ветряки в сша для чего

С тех пор, как существует человечество, существует и изобретательство. С давних времен человек задумывался, как облегчить свой труд. Многие машины, приборы, сложные агрегаты сейчас уже стали для нас привычными. Но к этому человечество шло века и тысячелетия.

В XVIII веке огромные равнинные пространства, покрывающие всю центральную часть Северной Америки считались непригодными для возделывания почвы. Этот район получил название «Великая американская пустыня».

За дождливыми периодами шли засухи, а солнце и ветер высушивали поверхностную влагу. На равнинах ранние поселенцы с трудом тащили достаточно воды для личных нужд, не говоря уже о выращивании сельскохозяйственных культур или водопое скота. Большая часть воды текла глубоко под землей.

Издавна люди научились использовать энергию воздушных масс: ветер надувал паруса морских и речных судов, вращал лопасти ветряных мельниц. Но европейские ветряные мельницы того времени были непрактичны на американских равнинах. Они были большими, дорогими и требовали постоянного ухода, так как их тканевые паруса приходилось складывать вручную.

Конверт первого дня (КПД) «100 лет штату Миннесота. Первые поселенцы. Повозка с быком» (США, 1949 год)

В 1854 году американец Дэниел Халладей (Daniel Halladay), владевший механической мастерской в ​​Новой Англии, разработал ветряную мельницу американского типа.

Она была меньше по размеру, дешевле и ее можно было легко доставить до нужного места и быстро построить.

Ее паруса удерживал против ветра груз, который поднимался медленнее, чтобы уменьшить площадь парусов, когда ветер был слишком быстрым. Традиционные паруса, покрытые тканью, вскоре были заменены деревянными лопастями меньшего размера.

Дэниел Халладей изготовил оригинальную саморегулирующуюся ветряную мельницу (ветряной водяной насос) с одной четырьмя прочными лопастями, установленными на главном валу. Жесткий вал удерживал колесо с лопастями, обращенное к ветру, под углом, чтобы производить наибольшую мощность.

По мере того, как скорость ветра увеличивалась и колесо вращалось быстрее, центробежный регулятор изменял поворот лопастей, чтобы уменьшить их поверхность для ветра, таким образом контролируя их скорость.

При сильном ветре или при выключении мельницы лопасти поворачивались в положение, параллельное ветру, и колесо вообще прекращало вращаться. Эта оригинальная особенность защищала мельницу от повреждений в суровых погодных условиях.

Ветродвигатель Дэниела Халладея (1854 год) — типичная конструкция ветряных мельниц (ветряных насосов), распространенных в конце XIX в.

В сентябре 1854 года первая мельница Halladay была испытана и успешно выкачала воду из колодца глубиной 8,5 м, подняв его на высоту 30 м. Большинство насосов Халладея работали при скорости ветра до 5 м/с, хотя лучшие модели работали при скорости ветра 3 м/с.

Эти новые ветряные насосы идеально подходили для поселенцев на равнинах. Они могли качать воду с большой глубины с постоянной скоростью.

Лопасти таких механизмов могли поворачиваться против преобладающих ветров и хорошо работали как при быстром, так и при медленном ветрах. И в довершение всего, они требовали небольшого обслуживания по сравнению с европейскими ветряными мельницами.

Использование энергии ветра в США в XIX веке

Саморегулирующиеся ветряные мельницы с водяными насосами вскоре стали обычным явлением на равнинах. Поселенцы, фермеры и владельцы ранчо больше не зависели от природной воды, поскольку они могли бурить скважины и качать воду. Ветряные мельницы часто были одним из самых ценных владений поселенца.

Вода, перекачиваемая такими ветродвигателями, использовалась для приготовления пищи, купания, питья, полива сельскохозяйственных культур и животных, стирки одежды и многого другого. Эти машины были простыми, хорошо построенными и надежными.

Ветряная мельница на ранчо в окружении коров

На протяжении второй половины девятнадцатого века различные компании экспериментировали с механизмами ветряков, пытаясь улучшить конструкцию Халладея. К 1870-м и 1880-м годам существовали сотни компаний, производящих ветряные мельницы.

К 1872 году проблемы нехватки и хрупкости древесины были решены, поскольку новые ветродвигатели начали изготавливать из стали.

Первая успешная цельнометаллическая ветряная мельница появилась на рынке в 1876 году, но они не были распространены до 1890-х годов. Металлические ветряки имели изогнутые лопасти, что позволяло им улавливать больше ветра, чем плоские деревянные лопасти.

Начиная с ранней ветряной мельницы Халладея, инновации продолжались и в двадцатом веке с появлением моделей Aermotor и Dempster, которые используются до сих пор.

Металлическая ветряная мельница

В начале XX века компания Aermotor Windmill Company стала крупнейшим производителем ветряных мельниц, основывая свою конструкцию на стальных роторах, прошедших научные испытания и продаваемых по очень низким ценам из-за высокой эффективности производства.

Энергетика в стиле ретро

Самомасляные мельницы стали популярными в 20-х годах XX века. Эти ветряные мельницы имели закрытый редуктор с масляной ванной, которая смазывала движущиеся части машины при движении.

Это означало, что обслуживание этих мельниц было минимальным. Им требовалась чистка и новое масло примерно раз в год. До этого приходилось регулярно подниматься на башни, чтобы смазывать смазывать все механические части. Когда компании начали создавать самосмазывающиеся мельницы, они часто прекращали выпуск старых стальных моделей.

Компания Elgin Wind Power and Pump из Элгина (штат Иллинойс), представила первый коммерчески успешный самосмазывающийся ветряной насос в Америке в 1912 году.

Другие производители ветряков быстро поняли, что компания Elgin разработала то, за что клиенты готовы платить и в 1921 году компания Dempster Mill Manufacturing Company произвела свою первую самосмазывающуюся ветряную мельницу, быстро став одним из лидеров по их производству.

Они разработали новый тип ветряного насоса, которые позволили их ветряному генератору вращаться со скоростью, способной производить достаточное количество электроэнергии. Первые генераторы братьев были рассчитаны на один кВт и использовались для зарядки аккумуляторных батарей, которые затем снабжали электроэнергией фонари, радио, электрические инструменты и бытовые приборы.

Якобсы рекламировали свое изобретение строчкой: «Ветер! Самая дешевая электроэнергия в мире доступна каждому фермерскому дому». Было продано около 30000 ветряных турбин Jacobs, а также сотни тысяч ветряных турбин других производителей.

На данный момент, Jacobs Wind Electric Co. Inc. считается старейшей компанией в США, из занимающихся возобновляемыми источниками энергии. С середины 1920-х годов компания занимается проектированием потребительских и коммерческих систем возобновляемой энергии.

Со временем ветряные мельницы стали визуальными символами Великих равнин в США. На равнинах высокие конструкции с ветродвигателями часто были самым очевидным признаком цивилизации.

Эти машины использовались повсюду от Америки до Канады, Африки, Азии, Европы. К 1930-м годам только на американском Западе насчитывалось около 600000 ветряных мельниц, используемых на фермах для перекачки воды и выработки электроэнергии. Однако они начали исчезать в 1930-х годах.

Когда электричество из сети стало экономической альтернативой, ветряные мельницы были заменены электронасосами.

Старая мельница Aermotor (1880 года постройки, Южная Дакота, США).

Бизнес ветряных мельниц пошатнулся после Первой мировой войны. Электроэнергия и бензин подешевели, а цены на сельскохозяйственные товары упали. Люди не могли покупать новые ветряные мельницы, и у них были более дешевые альтернативы. К 1960-м годам большинство старых ветряных машин были демонтированы, а часть их была продана в развивающиеся страны по всему миру.

Когда в 1970-х годах цены на электроэнергию резко выросли, люди снова заинтересовались ветряными мельницами. В то время оставалось всего три производителя таких машин: Aermotor, Baker и Dempster. Каждая из этих компаний перешла от производства пары сотен ветряных мельниц в год до нескольких тысяч.

В 1980-х годах были проведены значительные исследования по превращению ветровой энергии в коммерческий источник электроэнергии. Современные ветровые турбины стали новым лицом ветроэнергетики, оставив водяные ветряные мельницы нишевым рынком. Сегодня такие механизмы с ветродвигателями продолжают использоваться на сельских ранчо и небольших фермах.

Источник

Знаменитые ветряные насосы в архитектуре загородных домов – символ Дикого Запада покоряет очаровательной простотой

Здравствуйте! Видели ли вы у кого-нибудь во дворе загородного дома ветряной насос?

Музей Дизайна покажет разнообразие видов и расскажет их историю.

Есть что-то мощное и сильное во внешнем виде мельницы. Это как некий символ, как будто на генном уровне заставляющий вас тосковать по родному дому.У наших предков эти конструкции не вызывали такого сильного ностальгического чувства, как вызывают его сейчас.

Популярными они стали в середине XIX века, когда ещё не все американские прерии и равнины были окончательно освоены. Когда переселенцы получили землю для обработки, возникла проблема добычи пресной воды, чтобы напоить скот.

Согласно легенде, одному из коммивояжёров пришла на ум идея использовать для этих целей силу ветра – непрекращающегося природного ресурса, чтобы получить питание скважинным насосам. После нескольких неудачных инженерных попыток, функционирующая мельница родилась.

На сегодняшний день имеется множество людей, которые используют эти сооружения по своему прямому назначению; не меньшее их количество используют ветряки в качестве декоративного украшения. При этом работают они или нет – к эстетической привлекательности это не имеет никакого отношения.

Дом с насосной станцией – что может быть милее?

Ранее на американской земле ветряные насосы устанавливались везде, где они были необходимы, и где только местные условия позволяли их поставить. Агрегаты не только предназначались для перекачки воды, но и вполне были пригодны для работы на фермах и в качестве заводского оборудования.

Первые мельницы изготавливались из дерева, но как выяснилось впоследствии, их было трудно поддерживать в должном состоянии.

Материально-техническое усовершенствование привело к развитию производства цельнометаллических ветряных мельниц, которые были способны выкачивать воду, залегающую вглубь, более чем на 360 метров.

Дом на фото выстроен по проекту архитектора Tom Meaney и выполнен в стиле ранних фермерских домов в California’s Santa Ynez Valley. На переднем плане столетняя мельница, которая вращается, но воду не качает. Её хвост (руль направления) носит имя Aermotor. Это название кампании, изготавливающей сооружения с 1888 года.

Как всё начиналось

Сейчас множество компаний предлагают сделать ветряки на заказ, в то же время увеличивается и спрос на них. Чаще всего деревянные модели заказывают для украшения, нежели для использования по прямому назначению. Людям нравится видеть такие строения во дворах своих загородных домов, так как это часть их истории и культуры.

Дом на фото принадлежит паре, которая выросла в деревне, поэтому ветряной насос в их совместном жилище – как некое воплощение давней мечты, пришедшей из детства.

Современный дом и ветряк

Мельница, находящаяся с задней стороны дома, выстроена по проекту архитектора Michael Imber. Она стоит словно скульптура, однако имеет функциональное предназначение. Она нагнетает воду в бак, находящийся слева, где жидкость накапливается для нужд хозяйства.

Просто и функционально

Под самым потолком отреставрированного сарая с деревенским стилем в интерьере установлены лопасти ветряка. Это действительно незаменимое дополнение.

Конструкция может служить вентилятором в жаркую пору, одновременно являясь великолепным украшением комнаты.

Оригинальность помещения во всём

В проекте компании Joubert Design Build также есть мельница на потолке, она является примером ещё одного привлекательного и нестандартного монтажа. «Мы специально сделали эту мельницу-вентилятор», – говорит Charles Bower.

Она имеет три скорости вращения и управляется с помощью пульта дистанционного управления. Весь блок весит более 110 кг. Это своего рода координационный центр пространства.

Источник

Ветроэнергетику назвали в США «непредвиденным экологическим кошмаром»

Ветроэнергетику назвали в США «непредвиденным экологическим кошмаром»

В Соединённых Штатах вспомнили о том, что срок эксплуатации десятков тысяч стареющих ветрогенераторов, установленных на территории страны в начале нулевых годов, подходит к концу. А технологии их утилизации так и не внедрены в промышленное производство, поскольку обладают рядом существенных недостатков. В итоге большая часть этого металлолома, скорее всего, окажется на свалках или же останется стоять на своих местах, придавая пейзажу оттенок апокалиптичности.

К основным недостаткам ветроэлектрических установок, помимо их высокой стоимости, относят истребление птиц и летучих мышей, особенно в периоды их миграции, а также негативное влияние на человеческий организм. Из-за низкочастотных шумов, издаваемых турбинами, люди, которые живут рядом с ними, в ряде случаев жалуются на повышенную утомляемость, головные боли и даже нарушения сна.

О трудностях, связанных с переработкой «зелёных» источников энергии, известно гораздо меньше, более того, подавляющее большинство граждан уверено в том, что их вовсе не существует. Однако это не так. Около 85% деталей турбины, включая сталь, зубчатые передачи, медную проволоку и электронику, действительно могут идти в утиль и использоваться затем как вторичное сырьё. А вот проделать то же самое с лопастями, то есть «крыльями» генератора, скорость которых при эксплуатации может достигать 250 километров в час, практически нереально.

Для того чтобы лопатки выдерживали сверхвысокие нагрузки, возрастающие при неблагоприятных погодных условиях, их изготовляют из волокнисто-полимерного композита. Этот материал не разлагается в естественной среде и практически не поддаётся обработке, а потому после окончания срока службы попадает на свалки или в землю, где и доживает свой век в ожидании инноваций, которые позволят изменить положение дел.

Осознать масштаб проблемы можно лишь в том случае, если вспомнить о размерах лопастей. Среди них есть и такие, рядом с которыми огромный Boeing 747 будет выглядеть, как малютка. Так, в 2018 году компания Vestas Offshore Wind испытала гигантскую турбину V164, показавшую устойчивую мощность в 10 мегаватт. Достичь очередного рекорда удалось за счёт 80-метровых лопаток, весом 35 тонн каждая.

Как известно, совершенству нет предела. А потому Renewable Energy готовит к реализации новый проект Haliade-X 12 МВт. Этот монстр будет возвышаться над уровнем моря на 260 метров, а длина его «крыльев» составит 107 метров. Когда-нибудь их придётся резать на более мелкие куски алмазной промышленной пилой, чтобы отвезти на свалку. Но пока об этом в США предпочитают не думать, точно так же, как и о том, что с каждым годом число отслуживших своё ветрогенераторов будет увеличиваться, причём рост окажется лавинообразным.

В 2000 году в Соединённых Штатах работало лишь около ста ветропарков, мощность которых немногим превышала 2,5 ГВт. А уже через два года эта цифра стала в полтора раза больше. Учитывая, что средняя продолжительность жизни турбины – 20-25 лет, в самое ближайшее время в Америке одновременно перестанет крутиться невиданное ранее количество лопастей. И их нужно будет куда-то пристроить. Но куда? Руководители немногочисленных муниципальных и коммерческих свалок, которые принимают лопатки в Айове, Южной Дакоте и Вайоминге, уже заявили, что не потянут такие объёмы.

Возможно, выходом из ситуации станет развитие стартапа, предложенного компанией Global Fibreglass Solutions. Его суть заключается в применении сверхвысоких температур, трансформирующих исходный материал в волокна. На втором этапе переработки они могут быть спрессованы в плиты и превращены, например, в напольные покрытия. По словам разработчиков, таким способом можно утилизировать 99,9% стандартной лопатки, а мощности одного завода хватит на то, чтобы переработать от 6 до 7 тысяч лопастей в год. Однако это лишь теория, а жители тех регионов мира, где в общем объёме генерации велика доля ветра, нуждаются в практическом воплощении подобного рода идей. Причём, как можно скорее.

Согласно последнему отчёту американской Ассоциации ветроэнергетики (AWEA), общая установленная мощность отрасли в США достигла к концу 2019 года 105,6 ГВт, что составляет около 9% от общего объёма генерации в стране и сопоставимо с долей АЭС. Естественно, это далеко не предел, ведь большинство аналитиков прочат возобновляемым источникам в целом и ветрогенераторам в частности, исключительно безоблачные перспективы.

Так, согласно прогнозам МЭА, к 2040 году оффшорная ветроэнергетика превратится в отрасль стоимостью 1 трлн долларов. Ряд экспертов высказывает мнение, что уже через десять лет 20% всей мировой электроэнергии будет вырабатываться именно благодаря ветроэлетрическим установкам. Это приведет к созданию 2,4 миллионов новых рабочих мест и снижению выбросов CO2 более чем на 3,3 миллиарда тонн.

Реализация этих перспектив во многом зависит от того, сумеют ли профильные компании внедрить в производство эффективные технологии утилизации лопастей. В противном случае, ветроэнергетика вполне может повторить судьбу автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. В начале ХХ века их воспринимали как спасителей экологического благополучия крупных городов, поскольку они избавили мегаполисы от одной из наиболее острых проблем того времени – необходимости утилизировать огромные объёмы конского навоза, которые ежегодно возрастали. Спустя столетие об этом статусе уже никто не вспоминает.

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

История

Первым муниципальным использованием нескольких ветроэлектрических турбин в США, возможно, была система из пяти турбин в Петтибоуне, Северная Дакота, в 1940 году. Это были коммерческие установки Wincharger на башнях с оттяжками.

В 1980 году первая в мире ветряная электростанция, состоящая из двадцати ветряных турбин мощностью 30 кВт, была установлена ​​в Кротчед-Маунтин в Нью-Гэмпшире.

С 1974 до середины 1980-х годов правительство Соединенных Штатов работало с промышленностью над развитием технологий и выпуском крупных коммерческих ветряных турбин. Серия ветряных турбин НАСА была разработана в рамках программы создания ветряных турбин промышленного масштаба в США при финансовой поддержке Национального научного фонда, а затем Министерства энергетики США. Всего было введено в эксплуатацию 13 опытных ветроэнергетических установок четырех основных конструкций ветроэнергетических установок. Эта программа исследований и разработок стала пионером в использовании многих технологий многомегаваттных турбин, используемых сегодня, в том числе: башни из стальных труб, генераторы с регулируемой скоростью, материалы из композитных лопастей, регулировка шага с частичным пролетом, а также аэродинамический, структурный и акустический инженерный дизайн. возможности.

Крупнейшие ветряные электростанции

В настоящее время в десятку крупнейших ветропарков США входят:

Центр ветроэнергетики Traverse, расположенный в Оклахоме, мощностью 999 МВт, превзойдет Лос-Вьентос как вторую по величине ветряную электростанцию ​​после ввода в эксплуатацию в 2021 году.

Экономика

В 2021 году Управление энергетической информации США подсчитало, что несубсидируемая приведенная стоимость новой наземной ветровой энергии, вводимой в эксплуатацию в 2023 году, составит 3 цента за кВт / ч. В отчете также предупреждается, что приведенные в норму затраты могут вводить в заблуждение. Хотя приведенная стоимость отражает стоимость строительства и эксплуатации электростанции, она не учитывает относительную ценность энергии от управляемых источников, таких как газовая турбина, по сравнению с неуправляемыми источниками, такими как ветряные электростанции. В отчете также рассчитывается приведенная к минимуму стоимость энергии (LACE), которую можно использовать для лучшего отражения экономической ценности источника энергии.

Субсидии, такие как инвестиционный налоговый кредит и налоговый кредит на производство, еще больше снижают текущую стоимость энергии ветра. Планируется, что в ближайшие годы эти субсидии уменьшатся, и срок их действия истечет.

Стандарты портфеля возобновляемых источников энергии требуют существования возобновляемых источников энергии (большинство из них непостоянные, такие как ветровая и солнечная), но за счет коммунальных услуг и потребителей. Субсидирование налоговыми льготами на производство удешевляет энергию ветра для коммунальных предприятий и потребителей, но за счет налогоплательщиков.

Национальные тенденции

Производство

К 2014 году ветроэнергетика в США смогла производить больше энергии при меньших затратах за счет использования более высоких ветряных турбин с более длинными лопастями, улавливающих более быстрые ветры на больших высотах. Это открыло новые возможности, и в Индиане, Мичигане и Огайо стоимость энергии ветряных турбин на высоте от 300 до 400 футов (от 90 до 120 м) над землей конкурировала с обычными ископаемыми видами топлива, такими как уголь. В некоторых случаях цены упали примерно до 4 центов за киловатт-час, и коммунальные предприятия увеличивали количество ветровой энергии в своем портфеле, заявляя, что это их самый дешевый вариант. Для контрактов на электроэнергию, заключенных в 2014 году, средняя цена на ветровую энергию снизилась до 2,5 ¢ / кВтч.

Потенциал ветровой генерации

Ветроэнергетика по штатам

Пять штатов с наибольшим количеством установленных ветроэнергетических мощностей в конце 2020 года:

В пятерку лучших штатов по проценту ветровой генерации в 2020 году вошли:

Техас

В 2016 году Техас превысил отметку в 20 000 МВт, добавив более 1800 МВт генерирующих мощностей. В 2011 году Техас стал первым штатом, который превысил отметку в 10 000 МВт.

В июле 2008 года Техас одобрил расширение электрической сети штата на сумму 4,93 миллиарда долларов, чтобы обеспечить ветроэнергетику в его крупных городах из западных районов штата. Передающие компании будут возмещать затраты на строительство новых линий электропередач, которые, как ожидается, будут завершены в 2013 году, за счет платы, которая оценивается в 4 доллара в месяц для бытовых потребителей. Отсутствие пропускной способности вынудило ветряные турбины время от времени останавливаться, что привело к сокращению выработки ветровой энергии в Техасе на 17% в 2009 году.

Айова

В 2018 году Invenergy объявила о планах построить пару ветряных электростанций в Айове. Каждая ферма будет способна производить 200 МВт. Строительство планируется начать в начале 2019 года.

Оклахома

Канзас

В 2012 году в Канзасе было завершено большое количество ветроэнергетических проектов, что сделало его одним из крупнейших и наиболее быстрорастущих рынков ветроэнергетики. По состоянию на конец 2014 года общая мощность составляет 2 967 МВт. Канзас имеет высокий потенциал ветроэнергетики, уступая только Техасу. По самым последним оценкам, Канзас имеет потенциал для 950 ГВт ветроэнергетической мощности. Канзас может производить 3 900 ТВт · ч электроэнергии каждый год, что представляет собой больше, чем вся электроэнергия, произведенная из угля, природного газа и ядерной энергии вместе взятых в Соединенных Штатах в 2011 году.

Калифорния

Мощность ветровой энергии в Калифорнии увеличилась вдвое с 2002 года. При общей установленной мощности почти 4000 мегаватт по состоянию на конец 2011 года ветровая энергия обеспечивала около 5% общей потребности Калифорнии в электроэнергии, или ее было достаточно для питания более 400 000 домашних хозяйств. Сумма сильно меняется изо дня в день. В 2011 году было смонтировано 921,3 МВт. Большая часть этой деятельности произошла в районе Техачапи графства Керн, а также были реализованы несколько крупных проектов в округах Солано, Контра-Коста и Риверсайд. После 2014 года Калифорния заняла второе место в стране по мощности после Техаса с мощностью 5917 МВт.

Большая часть ветроэнергетики Калифорнии расположена в трех основных регионах: ветряная электростанция Алтамонт-Пасс (к востоку от Сан-Франциско); Ветряная электростанция на перевале Техачапи (к юго-востоку от Бейкерсфилда) и ветряная электростанция на перевале Сан-Горгонио (недалеко от Палм-Спрингс, к востоку от Лос-Анджелеса). Новый гигантский центр ветроэнергетики Альта также расположен в районе перевала Техачапи.

Иллинойс

Коммерциализация энергии ветра

Отраслевые тенденции

В 2008 году было объявлено о планах строительства 30 новых производственных мощностей, и в ближайшие годы ветряная промышленность ожидает продолжения перехода к отечественному производству. В общей сложности с января 2007 года было начато производство, расширено или объявлено о расширении 70 производственных предприятий.

По состоянию на апрель 2009 года более 100 компаний производят компоненты для ветряных турбин, в которых работают тысячи рабочих в производстве самых разных деталей, таких как башни, композитные лопасти, подшипники и шестерни. Многие существующие компании в традиционных государствах-производителях переоснащены, чтобы войти в ветроэнергетику. Их производственные мощности разбросаны по 40 штатам, нанимая рабочих от юго-востока до Стального пояса, до Великих равнин и северо-запада Тихого океана.

Другое участие правительства

В 2010 году Министерство энергетики выделило 60 миллионов долларов на исследование требований к передаче. Начиная с 2006 года, Министерство энергетики обязано предоставлять отчет о перегрузках линий электропередачи один раз в три года.

Недавняя политика США, как правило, заключалась в предоставлении федерального налогового кредита на производство (PTC) с поправкой на инфляцию в размере 15 долларов США за МВт · ч (в долларах 1995 года), полученного в течение первых десяти лет эксплуатации проданной ветровой энергии. По состоянию на 2015 год кредит составлял 23 доллара на МВт · ч. Стандарты портфеля возобновляемых источников энергии, требующие определенного процента продаж электроэнергии из возобновляемых источников энергии, которые существуют примерно в половине штатов, также стимулировали развитие ветроэнергетики.

Каждый раз, когда Конгресс разрешал истекать налоговый кредит на производство, развитие ветроэнергетики замедлялось, поскольку инвесторы ждут восстановления кредита. С каждым годом он обновляется, развитие расширяется. Срок действия налогового кредита истек в конце 2012 года, в результате чего деятельность по развитию ветроэнергетики практически остановилась. В начале 2013 года была принята краткосрочная политика сроком на один год, которая предоставляет налоговый кредит для проектов, находящихся в стадии строительства к концу 2013 года и завершенных до конца 2014 года. PTC был впервые введен в 1992 году. expire, развитие упало на 93%, 73% и 77% в следующем году.

Развитие ветроэнергетики в Соединенных Штатах поддерживалось в основном за счет налогового кредита на производство (PTC), который выплачивает производителям за объем произведенной электроэнергии. 1 января 2013 года налоговый кредит на добычу продукции был продлен еще на год.

В конце 2015 года власти продлили налоговый кредит на добычу. При продлении кредит постепенно прекращается в течение пяти лет. 30-процентный налоговый кредит на ветер и солнечную энергию продлится до 2019 года, а затем сократится до 10 процентов в 2022 году.

Средняя цена договоров купли-продажи электроэнергии в 2014 г. составила 23,5 долл. США / МВт-ч. Операционные расходы были оценены в 10 долл. США / МВт-ч.

Соображения по размещению

Существует конкуренция за ветряные фермы среди фермеров в таких местах, как Айова, или владельцев ранчо в Колорадо. Фермеры, без каких-либо вложений с их стороны, обычно получают от местного коммунального предприятия от 3000 до 5000 долларов в год в виде роялти за размещение одной большой ветряной турбины усовершенствованной конструкции.

Ландшафтные и экологические проблемы могут иметь значение для некоторых предложений ветряных электростанций, а экологические проблемы необходимо учитывать при выборе площадки.

Оффшорная ветроэнергетика

Морская разработка сдерживается относительно высокой стоимостью по сравнению с наземными объектами. Несколько проектов находятся в стадии разработки, а некоторые находятся на продвинутой стадии разработки. Однако Соединенные Штаты обладают очень большими ресурсами морской ветровой энергии из-за сильных, постоянных ветров у протяженного побережья США.

Жители прибрежных районов выступают против оффшорных ветряных электростанций из-за опасений по поводу воздействия на морскую жизнь, окружающую среду, тарифы на электроэнергию, эстетику и отдых, такие как рыбалка и катание на лодках. Однако жители также называют повышение тарифов на электроэнергию, качество воздуха и создание рабочих мест положительным воздействием, которого они ожидают от ветряных электростанций. Поскольку основания морских турбин функционируют как искусственные рифы, исследования показали, что после первоначального нарушения строительства это положительно сказывается на местной рыбе и моллюсках. Поскольку ветряные турбины могут быть размещены на некотором расстоянии от берега, их влияние на отдых и рыбалку можно контролировать путем тщательного планирования местоположения ветряных электростанций.

В июне 2009 года министр внутренних дел выдал пять договоров аренды на производство ветровой энергии на шельфе Внешнего континентального шельфа в штатах Нью-Джерси и Делавэр. Договоры аренды разрешают деятельность по сбору данных, что позволяет построить метеорологические башни на внешнем континентальном шельфе на расстоянии от шести до 18 миль (29 км) от берега. Рассматриваются четыре области. 7 февраля 2011 года Салазар и Стивен Чу объявили о национальной стратегии, предусматривающей использование морской ветровой энергии мощностью 10 ГВт в 2020 году и 54 ГВт в 2030 году.

Проекты находятся в стадии разработки в районах Восточного побережья, Великих озер и побережья Мексиканского залива.

Новой Англии

Кейп Винд начал разработку примерно в 2002 году, но столкнулся с противодействием и, в конце концов, остановился до того, как был реализован. Плавающая Волтурна работает в заливе Penobscot около Castine с июня 2013 года по ноябрь 2014 года Мэн Аква Ventus намерена иметь 11 МВт с плавающей турбины в эксплуатацию у побережья острова Monhegan к концу 2023 года.

Средняя Атлантика

Для продвижения ветроэнергетики в Нью-Джерси в 2007 году штат заключил контракт на 4,4 миллиона долларов на проведение 18-месячного экологического базового исследования энергии ветра и океана, став первым штатом, спонсирующим исследование энергии ветра и океана, прежде чем разрешить разработчикам возобновляемых источников энергии учиться. и строить на его берегах. Исследование было сосредоточено на обозначенном районе у побережья с целью определения текущего распределения, численности и схем миграции видов птиц, рыб, морских ресурсов и использования морских черепах существующих экологических ресурсов. Результаты исследования были опубликованы в июне 2010 года. В исследовании сделан вывод о том, что влияние развития морских ветроэлектростанций будет незначительным.

В 2008 году новые федеральные правила значительно расширили территорию, на которой могут быть построены морские ветропарки. Раньше проекты разрешались только на мелководье штата в пределах 3 морских миль (5,6 км) от берега. Край территории США составляет около 200 морских миль (370 км). Увеличение расстояния от берега снижает их видимость. Воды у побережья Соединенных Штатов более глубокие, чем в Европе, что требует другого дизайна.

Метеорология энергии ветра

Ветры в районе Центральных равнин в США изменчивы как в коротком (минуты), так и в долгом (дни) масштабе времени. Изменения скорости ветра приводят к колебаниям выходной мощности ветряных электростанций, что создает трудности при включении энергии ветра в интегрированную энергосистему. Ветровые турбины приводятся в движение ветрами пограничного слоя, которые возникают у поверхности земли на высоте около 300 футов. Ветры в пограничном слое контролируются ветром в более высоких свободных слоях атмосферы и имеют турбулентность из-за взаимодействия с элементами поверхности, такими как деревья, холмы и здания. Кратковременные или высокочастотные изменения происходят из-за этой турбулентности в пограничном слое.

Долговременные колебания обусловлены прохождением в атмосфере переходных волн с характерным временным масштабом в несколько дней. Переходные волны, влияющие на ветер в Центральной части США, имеют большой масштаб, и это приводит к тому, что мощность ветряных электростанций в регионе несколько коррелирована и не полностью независима. Крупномасштабное распределение ветряных электростанций значительно снижает краткосрочную изменчивость, ограничивая относительное стандартное отклонение коэффициента мощности примерно до 45%. Корреляция наиболее высока летом и наименьшая зимой.

Воздействие на окружающую среду и нормативные акты

Защита от птиц

В 2013 году администрацию Обамы обвинили в применении двойных стандартов для защиты ветроэнергетики от судебного преследования по Закону о защите Лысого и Золотого орла, а также в активном преследовании нарушений со стороны нефтяных компаний и владельцев линий электропередач. Администрация отказалась разглашать количество смертей хищников, о которых сообщили ей ветряные компании, заявив, что это раскроет коммерческую тайну. Правительство также приказало агентам федеральных правоохранительных органов не возбуждать уголовные дела против ветряных компаний, связанных с гибелью птиц, без предварительного разрешения Вашингтона. Было заявлено, что эта политика представляет собой экологический компромисс для продвижения возобновляемых источников энергии.

В ноябре 2013 года федеральное правительство впервые осудило оператора ветровой энергии за убийство охраняемых птиц в нарушение Закона 1918 года о перелетных птицах. Duke Energy признала себя виновной и была оштрафована на 1 миллион долларов за гибель 160 птиц, в том числе 14 беркутов, на двух ветряных электростанциях в Вайоминге. Министерство юстиции заявило, что Дюк спроектировал и установил турбины, зная, что они убьют птиц; Герцог отметил, что он сам сообщил о гибели птиц и что руководящие принципы Службы охраны рыболовства и дикой природы США по сокращению смертности птиц от ветряных турбин не были выпущены, когда турбины были построены. После предъявления обвинений Дюк внедрил систему обнаружения радаров стоимостью 600 000 долларов в год, предназначенную для отключения турбин при приближении крупных птиц; Компания отметила, что система работает, поскольку за более чем год эксплуатации с момента установки радара не было зарегистрировано ни одного смертельного случая беркутов.

Риски столкновения в первую очередь зависят от высоты турбин и типа башни. Среднее количество погибших птиц увеличивается по мере того, как высота турбин достигает 475–639 футов. Опасность для птиц возрастает, поскольку лопасти на больших высотах перекрывают среднюю высоту полета ночных перелетных птиц.

Морской ветер

Преследование любых видов морских млекопитающих в водах США является нарушением Закона о защите морских млекопитающих 1972 года (50 CFR 18). Разработчики морских ветроэнергетических установок должны подать заявку на получение письма-разрешения или разрешения на случайное преследование со всеми соответствующими данными о видах, которым может угрожать потенциальная угроза от их морской деятельности, о мерах по смягчению последствий, а также обязательствах по мониторингу и отчетности. Морские ветровые проекты также должны соответствовать всем нормативным обязательствам, содержащимся в утвержденном на федеральном уровне Плане управления прибрежной зоной штата в соответствии с Законом об управлении прибрежной зоной 1972 года, чтобы контролировать их влияние на прибрежные ресурсы.

Источник