德國的風電場及其受歡迎程度。
如果不是細心和勤奮的德國人，誰對現代技術了解很多？質量最高、最可靠的汽車誕生於德國。政府嚴重擔心其公民的財務成本。因此，在 2018 年，德國在使用風能發電方面排名第三（僅次於美國和中國）！多年來，德國人一直在推廣利用風車發電的想法。大大小小的，高低，它們遍布全國，讓國家放棄建設更有害和危險的發電廠。
數字和細節
在德國北部，已經安裝了整個山谷的風電場，數公里外都可以看到。巨型風力渦輪機環保、高效、維護成本低，理所當然地被認為是未來的能源。裝備的威力直接取決於它的高度！渦輪機越高，它產生的電能就越多。這就是開發商沒有止步於此的原因：最近在海多夫小鎮安裝了一台最大高度高達 247 米的新型風力渦輪機！除了主渦輪機外，發電廠還有 3 台額外的渦輪機，每台 152 米高。總之，它們的力量足以為一千個家庭提供電力。
新設計還採用了創新的蓄電技術。務實而聰明的德國人使用寬敞的水箱來供應乾淨的水，這樣可以防止在沒有大風天氣的情況下電力下降。未來的技術被認為是非常有前途的，因此許多國家都試圖效仿德國。然而，這個國家不太可能被超越……迄今為止，所有已安裝風力渦輪機的容量超過 56 吉瓦，佔地球上風能總份額的 15% 以上。整個德國有超過 17,000 颱風車，它們的生產早已被放在傳送帶上。
未來是風的力量嗎？
1986 年切爾諾貝利發生可怕災難後，德國政府第一次考慮安裝風電場。一座巨大的核電站被毀，造成了可怕的後果，讓世界各國領導人開始思考電力行業的變革。今天，德國超過 7% 的電力是由發電機產生的。
國家領導人也在積極發展海上電力產業。 12年前，第一台位於海上的風力渦輪機出現在德國人手中。今天，一個成熟的商業風電場在波羅的海運營，併計劃在不久的將來在北海再開設兩個風電場。
然而，並非一切都像乍看之下那麼簡單。即使是這樣一種環保的發電方法也有強烈的反對者。他們的主要論點之一是這種結構的高成本，這對國家預算產生了負面影響。還有它們不美觀的外觀。對對對，你沒聽錯！有些人認為，安裝的風力渦輪機使他們無法享受大自然的美景，在他們看來，這比用傳統的電力污染這個生態要糟糕得多。風電場的“不懷好意者”還有另一種說法！它們嘈雜的嗡嗡聲干擾了房屋靠近垃圾填埋場的人們的安靜生活。
儘管如此，在德國風電場的普及和數量增加的趨勢是無可爭議的。政府正朝著既定方向自信地前進，計劃發展常規和海上風能。
也很有趣：
最強風電場
建立一個小型發電廠是無利可圖的。這個行業有一個明確的規則——讓私人風車為房屋、農場、小村莊提供服務，或者建造一個具有區域重要性的大型發電廠，在國家能源系統的層面上運行，都是有利可圖的.因此，世界上不斷創建越來越多的強大電站，產生大量電力。
中國甘肅是世界上最大的風電場，每年發電近 7.9 吉瓦。中國近20億的能源需求巨大，迫使大型電站建設。到2020年，計劃達到20吉瓦的容量。
2011年，印度Muppandal工廠投產，裝機容量1.5GW。
年產能為 1,064 吉瓦的第三大電廠是自 2001 年開始運營的印度齋沙默爾風電場。最初，該站的功率較低，但經過一系列升級後，它達到了今天的價值。這些參數已經接近普通水電站的指標。已實現的發電量開始將風能從次要領域帶入能源行業的主要方向，創造了廣闊的前景和機遇。
戰鬥風車
還有一個問題——環保主義者的反對。儘管大多數環保組織都支持風能，但也有人反對。他們不希望風電場建在聯邦土地和原始自然地區。風電場經常受到當地居民的反對，他們不喜歡風力渦輪機破壞視野，並且它們的葉片發出令人不快的聲音。
反對風電場的集會
今天在德國，有超過 200 個民間倡議反對建造風力渦輪機。他們認為，政府和能源問題正試圖將傳統的負擔得起的能源轉化為昂貴的“環保”能源。
“一切如常。風電場的建設和風力渦輪機的生產消耗大量能源。用新的風力渦輪機更換舊的風力渦輪機，它們的維護和處置以及政府補貼對納稅人來說都是昂貴的。減少二氧化碳排放的信息並不令人信服，”反對風電場的活動人士認為。
計劃增加風力渦輪機的容量
儘管在過去三十多年中取得了進步和知識，但風能行業仍在邁出第一步。今天，它的份額約佔德國生產的總能源的 16%。然而，隨著政府和公眾轉向無碳電力，風電的份額肯定會上升。新的研究計劃旨在開發技術、優化運營和生產、提高電力系統的靈活性和降低成本。
這很有趣：來自俄羅斯的物理學家將太陽能電池板的效率提高了 20%
輿論
2016 年德國風能信息：電力生產、發展、投資、產能、就業和輿論。
2008年以來，風能在社會上享有很高的接受度。
在德國，數十萬人在全國范圍內投資了民用風電場，成千上萬的中小企業在這個新領域取得了成功，2015 年該領域僱傭了 142,900 人，2016 年發電量佔德國電力的 12.3%。 .
然而，最近，由於風電對景觀的影響、為建造風力渦輪機而砍伐森林的案例、低頻噪聲排放以及對野生動物的負面影響等，當地對風電擴張的抵制有所增加。作為猛禽和蝙蝠。
政府支持
自 2011 年以來，德國聯邦政府一直在製定一項新計劃，以增加可再生能源的商業化，特別關注海上風電場。
2016 年，德國決定從 2017 年開始用拍賣取代上網電價，理由是風能市場的成熟性最好以這種方式服務。
能源轉型
2010 年的“能源轉型”政策被德國聯邦政府採納，導致可再生能源，尤其是風能的使用大幅擴張。德國的可再生能源份額從 1999 年的 5% 左右增加到 2010 年的 17%，接近經合組織 18% 的平均水平。生產者有 20 年的固定上網電價保證，保證固定收入。成立能源合作社，努力下放控制權和利潤。大型能源公司在可再生能源市場中所佔的份額非常小。核電站已經關閉，現有的 9 座核電站將於 2022 年提前關閉。
迄今為止，對核電廠的依賴減少導致對化石燃料和從法國進口電力的依賴增加。不過，順風順水，德國出口到法國； 2015 年 1 月，德國的平均價格為 29 歐元/兆瓦時，法國為 39 歐元/兆瓦時。阻礙有效利用新的可再生能源的因素之一是缺乏對能源基礎設施 (SüdLink) 的相關投資以將電力推向市場。輸電限制有時會迫使德國向丹麥支付停產費用；在 2015 年 10 月/11 月，這是 96 GWh，成本為 180 萬歐元。
在德國，對新建電力線路的態度各不相同。工業關稅被凍結，因此能源轉型增加的成本轉嫁給了電費較高的消費者。 2013 年，德國人的電費是歐洲最高的。
海上風電
德國灣的海上風電場
海上風電在德國也具有巨大潛力。海上風速比陸地快 70-100%，而且更加穩定。能夠充分利用海上風電潛力的新一代 5 兆瓦或更大的風力渦輪機已經開發出來，並提供了原型。這使得海上風電場在克服了與新技術相關的通常的初始困難之後能夠盈利地運營。
2009年7月15日，德國第一台海上風力發電機組建成。該渦輪機是北海 alpha ventus 海上風電場的 12 颱風力渦輪機中的第一台。
核事故後 發電廠 在 日本 在 2011 德國聯邦政府正在製定一項新計劃，以增加可再生能源的商業化，特別關注海上風電場。根據規劃，大型風力發電機將安裝在遠離海岸線的地方，那裡的風比陸地上吹得更平穩，而且巨大的風力發電機不會打擾居民。該計劃旨在減少德國對煤炭和核電站能源的依賴。德國政府希望到 2020 年安裝 7.6 吉瓦，到 2030 年安裝 26 吉瓦。
主要問題將是缺乏足夠的網絡容量來將北海產生的電力傳輸到德國南部的大型工業消費者。
2014 年，德國海上風電場增加了 410 台渦輪機，容量為 1,747 兆瓦。由於尚未完成並網，2014年底只有總容量為528.9兆瓦的渦輪機並網。儘管如此，據報導，德國在 2014 年底打破了海上風電的障礙。功率增加了兩倍，超過 3 吉瓦，這表明該行業的重要性日益增加。
建設風電場的經濟理由
在決定在給定區域建設風電場之前，要進行徹底和廣泛的調查。專家找出當地風、風向、速度和其他數據的參數。值得注意的是，在這種情況下，氣象信息的用處不大，因為它們是在不同的大氣層級收集的，追求不同的目標。
獲得的信息為計算工廠的效率、預期生產力和產能提供了基礎。一方面，考慮到建站的所有成本，包括設備的購買、交付、安裝和調試、運營成本等。另一方面，計算站的運營可以帶來的利潤。將獲得的值相互比較，與其他站點的參數進行比較，然後對在給定區域內建站的便利程度做出判斷。
海上風電
德國風電場在北海的位置
2006 年 3 月安裝了德國第一台海上（海上但靠近海岸）風力渦輪機。該渦輪機由距離羅斯托克海岸 500 米的 Nordex AG 安裝。
一個容量為 2.5 兆瓦、葉片直徑為 90 米的渦輪機安裝在 2 米深的海域。基礎直徑18米。地基鋪設了550噸沙子、500噸混凝土和100噸鋼材。總高度為 125 米的結構由兩個浮橋安裝而成，面積分別為 1750 和 900 平方米。
在德國，波羅的海有 1 個商業風電場 - Baltic 1（en：Baltic 1 Offshore Wind Farm），北海的兩個風電場正在建設中 - BARD 1（en：BARD Offshore 1）和 Borkum West 2 (en: Trianel Windpark Borkum) 位於 Borkum 島（弗里斯蘭群島）的海岸。位於博爾庫姆島以北 45 公里的北海也是 Alpha Ventus 測試風電場（en：Alpha Ventus Offshore Wind Farm）。
到 2030 年，德國計劃在波羅的海和北海建造 25,000 兆瓦的海上發電廠。
WPP的優點和缺點
今天，世界上有超過20,000個不同容量的風電場。它們大多安裝在海洋沿岸，以及草原或沙漠地區。風電場有很多優點：
- 無需準備安裝設備的區域
- 風電場的維修和保養比任何其他電站便宜得多
- 由於靠近消費者，傳輸損耗顯著降低
- 對環境無害
- 能源完全免費
- 設施之間的土地可用於農業用途
同時，也有缺點：
- 源不穩定迫使使用大量電池
- 機組在運行過程中發出噪音
- 風車葉片的閃爍對心靈有非常負面的影響
- 能源成本遠高於其他生產方法
另一個缺點是此類站的項目投資成本高，包括設備價格、運輸、安裝和運營成本。考慮到單獨安裝的使用壽命 - 20-25 年，許多車站都無利可圖。
缺點非常顯著，但缺乏其他機會減少了它們對決策的影響。對於許多地區或州來說，風能是獲得自己能源的主要方式，而不是依賴其他國家的供應商。
蓋爾多夫的專業知識
2017 年 12 月，德國公司 Max Bögl Wind AG 推出了世界上最高的風力渦輪機。支架的高度為 178 m，考慮到葉片，塔的總高度為 246.5 m。
在蓋爾多夫開始建造風力渦輪機
新的風力發電機位於德國蓋爾多夫市（巴登-符騰堡州）。它是其他四座塔的一部分，高度從 155 到 178 m，每座都配備一台 3.4 兆瓦的發電機。
該公司認為，發電量將達到每年 10,500 兆瓦/小時。該項目造價7500萬歐元，預計每年可產生650萬歐元。該項目從聯邦環境、自然保護、建築和核安全部（Bundesministerium für Umwelt、Naturschutz、Bau und Reaktorsicherheit、BMUB）獲得了 715 萬歐元的補貼。
蓋爾多夫的風電場
超高風車使用實驗性蓄水能源技術。水庫是一個 40 m 高的水塔，它與位於風力渦輪機下方 200 m 的水力發電站相連。多餘的風能用於逆重力抽水並將其儲存在塔中。如有必要 水被釋放以供應電力 當前的。在儲能和電網供電之間切換僅需 30 秒。一旦功率下降，水就會回流並旋轉額外的渦輪機，從而增加發電量。
“通過這種方式，工程師解決了與可再生能源相關的最大問題之一——它們的不規則性和電力對氣候特徵的依賴性。四個風力渦輪機和一個抽水蓄能電站的容量足以為蓋爾多夫市的 12,000 名居民提供能源，”蓋爾多夫項目開發工程師 Alexander Schechner 說。
風電場的類型
風力發電廠的主要和唯一類型是將數十個（或數百個）風力發電廠集成到一個系統中，這些風力發電廠產生能量並將其傳輸到單個網絡。幾乎所有這些裝置都具有相同的設計，但個別渦輪機有一些變化。車站的組成和所有其他指標都非常統一，取決於各個單元的總容量。它們之間的區別僅在於放置方法。是的，有：
- 地面
- 沿海
- 離岸
- 漂浮的
- 飆升
- 山
如此豐富的選擇與在全球各個地區運營某些站點的公司的條件、需求和能力有關。大多數安置點都與需求有關。例如，風能領域的世界領先者丹麥根本沒有其他機會。隨著行業的發展，將不可避免地出現其他的機組安裝選擇，最大限度地利用當地的風力條件。
規格
這種渦輪機的尺寸令人印象深刻：
- 葉片跨度 - 154 m（維斯塔斯 V-164 渦輪機的一個葉片長度為 80 m）
- 建築高度 - 220 m（帶有垂直升高的刀片），對於 Enercon E-126，從地面到旋轉軸的高度為 135 m
- 每分鐘轉子轉數 - 標稱模式下從 5 到 11.7
- 渦輪機的總重量約為 6000 噸，包括。基礎 - 2500 噸，支撐（承載）塔 - 2800 噸，其餘 - 發電機機艙和帶葉片的轉子的重量
- 葉片開始旋轉的風速 - 3-4 m / s
- 轉子停止的臨界風速 - 25 m/s
- 每年產生的能量（計劃） - 1800 萬千瓦
必須牢記，這些結構的力量不能被視為恆定不變的東西。這完全取決於風的速度和風向，風的存在是按照自己的規律存在的。因此，總能量生產遠小於確定渦輪機能力所獲得的最大值。儘管如此，由數十台渦輪機組成的大型綜合體（風電場）組合成一個系統，能夠為消費者提供相當大的國家規模的電力。
統計數據
1990-2015 年德國的年度風能，以半對數圖顯示，紅色為裝機容量 (MW)，藍色為發電量 (GWh)
近年來裝機容量和風能發電量見下表：
| 年 | 1990 | 1991 | 1992 | 1993 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 裝機容量（兆瓦） | 55 | 106 | 174 | 326 | 618 | 1,121 | 1,549 | 2,089 | 2 877 | 4 435 |
| 發電量 (GWh) | 71 | 100 | 275 | 600 | 909 | 1,500 | 2,032 | 2 966 | 4 489 | 5 528 |
| 功率因數 | 14,74% | 10,77% | 18,04% | 21.01% | 16,79% | 15,28% | 14,98% | 16,21% | 17,81% | 14,23% |
| 年 | 2000 | 2001年 | 2002年 | 2003年 | 2004年 | 2005年 | 2006年 | 2007年 | 2008年 | 2009 |
| 裝機容量（兆瓦） | 6 097 | 8 738 | 11 976 | 14 381 | 16 419 | 18 248 | 20 474 | 22 116 | 22 794 | 25 732 |
| 發電量 (GW h) | 9 513 | 10 509 | 15 786 | 18 713 | 25 509 | 27 229 | 30 710 | 39 713 | 40 574 | 38 648 |
| 容量係數 | 17,81% | 13,73% | 15,05% | 14,64% | 17,53% | 16,92% | 17,04% | 20,44% | 19,45% | 17,19% |
| 年 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 年 | 2017 | 2018 | 2019 |
| 裝機容量（兆瓦） | 26 903 | 28 712 | 30 979 | 33 477 | 38 614 | 44 541 | 49 534 | 55 550 | 59 420 | 61 357 |
| 發電量 (GWh) | 37 795 | 48 891 | 50 681 | 51 721 | 57 379 | 79 206 | 77 412 | 103 650 | 111 410 | 127 230 |
| 容量係數 | 16,04% | 19,44% | 18,68% | 17,75% | 17,07% | 20,43% | 17,95% | 21,30% | 21,40% |
| 年 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 年 | 2017 | 2018 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 裝機容量（兆瓦） | 30 | 80 | 188 | 268 | 622 | 994 | 3 297 | 4 150 | 5 260 | |
| 發電量 (GWh) | 38 | 176 | 577 | 732 | 918 | 1,471 | 8 284 | 12 365 | 17 420 | 19 070 |
| % 風力發電 | 0,1 | 0,5 | 1.2 | 1.4 | 1,8 | 2,6 | 10,5 | 16.0 | 16,8 | |
| 容量係數 | 14,46% | 25,11% | 35,04% | 31,18% | 16,85% | 19,94% | 28,68% | 34,01% | 37,81% |
狀態
德國風電場地理分佈
| 狀態 | 渦輪編號 | 安裝容量 | 淨用電量份額 |
|---|---|---|---|
| 薩克森-安哈爾特 | 2 861 | 5,121 | 48,11 |
| 勃蘭登堡 | 3791 | 6 983 | 47,65 |
| 石勒蘇益格-荷爾斯泰因 | 3 653 | 6 894 | 46,46 |
| 梅克倫堡-前波莫瑞 | 1 911 | 3,325 | 46,09 |
| 下薩克森 | 6 277 | 10 981 | 24,95 |
| 圖林根 | 863 | 1,573 | 12.0 |
| 萊茵蘭-普法爾茨 | 1,739 | 3,553 | 9,4 |
| 薩克森 | 892 | 1,205 | 8.0 |
| 不來梅 | 91 | 198 | 4,7 |
| 北萊茵-威斯特法倫 | 3 708 | 5 703 | 3.9 |
| 黑森州 | 1,141 | 2144 | 2,8 |
| 薩爾 | 198 | 449 | 2,5 |
| 巴伐利亞 | 1,159 | 2,510 | 1.3 |
| 巴登-符騰堡州 | 719 | 1 507 | 0,9 |
| 漢堡 | 63 | 123 | 0,7 |
| 柏林 | 5 | 12 | 0,0 |
| 在北海的架子上 | 997 | 4 695 | |
| 在波羅的海的架子上 | 172 | 692 |
最大的風力發電機是什麼
當今世界上最大的風力渦輪機是來自漢堡 Enerkon E-126 的德國工程師的創意。第一台渦輪機於 2007 年在德國埃姆登附近發射。風車的功率為 6 兆瓦，當時是最大的，但在 2009 年已經進行了部分改造，因此功率增加到 7.58 兆瓦，這使渦輪機成為世界領先的。
這一成就非常顯著，使風能成為世界上一些成熟的領導者。對它的態度發生了變化，從膽怯的嘗試取得嚴重的結果的範疇，行業已經進入了能源生產大戶的範疇，迫使人們計算風能在不久的將來的經濟效應和前景。
棕櫚被 MHI Vestas Offshore Wind 攔截，其渦輪機的聲明容量為 9 兆瓦。第一個此類渦輪機的安裝於 2016 年底完成，運行功率為 8 兆瓦，但在 2017 年，維斯塔斯 V-164 渦輪機獲得的功率為 9 兆瓦，記錄了 24 小時運行。
這種風車的規模確實很大，並且最常安裝在歐洲西海岸和英國的貨架上，儘管在波羅的海也有一些標本。這種風力渦輪機組合成一個系統，總容量為 400-500 兆瓦，是水力發電廠的重要競爭對手。
這種渦輪機的安裝在風力足夠強且均勻的地方進行，海岸最大程度地符合這種條件。沒有自然風屏障，恆定穩定的流量可以組織發電機最有利的運行模式，將其效率提高到最高值。
存在哪些類似物，它們的操作參數
世界上有不少風力發電機製造商，他們都在努力增加渦輪機的尺寸。這是有利可圖的，可以讓您提高產品的生產力，增加發電量，並使大公司和政府對推進風能計劃感興趣。因此，幾乎所有主要製造商都在積極生產最大功率和尺寸的結構。
其中最著名的大型風力渦輪機製造商是已經提到的 MHI Vestas Offshore Wind, Erkon。此外，來自著名公司西門子的 Haliade150 或 SWT-7.0-154 渦輪機是已知的。列表 製造商及其產品 可以足夠長，但是這些信息用處不大。主要是風能的產業化發展和推廣， 風能的利用 為了人類的利益。
來自不同製造商的風力渦輪機的技術特性大致相同。這種平等是由於使用了幾乎相同的技術，符合單一維度的結構特徵和參數。今天沒有計劃建造更大的風車，因為每個這樣的巨型風車都需要大量資金，並且需要大量的維護和維護成本。
這種結構的維修工作要花很多錢，如果增加尺寸，那麼成本的增加將成倍增長，這將自動導致電價上漲。這種變化對經濟極為不利，引起大家的強烈反對。
