedyn varastointi , vedyn säästö ) ja vauhtipyörän varastoinnin kautta testattiin malliprojektissa Norjan Utsiran saarella .

Vaikutukset sähkön hintaan

Uusiutuvana energiana tuulienergia edistää ansiojärjestysvaikutusta ja alentaa sähkön hintaa pörssissä syrjäyttämällä perinteiset voimalaitokset . Ansaintajärjestysvaikutuksessa ei kuitenkaan oteta huomioon voimalaitosten koostumuksen pitkän aikavälin muutoksia, joten mainittu vaikutus ei voi yksiselitteisesti selventää kestäviä vaikutuksia sähkön hintaan.

Jos tuulivoimalla tuotetaan paljon sähköä tuulisena päivänä, sähköpörssin tukkuhinta laskee . Jos tuulivoimaa on vähän saatavilla, hinta sähköpörssissä nousee. Sähkön hinnan aleneminen tuulienergian avulla johtuu tuotetun tuulivoiman lakisääteisestä ostovelvollisuudesta. Jos tuulienergiasta on saatavana paljon sähköä, kalliiden tavanomaisten voimalaitosten, erityisesti kaasuvoimalaitosten, käyttö vähenee (” marginaalikustannusteoria ”), mikä johtaa hintojen laskuun sähköpörssissä. Vuonna 2007 tämä hintoja alentava vaikutus oli noin 5 miljardia euroa. Vuoden 2008 toisella neljänneksellä Leipzigin sähköpörssin sähkö maksoi keskimäärin 8,495 ct / kWh, mutta laski mm. johtuen uusiutuvien energialähteiden lisääntymisestä takaisin noin 4 ct / kWh vuoteen 2012 mennessä.

Loistehon säätö

Vanhemmilla asynkronisilla generaattoreilla varustetuilla kiinteillä nopeuksilla varustetuilla tuulivoimaloilla , joita käytettiin tuulienergian käytön alkuvaiheessa (eli 1970-luvulta 1990-luvun alkuun), on joissain tapauksissa ominaisuuksia, jotka voivat aiheuttaa ongelmia verkon toiminnassa, jos niitä laajennetaan merkittävästi; tämä koskee ennen kaikkea ns. reaktiivista virtaa . Tämä voidaan korjata reaktiivisen virran kompensoinnilla; Moderni vaihteleva nopeus avulla sähköisen tehon muuntimet voidaan reaktiivisia nykyisen joka tapauksessa säätää halutulla tavalla ja myös vastapainona jännitteen vaihtelut vaatimukset verkon, joten ne voivat jopa myötävaikuttaa verkkoon vakauttamiseen. Vuoden niin kutsutun repowering lukuisia vanhoja järjestelmiä on purettu.

Tämän päivän käytön poliittiset ja ekologiset näkökohdat

kestävyyttä

Tuulipuisto Mecklenburgissa

Tuulivoima on yksi ympäristöystävällisimmistä , puhtaimmista ja turvallisimmista energiavaroista. Tieteellisessä kirjallisuudessa niiden käyttö kuuluu ympäristöystävällisimpiin energiantuotantomuotoihin - myös verrattuna muihin uusiutuviin energioihin . Muiden energiantuotantotyyppien tapaan tuulivoiman tuotantoon liittyy myös toimenpiteitä ympäristöön, mutta tuulienergian kanssa ne ovat vähäisiä, helposti hallittavia ja esiintyvät vain paikallisesti. Perinteisen energiantuotannon ympäristövaikutuksiin verrattuna ne ovat vähäisiä.

Muiden uusiutuvien energialähteiden tavoin tuulivoimaa on saatavilla ihmisten harkinnan mukaan loputtomasti ja siksi sitä on jatkuvasti saatavilla, toisin kuin fossiiliset polttoaineet ja ydinpolttoaineet . Tuulienergian käyttö ei myöskään aiheuta melkein mitään ympäristön pilaantumista saastepäästöjen seurauksena , mikä tarkoittaa, että tuulivoimaa pidetään tärkeänä osana energiasiirtymää sekä kestävää ja ympäristöystävällistä taloutta. Koska sitä on saatavana maailmanlaajuisesti ja runsaasti samanaikaisesti ja sen muuntaminen on suhteellisen halpaa, oletetaan, että se tuottaa suurimman osan tulevaan uusiutuvaan energiajärjestelmään tarvittavasta energiasta yhdessä aurinkosähköjen kanssa .

Sen erittäin alhaiset CO ₂ -päästöt , noin 9,4 g / kWh, ovat myös tärkeä väline ilmaston lämpenemisen torjunnassa . Lisäksi ei ole vaaraa suuria tai erittäin suuria ympäristövahinkoriskeille tuulienergia, kuten ydinenergia seurauksena vakavia onnettomuuksia . Yli 20 vuoden käytön aikana 5 MW: n järjestelmä tuottaa yhteensä 200 miljoonaa kWh vihreää sähköä 2000 täydellä kuormitustunnilla vuodessa, mikä voi säästää 120 000 tonnia hiilidioksidia.

Tuulienergian kannattajat odottavat sen käytöltä enemmän oikeudenmukaisuutta, koska tällä tavalla etenkin fossiilisten polttoaineiden hintojen nousun vuoksi jopa valtiot, joilla ei ole energiavaroja, voivat saavuttaa paremman omavaraisuuden ja jopa omavaraisuuden energiansaannissa.

Nykyaikaisilla tuulivoimaloilla on lyhyt energian takaisinmaksuaika , vain muutama kuukausi.

Käytettyjen tuuliturbiinien kierrätysongelmaa ei ole vielä ratkaistu, koska tuuliturbiinien loppusijoituskapasiteetti ei riitä seuraavien vuosien aikana syntyviin määriin ja prosesseihin, joilla kierrätetään roottorin siivet, jotka on valmistettu sidottuja lasi- ja hiilikuituja on vielä kehitettävä. Liittovaltion ympäristöviraston julkaiseman tutkimuksen tulosten mukaan roottorinlapojen sahatessa vapautuu hengitysteitä, jotka lisäävät keuhkosyövän riskiä, ​​ja käytetyt hiilikuituvahvisteiset komposiittimateriaalit voidaan polttaa vain äärimmäisissä olosuhteissa.

Maan kulutus

Ilmakuva tuulipuistosta Pohjois -Saksassa. Pysyvä tilantarve on pienempi kuin nosturin ja komponenttien tilantarve rakentamisen aikana. Pysyvästi käytetty alue on kuitenkin suurempi uusissa suuremmissa järjestelmissä kuin pienemmissä olemassa olevissa järjestelmissä.

Sukupolven tuulienergiasta esittää suhteellisen alhainen yleinen kulutus tilaa . Pintavuorauksesta aiheuttama perustukset on hyvin alhainen verrattuna tavanomaisiin muotoihin energiantuotannossa. Syynä tähän on se, että todellinen energiantuotanto tapahtuu korkeuksissa. Lähes 99% tuulipuiston käyttämästä alueesta voidaan edelleen käyttää alkuperäisiin tarkoituksiinsa. Maanviljelyalueet valitaan useimmiten sijainniksi . Saksassa noin 95% kaikista tuulivoimaloista on maatalousmaalla, 3,3% metsä- tai metsäalueilla ja 1,5% muualla.

Nykyaikaisen tuulivoimalan pinta -ala on noin 0,4 ha (4000 m²). Nykyaikaisten 3 MW-luokan laitosten perusta-alue on noin 350–500 m². Suurimpien tällä hetkellä asennettujen Enercon E-126 -tuulivoimalaitosten teho on 7,6 MW ja pohja-ala n. 600 m². Lisäksi autonosturia käytettäessä on nosturin lattiapinta -ala, jonka maankäyttö on noin 0,3 ha, ja jota ylläpidetään jatkuvasti järjestelmän käytön aikana. Nosturien pysäköintialueet ovat enimmäkseen soraa, mikä tarkoittaa, että ne pysyvät vettä läpäisevinä eivätkä edistä maaperän sulkemista. Jos järjestelmän pystyttämiseen käytetään torninosturia, nosturin ja tuuliturbiinin kokoonpanoon tarvittava tila pienenee noin 0,12 hehtaariin tilapäisesti 0,2–0,3 hehtaarin alueelle varastointia ja mahdollisesti järjestelmän esiasennusta varten osat.

Saksan tuuliturbiinien käyttämä pinta -ala vuonna 2011 oli yhteensä noin 100 km². Vertailun vuoksi: Hiiliteollisuuden tilastojen mukaan ruskohiilen louhinnan aloittamisen jälkeen Saksassa avolouhoksissa vuodesta 2017 lähtien oli käytetty yhteensä 1773 km² aluetta, josta noin 69,7% oli jo rekultivoitu vuoden 2016 loppuun. Ligniittikaivostoiminnasta luovuttiin yli 300 siirtokuntaa ja uudelleensijoitettiin noin 100 000 ihmistä . Osuus ruskohiilen Saksan sähkönkulutuksen 2017 oli noin 1,5 kertaa suurempi kuin tuulivoiman. Jos oletetaan, että sähköntuotanto on 6–8 miljoonaa kWh vuodessa ja alueen kulutus on 4000 m², jotka ovat tyypillisiä arvoja nykyaikaiselle 3 MW -luokan sisävesijärjestelmälle, tuloksena on 1500–2000 kWh sähköntuotanto kokonaispinta -alasta vuodessa. Alueen sato on huomattavasti korkeampi paikoissa, joissa on voimakas tuuli. Vertailun vuoksi: Energiamaissin käyttäminen biokaasulaitosten substraattina johtaa käyttökelpoiseen biometaanisaantoon, joka on noin 45 MWh hehtaaria kohti tai 4,5 kWh per m². Tästä noin 35–40% voidaan muuntaa sähköksi biokaasulaitoksessa.

Työpaikan numerot

Työpaikkoja tuulienergia -alalla Saksassa 2003–2013

Tuulienergiateknologia vaatii useita työpaikkoja verrattuna perinteisiin voimalaitoksiin samalla kun se tuottaa yhtä paljon sähköä. Verrattuna hiilivoimaloihin , joita käytetään tuodulla kivihiilellä , työpaikkojen määrä tuotettua kilowattituntia kohti on 4 kertaa suurempi kuin ydinvoimalaitoksissa noin 10.

Vuonna 2017 tuulivoima -alalla työskenteli maailmanlaajuisesti noin 1 148 000 ihmistä. Saksassa työpaikkojen määrä nousi hieman yli sadasta tuhannesta vuonna 2011 noin 149 000: een vuonna 2014, joista noin 130 500 on maalla ja noin 18 700 offshore -tuulivoimalla. Vuonna 2015 noin 80 prosenttia näistä työpaikoista oli tuotannossa ja 20 prosenttia toiminnassa ja kunnossapidossa. Society for Economic Structural Researchin (GWS) tutkimuksen mukaan työllisyysvaikutukset ulottuvat kaikkiin liittovaltioihin, eivät vain laajentumiskeskuksiin, jotka sijaitsevat pääasiassa Pohjois -Saksassa.

Vuonna 2016 Saksan tuulienergia -alalla työskenteli yhteensä 161 000 henkilöä. Saksan tuulivoimamarkkinoiden romahtamisen myötä tämä luku laski 26 000: lla vuonna 2017 IG Metallin mukaan ja vielä 8 000: lla 10 000: een vuodesta 2018 vuoden 2019 puoliväliin.

Laajentumisen esteet

Saksassa maalla sijaitsevan tuulivoiman kasvu on pysähtynyt vuodesta 2018. Vuonna 2019 maan tuulienergian bruttokasvu oli alimmillaan EEG: n käyttöönoton jälkeen ja oli 1 gigawattia (GW) tai 325 järjestelmää. Hyväksymistilannetta pidetään tärkeimpänä pysähtyneisyyden syynä, erityisesti velvollisuutta järjestää tarjouksia uusista tuulivoimaloista valtakunnallisesti vuodesta 2017 lähtien ja rahoitussitoumuksia tuulivoimahankkeille, joita ei ole vielä hyväksytty imission valvontalain mukaisesti. Tilan puute, lisääntyvät valitukset luonnonsuojeluliittoilta ja ristiriidat lentoturvallisuuden kanssa vaikuttavat myös.

sosiaalista hyväksyntää

Suuri enemmistö väestöstä kannattaa tuulienergian käyttöä myös alueilla, joilla ei ole tuulivoimaloita, kuten kansainväliset tutkimukset ovat osoittaneet (Saksa, Sveitsi, USA). Aiemmin kuitenkin kansalaisaloitteet suunniteltuja hankkeita vastaan perustettiin toisinaan .

Terveysriskit

Roottorien pyöriminen tuottaa ääniä sekä taajuusalueella että infraäänialueella .

Tuuliturbiinien kuuluvia ääniä kuvataan "epätasaisiksi, mutta pysyviksi äänipäästöiksi", jotka koetaan ärsyttäviksi etenkin yöllä, kun liikennemelu ja muut äänet ovat heikompia. Eräässä tutkimuksessa psykologeja yliopiston Halle-Wittenberg , noin 10% asukkaista tutkituista raportoitu fyysisiä ja psyykkisiä valituksia. Nämä vaihtelivat vaikeasta nukahtamisesta vähemmän syvään uneen negatiiviseen mielialaan tai emotionaaliseen epämukavuuteen. Kun kysely toistettiin kahden vuoden kuluttua, vain 6,8% vastaajista kärsi erityisistä oireista, kuten monet asukkaat sietivät tuulipuiston ääniä. Hyvä neljännes asianosaisista sulki ikkunansa yöllä, jotta ääni ei häiritsisi heitä.

WHO suosittelee, että yläraja melupäästöjä tuuliturbiinien ei saisi ylittää keskimäärin 45 desibeliä päivällä, koska melu "tätä korkeampi liittyy haitallisia terveysvaikutuksia". Maailman terveysjärjestö WHO ei anna suositusta enimmäisaltistuksesta yöllä, koska tähän ei ole vielä riittävästi lopullisia tutkimuksia. Raja -arvo Saksassa on tällä hetkellä 50 desibeliä päivän aikana.

Infraääni on ääntä, jonka taajuus on alle 20 hertsiä . Näitä matalia taajuuksia pidetään kuulumattomina, mutta on viitteitä siitä, että infraääni voi silti olla haitallista terveydelle. Mainzin Johannes Gutenbergin yliopistossa tehdyn testisarjan aikana laboratoriossa havaittiin aiemmin kirurgisesti poistettujen sydänlihaksen osien supistumisen vähenemistä infraäänisignaaleille altistuessaan. Tutkimusta vastustaa Bundesverband WindEnergie, käytetty äänenpainetaso on merkittävästi korkeampi kuin tuuliturbiinien ja laboratoriotesti on ristiriidassa tuuliturbiinien asukkaiden melupäästöjä koskevan pitkän aikavälin tutkimuksen kanssa, joka ei määrittänyt infraäänen terveysvaikutuksia .

Ympäristövaikutus

Tuulivoiman ekologiset seuraukset erityisesti lintuille, lepakoille ja hyönteisille ovat olleet tiedossa jo pitkään, mutta niitä on tuskin tieteellisesti tutkittu. Vasta äskettäin tutkimukset ovat osoittaneet, että vaikutukset ovat odotettua suurempia. Pelkästään neljässä Pohjois -Saksan liittovaltiossa yli 8500 hiirihautaa kuolee vuosittain tuuliturbiiniin, mikä vastaa lähes 8 prosenttia näiden osavaltioiden koko väestöstä. Saksassa roottorit tappavat vuosittain 250 000 lepakoita , koska pyörivien roottorien läheisyydessä oleva alipaine aiheuttaa barotraumia . Saksan ilmailu- ja avaruusinstituutin arvion mukaan tuuliturbiinista kuolee Saksassa vuosittain 1200 tonnia hyönteisiä . Luonnonsuojeluliitto NABU asettaa tämän arvon suhteessa arviolta 400 000 tonniin hyönteisiä, joita linnut syövät vuosittain. Toisaalta Saksan villieläinsäätiön johtokunta varoittaa , että 1200 tonnin joukossa on pääasiassa naaraita (vähän ennen munimistaan ​​he etsivät korkeita ja nopeita ilmavirtoja päästäkseen tuulen kantamaan itseään. pesimäalueet kaukana), joista jokainen olisi voinut munia jopa 1000 munaa ja tuuliturbiinit voivat "tuhota merkittävästi seuraavan sukupolven".

Koska tuulivoimala tuottaa sähköä tuulen energiasta, laitoksen takana olevassa tuulessa on oltava vähemmän energiaa kuin edessä. Tuuliturbiini heittää aina liukuvirran taaksepäin (tuulenpuoli). Järjestelmän takana on aina herätysvaikutus, turbulentti tuulenpyörä, jonka nopeus on pienempi kuin järjestelmän edessä oleva tuuli. Tämä luo virtauksia ja pyörteitä.

Tuulipuistot sekoittavat alemmat ilmakerrokset, mikä johtaa paikalliseen lämpenemiseen, erityisesti yöllä. Tutkimuksessa, joka perustuu skenaarioon, jonka mukaan USA kattaa kaikki tuulivoiman nykyiset sähkön tarpeet, päätellään, että tämä lämmittäisi ilmaa 2 metrin päässä maan pinnasta Yhdysvalloissa keskimäärin 0,24 ° C. Suoran sekoitusvaikutuksen lisäksi syyksi nimettiin tuulen nopeuden pystysuuntaisen kaltevuuden kasvu, mikä lisää turbulenssia. Toisin kuin kasvihuonekaasujen aiheuttama ilmaston lämpeneminen , ilmakehän lämpöenergia ei kasva, vaan jo käytettävissä oleva energia jaetaan uudelleen. Pitkällä aikavälillä tämä pinnan lähellä olevan ilmakerroksen lämpeneminen otettaisiin huomioon samanaikaisesti jäähdytyksen kanssa pienempien hiilidioksidipäästöjen vuoksi. Kaiken kaikkiaan tuulienergian ilmastovaikutukset eivät välttämättä ole vähäpätöisiä, mutta pieniä verrattuna fossiilisten polttoaineiden polttamiseen . Samaan aikaan tuulienergia "minkä tahansa kohtuullisen pitkän aikavälin ympäristövaikutuksen yksikön tuottamaa energiayksikköä kohti" toimii paremmin kuin fossiiliset polttoaineet.

Westdeutscher Rundfunkin raportin mukaan tuulienergian ympäristökustannukset ovat 0,28  ct / kWh, josta 0,18 ct johtuu kasvihuonekaasuista (tuotanto, kuljetus, purkaminen, kierrätys).

kansainvälinen kehitys

Tuulivoiman tuotannon kehitys johtavissa maissa vuodesta 2000 (TWh)

Maailmanlaajuiset tilastot

Kansainvälisesti Kiinan kansantasavalta, Yhdysvallat, Saksa, Intia ja Espanja ovat asennetulla kapasiteetilla viiden parhaan sijan joukossa. Vuoden 2017 lopussa Itävalta oli 20 parhaan ulkopuolella 2828 MW: lla; Sveitsillä on toistaiseksi ollut vain vähän tuulivoimaa. Vuonna 2017 tuulivoima kattoi yli 10% sähkön kysynnästä vähintään 13 maassa. Myös EU: ssa osuus oli tämän arvon yläpuolella, noin 11,6%, ja yhteensä 8 EU: n jäsenvaltiota oli keskiarvon yläpuolella. Suurin tuulivoiman osuus oli Tanskassa 43,4% . Uruguay kasvoi erityisen nopeasti, ja tuulivoiman osuus nousi 6,2 prosentista 26,3 prosenttiin vain kolmessa vuodessa.

Maailmanlaajuisesti vuoden 2017 lopussa asennetulla kapasiteetilla on sähköntuotantopotentiaali, joka vastaa 5,6% maailman sähkönkulutuksesta. Standardin energia kapasiteetti ne noin 142 GW asennettu EU lopussa 2015 on 315 TWh vuodessa keskimäärin, mikä vastaa 11,4% EU: n sähköstä vaatimuksia.

Saksassa, Tanskassa ja Espanjassa tuulivoimaa on kehitetty tasaisesti poliittisen tahdon perusteella. Tämä on johtanut uuden teollisuuden kehittämiseen näissä kolmessa osavaltiossa. Vuonna 2009 Saksassa toimivien johtavien valmistajien osuus oli edelleen yli 36%, ja kaksi vuotta myöhemmin vain viiden suurimman aasialaisen yrityksen osuus maailmanmarkkinoista oli 36%. Yhteensä kymmenen tuulivoima -alan huippuyritystä kattavat noin 80% maailmanlaajuisesta kysynnästä. Saksa on yksi tuuliturbiinien tärkeimmistä viejistä .

Vuonna 2020 maailmanlaajuisesti asennettiin noin 93 GW, yli puolet Kiinan kansantasavallasta.

Lähde: GWEC

Saksa

historiallinen kehitys

Tuulienergian kehitys Saksassa vuodesta 1990 (sininen: vuosittain tuotettavan sähköenergian määrä, punainen: asennettu kapasiteetti)

Tuuliturbiinit Saksassa (2011)

Tuulivoiman tuotanto Saksassa vuonna 2016 kuukausittain (tammikuun 2017 mukaan)

Ratkaisevaa puomi tuulienergiaa Saksan liittotasavallassa oli Electricity rehulain 1991, mikä pakko sähköverkonhaltijoilta ostaa sähkön. Tämä edistäminen teknologian tuloa uusiutuvien energialähteiden jatkettiin rajoituksin joita punavihreä liittohallitus, joka oli olemassa syksyllä 1998 ja syksyllä 2005 , vuonna 2000 uusiutuvien energialähteiden lain (EEG). Laki takaa tuuliturbiinien käyttäjille kiinteän korvauksen syötetystä sähköstä. Tämän seurauksena asennettu kapasiteetti kaksinkertaistui noin kahden vuoden välein vuoteen 2002 saakka. Vuoden 2003 lopussa noin puolet Euroopan tuulivoiman kokonaiskapasiteetista (28 700 MW) asennettiin Saksaan. Samaan aikaan muut Euroopan maat ovat saaneet kiinni, kun taas Saksan palkkoja on alennettu, joten vuonna 2017 Saksan osuus Euroopan tuulivoimatuotannosta oli vain reilu 31%.

Sijoittajien EEG -rahoitus vahvisti epäsuorasti Saksan tuulivoima -alan asemaa, jota muut EU -maat arvostivat. Kuitenkin Euroopan yhteisöjen tuomioistuin (EYT) vahvisti päätöksessä 13. maaliskuuta, 2001, C-379/98, että siirrot EEG eivät ole tukea tarkoitettua nojalla. EEG ei myöskään täytä vakaus- ja kasvulain 12 §: n mukaista tuen käsitettä . EEG: n rakenteelliset vaikutukset ovat verrattavissa tukien vaikutuksiin, mutta tukea tarjoavat sähköasiakkaat eivätkä verotulot.

tilastot

Valtakunnallinen

Vuoden 2007 loppuun mennessä Saksalla oli maailman suurin asennettu kapasiteetti 22 247 MW; vuonna 2008 se ylitti Yhdysvaltojen ja vuonna 2010 Kiinan. Vuoden 2014 lopussa Saksassa asennettiin 38 215 MW maatuulivoimaa, mikä lisäsi 4665 MW: n volyymia pelkästään vuonna 2014. 1044 MW asennettiin merelle, josta 523 MW oli vasta liitetty verkkoon. Vuoden 2017 loppuun mennessä asennettu kapasiteetti oli kasvanut 55 876 ​​MW: iin.

Kanssa Enercon , Siemens Windenergie , Senvion ja Nordexilta useat tuuliturbiinien valmistajat perustuvat Saksassa, kun taas muut yritykset toimivat tuulivoimateollisuuteen kuten Vestas ja General Electric toimivat tehtaansa Saksassa. Vuonna 2010 alan viennin osuus oli 66%, liikevaihto vuonna 2011 yli 10 miljardia euroa.

AG Energiebilanzenin alustavien lukujen mukaan tuulivoima toimitti vuonna 2019 noin 126,4 TWh sähköenergiaa, ennen ruskohiiltä (114,0 TWh), maakaasua (91,3 TWh), ydinvoimaa (75,2 TWh) ja kivihiiltä (56,9 TWh) Saksan tärkein virtalähde. Maatuulivoimalat tuottivat 101,8 TWh ja merituulipuistot 24,6 TWh TWh. Saksan voimalaitokset tuottivat yhteensä 611,5 TWh, josta 569,0 TWh kulutettiin kotimaassa, loput vietiin Euroopan naapurimaihin. Prosentuaalisesti tuulienergian osuus sähköntuotannosta oli noin 21%ja ruskohiili noin 19%. Ajantasaiset syöttötiedot (Saksa) vuodesta 2011 lähtien ovat vapaasti saatavilla Internetissä.

Edellinen tuulivoimaennätys pidetään helmikuussa 2020. Tällä poikkeuksellisen myrskyisellä kuukaudella tuulivoimalat tuottivat BDEW: n alustavien tietojen mukaan noin 20,9 TWh sähköenergiaa, mikä vastaa suunnilleen kahden ydinvoimalaitoksen vuotuista sähköntuotantoa . Samaan aikaan edellinen tuulivoimaennätys 16,5 TWh ylitettiin noin 25%. Erityisesti kalenteriviikko 8 oli epätavallisen vahva, kun tuulivoima kattoi yli 55% Saksan sähkönkulutuksesta (katso grafiikkaa seuraavassa galleriassa).

• 

  Suorituskyky (graafinen)

• 

  Suurin ja vähimmäishyöty

• 

  Saanto

• 

  Saanto numeroina

Kehitys yksittäisissä liittovaltioissa

Koska vuotuinen tuulen määrä vaihtelee, Saksan tuulienergiainstituutti DEWI käyttää niin sanottua 100% vuotta (eli keskimääräistä tuulivuotta tuuliindeksin mukaan ) laskentaperusteena liittovaltion tuulivoimaosuuksien laskemisessa .

Tuulienergian tuotanto EU / DE / ES (1990–2011) yksittäisissä maissa (lähde: BMU Renewable Energy lukuina)

Tuuliturbiinien rakentamisella eri osavaltioissa on useita etuja. Vaikka z. Esimerkiksi Pohjois -Saksan liittovaltioissa vallitsee yleensä suurempi tuulen nopeus, mikä vaikuttaa myönteisesti tuulienergian kannattavuuteen, mutta sisävesialueiden lisäkehityksellä voi olla myönteisiä vaikutuksia energiavarmuuteen .

Vuonna 2012 Schleswig-Holsteinin osavaltio suunnitteli kattavansa 300% teoreettisesta sähkön tarpeestaan uusiutuvilla energialähteillä vuodesta 2020 alkaen , suurimman osan tuulivoimalla. Tammikuussa 2012 Ala -Saksi suunnitteli saavansa 90 prosenttia sähköstään uusiutuvista lähteistä vuoteen 2020 mennessä, josta suurimman osan pitäisi kattaa tuulivoima.

In North rhinewestphalia , musta ja keltainen valtionhallinnon kasvoi minimietäisyys uusien tuulivoimaloiden rakennetaan seuraavan rakennuksen 500 m 1500 m, mikä tuo rakentaminen uusia järjestelmiä virtuaalinen pysähdyksissä. Heinäkuussa 2011 puna-vihreä osavaltion hallitus ( Cabinet Kraft I ) löysää määräyksiä uudella tuulienergia- asetuksella, joka oli estänyt tuulivoiman laajentamisen siihen asti. Seuraava osavaltion hallitus oli jälleen mustavalkoinen ja nousi 1500 metriin.

Etelä-Saksan Baden-Württembergin ja Baijerin osavaltioissa sekä Hessenissä tuulienergian laajeneminen oli z. B. hallinnollisesti vaikeuttavat erittäin suuret poissulkemisalueet ja laitosten korkeusrajoitukset, joten tuuliturbiinien laajentuminen pysyi vähäisenä. Vuonna 2013 pääministeri Seehofer Baijerissa vaati etäisyyttä seuraavaan asutukseen, joka oli 10 kertaa tuuliturbiinin korkeus; Vuonna 2014 Baijerin osavaltion parlamentti antoi asiasta lain; Baijerin perustuslakituomioistuin hylkäsi oikeusjuttu opposition toukokuu 2016.

Viimeistään Fukushiman ydinvoimalaonnettomuuden jälkeen on kuitenkin aloitettu uudelleentarkastelu, joten tuulivoiman laajentamista on nyt painostettu myös Etelä -Saksassa. Baden-Württembergin nykyinen vihreänpunainen osavaltion hallitus laski hallinnollisia esteitä Baden-Württembergin tuulivoima-asetuksella.

Offshore -tuulivoima

" Alpha Ventus " merituulivoimapuistohankkeen että Saksan Bight

Saksassa merituulipuistojen rakentaminen on ollut taloudellisesti houkuttelevaa vuodesta 2009 . Kaupallisena testikohteena kehitetty alfa -ventus -merituulipuisto oli ensimmäinen vuonna 2010 käyttöön otettu merituulipuisto . Baltic 1 -tuulipuisto seurasi vuonna 2011 . Vasta sitten isot järjestelmät siirtyivät vähitellen verkkoon. Kaiken kaikkiaan merituulivoiman laajentaminen Saksassa on vasta alussa.

Vuonna 2015 verkkoon syötettiin yhteensä 546 uutta merituuliturbiinia, joiden kokonaisteho oli 2 282,4 MW. Lisäksi rakennettiin 41 muuta tuuliturbiinia, joiden verkkoyhteys on vielä kesken. Vuoden 2015 lopussa käytössä oli yhteensä 792 merituulivoimalaa, joiden kokonaisteho oli 3 294,9 MW. Kesäkuun 2019 lopussa käytössä oli 1351 offshore-tuuliturbiinia, joiden syöttöverkko oli 6 658 MW, sekä 56 järjestelmää, joiden teho oli 410 MW ilman aiempaa syöttöverkkoa.

Tanska

Tuuliturbiinit vuonna Tanskassa

Tanska oli a. edelläkävijä nykyaikaisen tuulivoimatekniikan kehittämisessä (ks. myös tuulienergian käytön historia ), koska sen tuuliolosuhteet ovat hyvät maan maantieteellisen sijainnin ja tuulienergian käytön perinteen vuoksi. rakentaa institutionaalisesti ja teknologisesti 1970 -luvulla . Tanskasta tuulienergian käyttö levisi maailmanlaajuisesti 1970 -luvulta lähtien. Ensimmäinen syöttölaki otettiin käyttöön jo vuonna 1981, mikä takaa tuulivoiman tuottajille kiinteän hinnan kilowattitunnilta ja luo siten investointiturvaa. Vuonna 2012 tuulivoiman osuus Tanskan sähkönkulutuksesta ylitti ensimmäistä kertaa 30%: n rajan. Tanskan hallituksen laajentumissuunnitelmien mukaan osuuden pitäisi olla 50% vuoteen 2020 mennessä. Vuonna 2019 tuulivoima kattoi 47% Tanskan sähkön tarpeesta. Vuonna 2015, kun tuulivoimalla saavutettiin noin 42%, tuulivoimaa tuotettiin noin 14,1 TWh.

Tanska käyttää sekä maalla että merellä tuulivoimaa. Toisin kuin Saksassa, jossa suurin osa merituulipuistoista on suunniteltu Waddenzeen suojelemiseksi ja turisteista kauas rannikolta, Tanskan tuulipuistot sijaitsevat pääasiassa lähellä rannikkoa matalassa vedessä. Suurimmat merituulipuistot ovat Horns Rev , Nysted ja Anholt . Maaliskuussa 2013 merituulipuistoihin asennettu järjestelmän teho ylitti 1000 MW. Vuonna 2020 tehdyn tutkimuksen mukaan Tanskan tuulivirasto näkee jopa 18 GW: n potentiaalin.

Japani

Japanissa, kuten Saksassa, on kiinteä uusiutuvien energialähteiden tariffi. Heinäkuun 1. päivästä 2012 lähtien tuuliturbiinien sähkövoima on ollut huomattavasti enemmän kuin muissa maissa 23,1 jeniä / kWh (muunnettu 24 senttiä raportointikuussa heinäkuussa 2012). Vuoden 2019 lopussa Japanissa oli 4 GW tuulivoimakapasiteettia. Japanin hallituksen suunnitelmien mukaan 30-45 GW tuotantokapasiteettia rakennetaan yksin avomerelle vuoteen 2040 mennessä.

Itävalta

Vuoden 2020 lopussa Itävallassa oli käytössä 1307 tuuliturbiinia, joiden kokonaisteho oli 3120 MW.

Vuosi 2014 oli Itävallan toistaiseksi vahvin laajentumisvuosi, ja tuulivoimaa tuotettiin 411 MW lisää. Lähes puolet siitä (192 MW) rakennettiin Burgenlandissa. Burgenland on siis laskennallisesti omavarainen vallan maaliskuussa 2013.

Kaikkien Itävallan tuuliturbiinien vuotuinen kokonaistuotanto oli noin 7 TWh vuonna 2017  . Se vastasi tuolloin noin 11 prosenttia Itävallan sähkön kokonaiskysynnästä. Vuonna 2019 noin 13 prosenttia kysynnästä katettiin tuulivoimalla.

Vuonna Oberzeiring vuonna Steiermarkissa The Tauernwindpark on rakennettu vuonna 2002 , joka on Itävallan korkein tuulipuisto päivitettynä 1900 m merenpinnan yläpuolella. Vuonna 2019 tehdyn remontin jälkeen se käsittää kymmenen järjestelmää, joiden kokonaisteho on 32 MW.

Ylivoimaisesti suurin tuulienergian määrä tuotetaan Ala -Itävallassa . Laajentuminen on kuitenkin viime aikoina vähentynyt merkittävästi.

Portugali

Vuoden 2019 lopussa Portugali oli rakentanut 5 437 MW: n tuulivoimakapasiteetin. (2015: 5033 MW, 2016: 5313 MW, 2017: 5313 MW 2743 turbiinin kautta 257 tuulipuistossa). Tuulivoiman osuus sähkön kokonaiskulutuksesta oli 24% vuonna 2017, 27% vuonna 2019 ja 24,4% vuonna 2020

Sveitsi

Tuulivoima Sveitsissä, asennettu kapasiteetti ja tuotanto

Vuodesta 1996 lähtien Mont Crosinin tuulivoimala Juran kantonissa oli Sveitsin ensimmäinen korkean suorituskyvyn tuulipuisto. sitä laajennettiin 29 MW: n kapasiteettiin vuoteen 2013 mennessä. Gütschin tuulipuisto sijaitsee Gütsch ob Andermattilla noin 2300 m merenpinnan yläpuolella, ja vuodesta 2012 lähtien sillä on ollut neljä turbiinia, joiden kokonaisteho on 3,3 MW. Gries tuulipuisto on Euroopan korkein sijaitsee tuulipuiston ja hetkellä noin 2500 metriä merenpinnan yläpuolella on Gries säiliö kantonin Valais; on neljä Enercon -turbiinia, joiden kokonaisteho on 9,3 MW.

Kun vuonna 2009 otettiin käyttöön kustannuksia kattava syöttötariffi (KEV), luotiin joitakin laajennuksia ja uusia tuulipuistoja. Vuoden 2017 lopussa Sveitsiin asennettiin ja liitettiin verkkoon yhteensä 37 järjestelmää, joiden kokonaisteho oli 75 MW. Sveitsissä on vuodesta 2014 lähtien tuotettu vuosittain yli 100 GWh (2014: 100,9 GWh; 2015: 110 GWh; 2016: 108,6 GWh 2017: 132,6 GWh). Vuonna 2020 BfE odottaa noin 140 GWh

Liittovaltion Energy (BFE) on julkaissut Tuuliatlaksen 2016 ja Tuuliatlaksen 2019. Jälkimmäinen osoittaa keskimäärin 0,5 metriä sekunnissa pienempiä tuulen nopeuksia kuin vuoden 2016 Wiindatlas.

Espanja

Tuulipuisto Pohjois -Espanjassa

Nykyaikaisen tuulienergian käytön kehittäminen alkoi Espanjassa 1990-luvun puolivälissä, kun valtiontuet otettiin käyttöön. Niiden taustalla oli teollisuuspolitiikka ja uusien työpaikkojen luominen etualalla. Lisäksi tuulivoiman maantieteelliset olosuhteet ovat suotuisat ja väestön vastustuskyky alhaisen väestötiheyden vuoksi on harvinaista. Vuoteen 2006 asti Espanja oli asennetulla kapasiteetiltaan toiseksi Saksan jälkeen 11 630 MW. Vuoteen 2012 mennessä oli lisätty yli 11 GW, mutta tämä ei voinut estää Kiinaa ja Yhdysvaltoja ohittamasta maata asennetun kapasiteetin suhteen: Vuonna 2012 Espanja oli maailman neljännessä paikassa asennetulla kapasiteetillaan 22,8 GW, mikä tarkoittaa, että se jatkaa kasvamistaan ​​ja kuului johtaville tuulienergian käyttäjille.

Verkko -operaattorin Red Eléctrica de Españan alustavien lukujen mukaan tuulienergia oli Espanjan tärkein sähköntuottaja vuonna 2013. Tuulienergia oli 21,1%: n osuudellaan edellä ydinvoimaa 21,0%, hiilivoimaa (14,6%) ja laajamittaista vesivoimaa (14,4%). Espanjan kokonaistuotanto oli 246,17 TWh. Windpower Monthly -tuulivoimalehden mukaan Espanja on ensimmäinen maa, jossa tuulivoima on sukupolven tilastojen ykkönen. Vuoden 2019 lopussa Espanjan tuulivoimaloiden kokonaiskapasiteetti oli 25808 MW, joka on toiseksi suurin arvo Euroopassa (Saksan jälkeen). Tuulivoiman osuus kokonaiskulutuksesta oli 21% vuonna 2019.

Kanssa Siemens Gamesa , yksi suurimmista tuuliturbiinien valmistajista maailmassa perustuu Espanjassa. Iberdrola eteni myös tulla johtava maailmanlaajuinen sijoittaja teollisuudessa.

Yhdysvallat

Tanska jälkeen Yhdysvallat on maa, joka voi katsoa taaksepäin nykyaikaisen tuulivoiman käytön pisimmästä historiasta. Ensimmäisistä tuotantotoimenpiteistä päätettiin 1970 -luvun lopulla öljykriisin seurauksena. Tämän seurauksena Kaliforniassa 1980 -luvun alussa alkoi varhainen tuulienergiabuumi, jossa valtion tukiohjelman lisäksi käynnistettiin valtion tukiohjelma. Vuoden 2020 lopussa Yhdysvaltoihin asennettiin tuuliturbiinit, joiden kapasiteetti oli 122,3 GW (2016: 82,2 GW, 2019: 105,4 GW). Laajennus vuonna 2020 oli 16,2 GW. Vuonna 2015 tuulivoimalla tuotettiin 191 TWh sähköä, vuonna 2020 se oli 338 TWh eli 8,4% tarjotusta sähköenergiasta.

Tuulivoimalaitokset - kuten muutkin uusiutuvat energialähteet - rahoitetaan Yhdysvalloissa tuotannon verohyvityksellä ; Tämän verohyvityksen määrä oli 2,2 Yhdysvaltain senttiä / kWh vuonna 2013. Tämä kestää (marraskuusta 2016) vuoteen 2020. Vaikka Yhdysvalloissa ei ollut merituulipuistoja ennen vuotta 2016, tuuliturbiinien kapasiteettikerroin oli suhteellisen korkea , 33% vuonna 2011 , mikä vastaa noin 3000 täyteen käyttötuntia .

Kiinan kansantasavalta

Tuulivoima Kiinassa, asennettu kapasiteetti MW

Kiinan kansantasavalta otti ensimmäiset askeleet kohti tuulienergian nykyaikaista käyttöä 1980 -luvulla , kun Germanischer Lloyd käytti testikenttää Sisä -Mongoliassa . Lisäksi tukiohjelmien tuella Kiinaan toimitettiin pieniä tuuliturbiineja maan sähköistämisen edistämiseksi . Nämä hankkeet eivät kuitenkaan ylittäneet kapeaa toimintaa.

Sitä vastoin tuulienergiaa on laajennettu voimakkaasti kansantasavallassa 2000-luvun puolivälistä lähtien. Vuoden 2006 lopussa asennettiin vain 2,6 GW, vuoteen 2009 asti kapasiteetti kaksinkertaistui vuosittain (vuoden 2009 lopussa asennettiin 25 GW). Vuonna 2010 lisättiin 19 GW, mikä tarkoittaa, että Kiinan osuus tänä vuonna oli noin puolet maailman lisäkapasiteetista. 168,7 GW oli asennettu vuoden 2016 loppuun mennessä; reilu kolmannes maailman asennetusta kapasiteetista. Lisäys vuonna 2017 oli 19,5 GW. Sähkön tuotanto vuonna 2015 oli 186,3 TWh, mikä vastaa noin 3,3% Kiinan kokonaistuotannosta. Kasvu ylitti huomattavasti odotukset, joita vuodelta 2011 oli kahdestoista viisivuotissuunnitelma, jossa suunniteltiin laajennusta 200 GW: iin vuoteen 2020 mennessä. Vuonna 2016 tavoite nostettiin vain 250 GW: iin ja syöttötariffeja päätettiin alentaa maltillisesti, koska verkon laajentamisessa on alueellisia ongelmia. Vuonna 2020 Kiina käynnisti uusia laitoksia, joiden kapasiteetti on noin 58 gigawattia.

kirjallisuus

• Albert Betz : Tuulivoima ja sen käyttö tuulimyllyissä. Ecobook, Kassel 1982, ISBN 3-922964-11-7 . (Painoksen uusintapainos Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 1926).
• Horst Crome: Käsikirja tuulienergiatekniikasta. Ökobuch Verlag, ISBN 3-922964-78-8 .
• Robert Gasch, Jochen Twele (toim.): Tuulivoimalat. Perusteet, suunnittelu, suunnittelu ja käyttö. 9., päivitetty painos. Springer, Wiesbaden 2016, ISBN 978-3-658-12360-4 .
• Erich Hau: Tuulivoimalat - perusteet, tekniikka, käyttö, talous. 5. painos. Springer, Berlin / Heidelberg 2014, ISBN 978-3-642-28876-0 rajoitettu esikatselu Googlen teoshaussa .
• Siegfried Heier : Tuulienergian käyttö. 7. painos. Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart 2016, ISBN 978-3-8167-9587-2 .
• Siegfried Heier: Tuulivoimalat: järjestelmän suunnittelu, verkon integrointi ja ohjaus. 5. painos. Vieweg / Teubner, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8351-0142-5 .
• Nicole Hesse: Windwerkerei. Tuulienergian käytön käytännöt Saksan varhaisessa ympäristöliikkeessä . Julkaisussa: Technikgeschichte , ISSN  0040-117X , 83 (2016) H. 2, s. 125–150.
• Matthias Heymann : Tuulienergian käytön historia 1890–1990. Campus-Verlag, Frankfurt am Main 1995, ISBN 3-593-35278-8 .
• Martin Kaltschmitt , Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (toim.): Uusiutuvia energioita. Järjestelmätekniikka, talous, ympäristönäkökohdat . Springer Vieweg, Berliini / Heidelberg 2013, ISBN 978-3-642-03248-6 .
• Jens-Peter Molly: Tuulienergia: teoria, sovellus, mittaus. 2., täysin tarkistettu. ja exp. Painos. Verlag CF Müller, Karlsruhe 1990, ISBN 3-7880-7269-5 .
• Mario Neukirch: Tuulienergian käytön kansainvälinen uraauurtava vaihe , Diss. Göttingen 2010, uni-goettingen.de (PDF)
• Volker Quaschning : Regenerative Energy Systems. Tekniikka - laskenta - simulointi. Hanser, München 2015, ISBN 978-3-446-44267-2 .
• Stefano Reccia, Daniel Pohl, Denise von der Osten: CleanTech -tutkimussarja. Osa 2: Tuulivoima. Saksan CleanTech Institute, Bonn 2009, ISBN 978-3-942292-02-3 .
• Alois Schaffarczyk (toim.): Johdatus tuulienergiatekniikkaan. Carl Hanser Verlag, München 2012, ISBN 978-3-446-43032-7 .
• Hermann-Josef Wagner , Jyotirmay Mathur: Johdatus tuulienergiajärjestelmiin. Perusteet, tekniikka ja toiminta. Springer, Berliini / Heidelberg 2013, ISBN 978-3-642-32975-3 .
• Viktor Wesselak , Thomas Schabbach , Thomas Link, Joachim Fischer: Handbook Regenerative Energy Technology. Kolmas, päivitetty ja laajennettu painos. Berliini / Heidelberg 2017, ISBN 978-3-662-53072-6 .

nettilinkit

Wikisanakirja: Tuulienergia  - selitykset merkityksille, sanojen alkuperälle, synonyymeille, käännöksille

• Diaesitys kuvaluokasta Tuuliturbiinit Saksassa
• Tuulienergia -portaali uusiutuvan energian virastossa
• Federal Wind Energy Association (Saksa)
• Tuulienergian edistämistoimisto (Saksa)
• Federal Association of Small Wind Turbines (Saksa)
• IG Windkraft (itävaltalainen tuulienergiaoperaattoreiden, -valmistajien ja -edustajien sidosryhmä)
• EWEA: European Wind Power Association (englanti)
• Tietoa tuulen energiaa Liittovaltion talous- ja energia
• Tuulivoima - tiedot liittovaltion energiavirastolta (Sveitsi)
• World Wind Energy Report 2012 ( Muistio 20. lokakuuta 2013 Internet -arkistossa ) (PDF; 3,1 MB) World Wind Energy Association
• Maat> Saksa. Julkaisussa: The Wind Power database . The Wind Power, Michaël Pierrot, 3. heinäkuuta 2017, käytetty 29. heinäkuuta 2017 (tuulienergia -tietokanta, jossa on asennettu kapasiteetti, tuulipuistot, alueittain, valmistaja, kuvat ja muut tiedot). 
• Konstantin Wiegandt: Tuulienergian ja aurinkoenergian nykyinen syöttökapasiteetti Saksassa. In: Aurinko- ja tuulienergian syöttötilastot. Wind Journal, Konstantin Wiegandt, käytetty 29. heinäkuuta 2017 .  ;

Konstantin Wiegandt: Tuulienergian syötön vaihtelut Saksassa. In: Aurinko- ja tuulienergian syöttötilastot. Wind Journal, Konstantin Wiegandt, käytetty 29. heinäkuuta 2017 (tuulienergian syöttö Saksassa 1. tammikuuta 2012). 

• Voimalaitokset ja tuulivoima Saksassa. (PDF; 2,6 Mt) Federal Environmental Agency, 2017, luettu 29. heinäkuuta 2017 . 
• www.windatlas.dk - Maailman tuuliatlasit
• Honnef, tuulivoiman edelläkävijä Hermann Honnef - 1878-1961 - edelläkävijä tuulivoiman käytössä

Yksilöllisiä todisteita