Mohli bychom pohánět všechna auta výhradně z větrné energie?

Galerie obrázků: Obnovení mřížky Skupina větrných turbín je siluetou zapadajícího slunce na větrné farmě poblíž Montezuma v Kan. Viz obrázky obnovy mřížky. Foto AP / Charlie Riedel

Abychom na tuto otázku odpověděli, musíme přestat myslet na energii jako na přímou komoditu - něco, co je třeba vyrobit a spotřebovat. Místo toho přemýšlejte o lidském chování, jízdních návycích a návycích ao rozmarech větru a počasí. Pak se zamyslete nad tím, jak se všechny tyto faktory smíchají dohromady a vyvažují sílu, kterou může skutečně vyrábět vítr, a kdy a jak ji budou řidiči využívat.

Pokud jste se nad tím zamysleli, pak odpověď, na kterou jste pravděpodobně dorazili, zní „ne“. A měli byste pravdu - alespoň do určité míry. Úplná odpověď spočívá, jak bylo řečeno, v mnoha proměnných. Jak tedy uvidíte, je možné (přesto nepravděpodobné), že jednou může být odpověď „ano“.

Otázka automobilů poháněných větrnou elektřinou je méně otázkou nabídky a poptávky a více sociologickým a kulturním posunem v návycích a myšlení. Přechod z kilometrů na galon na kilowatthodiny na kilometr znamená víc než jen nabití baterie, kde bývala benzínová nádrž. Jde o změnu jízdních návyků, cestovních návyků a dokonce i našeho pojetí práce a dojíždění. Ale když (a pokud) se tyto kulturní tradice změní, větrná energie by stále neměla dostatek energie. Jistě, mohla by vyrobit potřebnou energii, ale pouze pokud by bylo dost větrných farem a jen tehdy, kdyby existovalo dost způsobů, jak distribuovat energii - pokud a jestli a jestli. Vítr je ale nestálým zvířetem, navzdory moderním předpovědním technikám. Vítr je sezónní, vítr je závislý na bouří a vítr je proměnlivý a proměnlivý - mnohem více než lidské chování.

Je však možné, že vítr by se mohl stát součástí portfolia alternativních zdrojů energie, které by jednoho dne mohly nahradit tradiční elektrárny na výrobu uhlí, zemního plynu a ropy. Pokračujte ve čtení a zjistěte, proč vítr nemůže pohánět národní flotilu automobilů, ale může fungovat dobře jako jeden nástroj ve větší sadě energetických zdrojů čekajících na to, aby se Spojené státy staly zelenější a úspornější zemí..

Obsah

1. Vítr je nepředvídatelný
2. Alone of Wind Power Alone nestačí
3. Jak pomůže vítr?

Vedoucí projektu Rusty Hurt otevírá dveře u jedné z věží větrných turbín v Montezumě v Kan. Větrná farma obsahuje 170 z 289 metrů vysokých věží a může produkovat dostatek elektřiny pro napájení 40 000 domácností. Foto AP / Charlie Riedel

Profesor technologického institutu v Massachusetts (MIT) Stephen Connors studuje interakci výroby alternativní energie a elektřiny od doby, než se pojem globální oteplování stal běžným jazykem.

Řekl, že když se podíváme na potenciál větrné energie, který by poháněl elektřinu pro vozový park elektrických automobilů v zemi, lidé by měli vidět spíše čas než zeměpis. Stručně řečeno, místo pozorování, odkud by elektřina pocházela, bychom se měli podívat, kdy je potřeba elektřina.

"Velkým problémem s elektrickými vozidly je to, že lidé chtějí přes noc nabíjet," řekl Connors.

V současné době se většina elektřiny vyrábí pomocí parních turbín spalovaných plynem, uhlí nebo ropou. Spíše než nechat turbíny běžet přes noc, nechat generátory otáčet se v temných hodinách, což produkuje obrovský přebytek elektřiny - a to i při snížené kapacitě -, když to lidé potřebují nejméně. Pokud ovšem nejste vlastníkem elektrického vozidla (EV), který se přes noc připojuje k rozvodné síti, pak vaše nadbytečná generace a následně nižší cena funguje ve váš prospěch.

Větrná energie však tento vzor nesleduje. Místo toho je větrná energie méně závislá na předvídatelných hodinách a více na povětrnostních vzorcích - pouze poněkud předvídatelná a nesledující lidské vzorce.

„Ve vzorcích s nabíjením elektrických vozidel a v době, kdy bude k dispozici větrná energie, je docela nesoulad,“ řekl Connors.

Connors uvedl, že nejlepší čas na výrobu větrné energie je v zimních měsících, kdy je vítr často nejsilnější. Ve větších sezónních vzorcích se také vyskytují každodenní vzorce, které se liší v každé oblasti počasí v zemi. To jsou trendy, které určují okamžitější výrobu větrné energie. Vítr může v podstatě doplnit elektrické potřeby vozového parku EV, ale nemůže být jediným zdrojem založeným na sezónních a regionálních vzorcích, které dodávají vítr nezbytný k výrobě energie..

"Tato sezónní složka v současné době nesplňuje potřeby," řekl Connors.

Větrné mlýny generující energii Interstate 10 poblíž Palm Springs, Kalifornie AP Foto / Michael Caulfield

Pohánění venkovského vozového parku větrnou energií bere v úvahu řadu předpokladů. Především je to předpoklad, že loďstvo bude elektricky poháněno. Podle vládních a soukromých zdrojů by to byl výkon sám o sobě.

Ale i kdyby tento scénář přišel, což Connors a další považují za nepravděpodobné až do roku 2050, čísla jsou stále skličující.

Současné údaje uvádějí, že spotřeba benzínu pro cestování ve Spojených státech činí asi 400 milionů galonů (1,5 milionu litrů) denně. Elektrický vůz, za nímž stojí současná moderní technologie, vyžaduje zhruba 40 kilowatthodin, aby dosáhl stejné vzdálenosti jako průměrně asi 15 mil na galon (6,4 km na litr).

Tato čísla jsou přibližné a nezohledňují terén, automobilovou účinnost a řadu dalších faktorů. Poukazují však na větší obrázek, protože výrobci elektřiny v zemi by museli denně vytvořit zhruba 16 bilionů kilowatthodin energie, aby dosáhli zhruba stejné úrovně energie, jakou produkují benziny spotřebované ve stejném období..

Ve více osobním měřítku se odhaduje, že jedno auto spotřebuje ročně asi 500 galonů (1 893 litrů) paliva. Na základě stejného počtu 40 kilowatthodin na galon by jedno auto vyžadovalo přibližně 20 000 kilowatthodin energie každý rok, aby dojelo konzervativního 10 000 kilometrů (16 093 km). Ministerstvo dopravy USA odhadlo v roce 2006 počet osobních automobilů na asi 251 milionů. Crunch čísla a závěrečný součet je další skličující postava. Celkové množství elektřiny vyrobené ve Spojených státech ve všech zdrojích v roce 2007 však bylo více než 4 biliony megawatthodin [zdroj: US Energy Information Administration]. A jedna megawatthodina se rovná 1 000 kilowatthodinám.

V podstatě by se země mohla přejít na elektrická vozidla, aby uspokojila poptávku, ale ne pouze pomocí větrné energie. Místo toho bude k dosažení tohoto úkolu vyžadovat větší portfolio obnovitelných zdrojů energie.

Atchison County Courthouse je trpasličí větrné turbíny v Rock Port, Mo. Větrná farma skládající se ze čtyř 250-noha vysoké turbíny poskytují dostatek energie k pohonu města 1400. Foto AP / Charlie Riedel

I když je to ovlivněno sezónními výkyvy, vítr se může stát zdrojem čisté, obnovitelné energie.

Větrné turbíny mají dvě hlavní formy - vertikální a horizontální. Horizontální rozmanitost, která vypadá jako obří vrtule, se dnes v reklamě nejčastěji zobrazuje. Vertikální turbíny vypadají spíš jako moderní socha, téměř jako obří šlehač vajec zasazený do pole.

Oba používají modifikované konstrukce profilu křídla k zachycení větru jako hybné síly pro otáčení turbíny. Když se točí, generují elektřinu. Tato elektřina se používá buď přímo jako doplněk k většímu systému nebo je zachycena a uložena.

Jednou z výhod větru je, že generační potenciál není lineární. Například v lineární výrobě by jedna otočka generátoru vyprodukovala jednu kilowatthodinu elektřiny. Výroba větru však produkuje elektřinu na tři. To znamená, že množství větru potřebné k rotaci generátoru jednou rotací ve skutečnosti produkuje tři kilowatthodiny.

Zatímco má tuto výhodu, počet větrných farem (nebo břehů turbín) je v tomto okamžiku relativně malý.

Connors, stejně jako mnoho dalších vědců v oblasti energie, říká, že elektřina poháněná větrem by byla použita jako součást většího balíčku obnovitelných zdrojů energie, včetně geotermální, vodní, solární a biomasy. Jaderná energie je do seznamu často přidávána, protože jde o zdroj energie bez uhlíku.

Toto portfolio se bude pravděpodobně vyvíjet společně s rostoucím počtem elektrických vozidel, jakož i s rostoucí technologickou základnou zahrnující navrhovanou „inteligentní“ elektrickou síť, která na základě výpočtů poptávky v reálném čase posune přebytečnou elektřinu tam, kde je to nejvíce potřeba..

Ale i tak Connors řekl, že se dívá na rok 2050 (přinejmenším) na celoelektrickou flotilu vozidel s ohledem na Mojžíšův scénář. A Mojžíšův scénář, řekl, že je ideální soubor okolností, kdy vládní nařízení, politika a veřejné mínění jsou v souladu, což umožňuje hladký a bezproblémový výlet do budoucí slibované země.

„Nestává se to často,“ řekl. Ve skutečnosti použil jako příklad hybridní automobily. První komerčně dostupný hybrid, Toyota Prius, zasáhl trhy USA asi před 10 lety. Teprve nyní, o více než deset let později, se stávají běžně dostupnými jako auto. A vzhledem k tomu, že v celé zemi trvá 15 až 20 let, než bude automobilový park v zemi plně vrhat starší modely na nové, stejně jako nedostatek komerčně životaschopných a akceptovaných elektrických automobilů, bude rok 2050 ideálním datem, ale pravděpodobně nebude dosáhla.

Prozatím to vypadá, jako by se vítr pohyboval více stromů než auta - ale to se může ve vzdálené budoucnosti změnit.

Další informace o obnovitelných zdrojích energie naleznete na odkazech na následující stránce.

Související články

• Jak fungují vodní elektrárny
• Jak jaderná energie funguje
• Jak fungují energetické sítě
• Jak fungují solární články
• Jak funguje větrná energie
• Jak fungují nabíječky větrných turbín
• Jak funguje geotermální energie
• Jak fungují elektrické autobaterie

Další skvělé odkazy

• Americká asociace pro větrnou energii
• Ministerstvo energetiky USA
• US Energy Information Administration

Prameny

• Americká asociace pro větrnou energii. (23. června 2010) http://www.awea.org/
• Connors, Stephene. Profesor, Massachusetts Institute of Technology. Osobní rozhovor. Prováděno 19. listopadu 2009.
• Ministerstvo energetiky USA. (23. června 2010) http://www.energy.gov/
• US Energy Information Administration. (23. června 2010) http://www.eia.doe.gov/