Салхины эрчим хүч
Салхины эрчим хүч эсвэл салхин цахилгаан станц гэдэг нь сэргээгдэх эрчим хүчний эx үүсвэрийг хэлнэ. Салхинаас эрчим хүчийг гаргаж авахын тулд салхины кинетик энергийг буюу атмосферийн хөдөлгөөнт агаарын урсгалыг техникт ашиглан гаргаж авна. Салхины энергийг техникт маш эртнээс ашиглаж ирсэн бөгөөд ялангуяа салхин тээрэм болон далбаат усан онгоцонд хэрэглэж байв. Харин өнөөдөр салхин турбин ашиглан цахилгаан эрчим хүчийг гаргаж авч байгаа салхины энергийн ашиглалтын хамгийн чухал хэлбэр болж байна. Зөв газар байрлуулан ашиглаж байгаа салхин турбинууд нь уламжлалт дулааны цахилгаан станцуудтай өрсөлдөхүйц хэмжээнд очсон. 2014 оны сүүлээр дэлхийн хэмжээнд угсрагдсан салхин турбины нийт чадал нь 396,6 ГВт байсан ба үүний 142 ГВт нь ази тивд, 134 ГВт нь европ тивд болон 86 ГВт нь америк тивд ашиглагдаж байгаа ажээ.[1] 2012 оны сүүл хүртэл усграгдсан 200.000[2] гаран салхин турбины нийт чадал нь 282 ГВт байсан нь жилдээ 580 ТВт цаг үйлдвэрлэсэн цахилгаан нь, дэлхийн нийт цахилгааны хэрэглээний 3%-ийг бүрдүүлж байна гэсэн үг юм.[3]
Салхины эрчим хүчний ашиглалтын түүх
засварлах
Салхины энергийг хүн төрөлхтөн олон мянган жилийн өмнөөс ашиглаж иржээ. Хаммурапийн кодекст бичсэнээр бол анхны салхин тээрмийг 4.000 гаран жилийн өмнө босгосон байна. МЭ-ий 900-д оны дундаас англид салхины энергийг ашиглаж эхэлсэн баримтууд байдаг бол 11-р зуунаас францад ашиглаж эхэлсэн байна. 13-р зуун гэхэд польш[4] хүртэл түүний хэрэглээ түгэн дэлгэрсэн байна. Салхины энергийн ашиглалт нь үндсэндээ салхин тээрэм болон гүний усыг татах насос зэрэг механик ажлыг гүйцэтгэхэд чиглэгдэж байв. Үүн дээр нэмэгдээд замыг туулах хөдөлгөөнд ашигласан нь далбаат усан онгоц байсан бол шинэ эрингээс хойш агаарын тээвэрт ашиглах болсон.
Европод 19-р зуунд ойролцоогоор 100.000 салхин дугуйнууд байсан нь салхины харьцаа сайтай үед 25-30 кВт чадлыг гаргаж байв.[5] 19-р зууны эхээр Франц, Англи, Герман, Нидерланд, Бельги, Финландад нийт 50.000-60.000 ширхэг салхин тээрэм байсан бол 1900 онд зөвхөн хойд тэнгист 30.000 болон нэмэгдсэн байв. Ялангуяа Нидерландад салхин тээрмийн ашиглалт ихээхэн хөгжсөн байсан ба 19-р зууны сүүлийн хагаст нийт 9.000 тээрэм байжээ. Салхин тээрмийг үр тариа тээрэмдэхээс гадна даавуу- нэхэх болон нидрэхэд хэрэглэж байжээ.
Цахилгаан болон генераторын нээлтээс хойш салхины энергийг цахилгаан гүйдэл бий болгоход хэрэглэх санаа гарч ирж байв. Анхандаа салхин тээрмийг бага зэрэг өөрчлөн, салхины энергийг кинетик энерги болгон хувиргахын оронд, механик энерги нь генераторын тусламжтайгаар цахилгаан энергийг үүсгэж байв. Урсгалын механикийг цааш нь хөгжүүлсэнээр түүнд угсрагдаx сэнсний хэлбэр болон хийц нь улам боловсронгуй боллоо. Газрын тосны үнийн хямралаас хойш 1970-аад оноос эхлэн дэлхий даяар өөр төрлийн эрчим хүчний эх үүсвэрийг хайх судлах ажиллагаа нь эрчимжсэн бөгөөд үүний үр дүнд орчин үеийн салхин турбинуудын хөгжил ч урагшилсаар өнөөгийн түвшинд хүрсэн байна.[6]
Салхины энергиэс цахилгаан гүйдлийг гарган авах
засварлахСалхины эрчим хүч нь дэлхий даяар ашиглах бололцоо, түүний эрчим хүчний гаргалтын өртөг багатай болон технологийн хөгжлөөс нь шалтгаалан ирээдүйн чухал сэргээгдэх эрчим хүчний эx үүсвэрт тооцогддог.[7] Салхины эрчим хүч нь цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлийн гол технологид ордог ба өнөөг хүртэлx технологийн хөгжлөөс нь харсан ч тэр, эдийн засгийн өрсөлдөх чадвараас нь харсан ч тэр дэлхийн олон орны эрчим хүчний бодлого болон эрчим хүчний стратегийн бодлогын салшгүй нэгэн хэсэг нь юм.[8]
Салхин турбиныг бүх л цаг уурын бүсэд жишээ нь далайд эсвэл далайн эрэг орчим, эсвэл эх газрын гүнд болон уулархаг газарт ч цахилгаан үйлдвэрлэхээр ашиглаж болдог. Тиймээс салхины эрчим хүчний ашиглалтыг дотор нь хуурай газрын (onshore) болон далайн (Offshore салхин парк) хэмээн ялгана. Өнөөг хүртэл хуурай газрын салхины эрчим хүчний турбинууд л онцгой байр суурийг эзэлж байсан бол далайн салхин турбин нь дэлхийн хэмжээнд авч үзвэл бүх салхины эрчим хүчний төхөөрөмжийн зөвхөн 1,9%-ийг л эзэлж байсан нь ердөө дагавар бүтээгдхүүн байв.[3]
Ирээдүйд ч энэ харьцаа нь нэг их өөрчлөгдөхгүй Onshore сектор давамгайлах тооцоо байгаа бөгөөд 2035 он хүртэл баригдах салхин турбины 80% нь хуурай газарт баригдах төлөвлөгөө байгаа аж.[9]
Физикийн үндэс
засварлахСалхин турбины чадлыг тооцохдоо түүний техникийн хийцээс шалтгаалах хэвийн чадал болон тухайн угсрагдах газрын бусад хүчин зүйлээс хамааран гарган авах жинхэнэ чадал гэж ялган тооцох нь зүйтэй. Салхин турбины угсралтын төлөвлөгөөг гаргахдаа тухайн газар нутгийн цаг уурын мэдээг (салхины хүч, салхины чиглэл) ашиглан урьдчилсан тооцоог гаргана. Энэхүү тооцооны дундаж утга нь цаг агаараас хамааралтайгаар жил бүр өөр өөр байж болно. Тиймээс олон жилийн дундаж утгыг харгалзан сонголт хийх нь салхин турбины ашиглалт болон төлөвлөлтөнд зайлшгүй шаардлагатай юм. Чадал (Физик)|Цахилгааны чадал P нь гарган авах Чадал (Физик)|чадал нь салхинаас хамааралтай түүнийг дараах томъёогоор тооцож олно:
- P = ηБетц • ηмеха. • ηцах. • 1/2 • ṁ • ν2 = ηБетц • ηмеха. • ηцах. • 1/2 • ρ • A • ν3
Тайлбар:
- η: Ашигт үйлийн коэффициент
- A: Роторын хөндлөн огтлолын талбай [м2]
- ρ: Агаарын нягт [кг/м3]
- ṁ: Агаарын урсгалын хэмжээ [кг/сек] (ṁ=ρ·A·v)
- ν: Агаарын дундаж хурд [м/сек]
- P: Хөрвүүлэгчийн чадал [Ватт]
Эндээс харахад чадал нь салхины хурдны гурван зэргээр нэмэгдэж байна. Тиймээс салхины хурд тухайн турбин ашигтай ажиллахад чухал нөлөөтэй юм.
Ном, сурах бичиг
засварлах- Robert Gasch, Jochen Twele (ed.): Wind power plants. Fundamentals, design, construction and operation, Springer 2012 ISBN 978-3-642-22937-4.
- Erich Hau: Wind turbines: fundamentals, technologies, application, economics Springer, 2013 ISBN 978-3-642-27150-2 (preview on Google Books)
- Albert Betz: Windenergie und ihre Ausnutzung durch Windmühlen. Ökobuch, Kassel 1982, ISBN 3-922964-11-7. (Reprint der Ausgabe Vandenhoeck & Ruprecht, Göttingen 1926).
- Horst Crome: Handbuch Windenergie-Technik. Ökobuch Verlag, ISBN 3-922964-78-8.
- Alois Schaffarczyk (Hrsg.): Einführung in die Windenergietechnik. Carl Hanser Verlag, München 2012, ISBN 978-3-446-43032-7.
- Volker Quaschning: Regenerative Energiesysteme. Technologie – Berechnung – Simulation. Hanser München 2015, ISBN 978-3-446-44267-2.
Гадаад холбоос
засварлах
Commons: Салхины эрчим хүч – Викимедиа зураг, бичлэг, дууны санИшлэл
засварлах- ↑ Global Wind Statistics 2014 (PDF) Global Wind Energy Council.
- ↑ Hermann-Josef Wagner, Jyotirmay Mathur: Introduction to Wind Energy Systems Basics. Technology and Operation. Berlin/Heidelberg 2013, S. 2.
- ↑ 3.0 3.1 Wind Energy Report 2012. (Memento 20. Аравдугаар сар 2013 цахим архивт) (PDF; 2,6 MB) WWINDEA. 2013.05.16
- ↑ Piotr Michalak, Jacek Zimny: Wind energy development in the world, Europe and Poland from 1995 to 2009; current status and future perspectives. Renewable and Sustainable Energy Reviews 15, (2011), 2330–2341, S. 2330, doi:10.1016/j.rser.2011.02.008.
- ↑ Jens-Peter Molly: Windenergie in Theorie und Praxis. Grundlagen und Einsatz, Karlsruhe 1978, S. 14.
- ↑ Geschichte der Windenergie. Die Kraft aus der Luft . In: Die Zeit. 6. Februar 2012. Abgerufen am 25. März 2012.
- ↑ Zhen-Yu Zhao et al.: Development route of the wind power industry in China. In: Renewable and Sustainable Energy Reviews, 34, (2014), 1-7, S. 2 doi:10.1016/j.rser.2014.01.071.
- ↑ Sanjay Kumar Kar, Atul Sharma: Wind power developments in India. In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 48, (2015), 264–275, S. 265, doi:10.1016/j.rser.2015.03.095
- ↑ Wind electricity production to hit 2,800TWh by 2035. In: Windpower Monthly, 12. November 2013. Abgerufen am 12. November 2013.