Energjia e erës, e njohur edhe si energjia e erës, është mjeti për të shfrytëzuar erën dhe për ta kthyer atë në energji elektrike. Efikasiteti mesatar i erës së turbinave është ndërmjet 35-45%.
Prodhimi i fuqisë së erës
Era prodhohet në atmosferën e tokës për shkak të ndryshimit të temperaturave të tokës në nivel lokal ose në shkallë rajonale dhe globale. Kur ngrohja nxehet ngrihet duke e lënë vendin me presion të ulët ajri; ajri nga rajonet më të ftohta me presione më të larta të ajrit lëviz për të barazuar presionin e ajrit.
Mullinjtë dhe turbinat me erë përfitojnë nga energjia kinetike ose "energjia e lëvizjes" që lëviz ajrin ose erën nga një vend në tjetrin dhe e shndërron atë në energji elektrike. Turbinat me erë janë ngritur në vende me erë, kështu që era mund të lëvizë fletët e turbinave. Këto tehe rrotullojnë një motor, dhe ingranazhet rrisin rrotullimet aq sa për të prodhuar energji elektrike. Modele të ndryshme turbinash janë të përshtatshme për kushte të ndryshme.
Efiçenca e erës dhe faktori i kapacitetit të erës
Efiçenca e erës nuk është e njëjtë me faktorin e kapacitetit të erës, gjë që diskutohet kur njerëzit mendojnë për efikasitetin e energjisë. Wind Watch shpjegon ndryshimin midis dy fenomeneve.
Efiçenca e erës dhe kufiri i saj
Efiçenca e erës është sasia e energjisë kinetike në erë që shndërrohet në energji mekanike dhe energji elektrike. Ligjet e fizikës të përshkruara nga Betz Limit thonë se kufiri maksimal teorik është 59.6%. Era kërkon pjesën tjetër të energjisë për të kaluar tehët. Kjo në fakt është e mirë. Nëse një turbinë e bllokuar 100% të energjisë, era do të ndalonte së fryri dhe fletët e një turbine nuk mund të kthehen për të prodhuar energji elektrike.
Megjithatë, aktualisht nuk është e mundur që asnjë makinë të konvertojë të gjithë 59,6% të energjisë kinetike të bllokuar nga era në energji elektrike. Ka kufizime për shkak të mënyrës së prodhimit dhe inxhinierisë së gjeneratorëve, të cilat ulin më tej sasinë e energjisë që përfundimisht shndërrohet në energji. Mesatarja aktualisht është 35-45%, siç u përmend më lart. Performanca maksimale në kulmin mund të arrijë 50% sipas Wind Watch. Një dokument i qeverisë Australiane (NSW) gjithashtu pajtohet se 50% është efikasiteti maksimal i erës që mund të merret (fq. 3).
Efiçenca e energjisë nuk ndryshon aq shumë sa ndryshon faktori i kapacitetit të erës, i cili varet në një masë të madhe nga vendndodhja dhe kushtet e motit.
Faktor i kapacitetit të erës
Faktori i kapacitetit të erës është sasia e energjisë së prodhuar nga një gjenerator në krahasim me atë që mund të prodhonte nëse do të funksiononte gjatë gjithë kohës në kapacitetin maksimal, sipas Green Tech Media. Faktori i kapacitetit të erës priret të ndryshojë nga vendi në vend dhe në periudha të ndryshme të vitit, madje edhe me të njëjtat turbina, pasi varet nga shpejtësia e erës, dendësia e saj dhe zona e fshirjes që varet nga madhësia e gjeneratorit, thekson Open EI. Faktori i kapacitetit të erës mund të optimizohet duke zgjedhur vendet ku kushtet ideale të erës mbizotërojnë gjatë gjithë ose në pjesën më të madhe të vitit. Pra, është e rëndësishme të merret parasysh faktori i kapacitetit të erës dhe kushtet që ndikojnë në të për të maksimizuar fuqinë e prodhimit.
- Shpejtësia e erësnën 30 milje në orë prodhon pak energji sipas Wind Watch. Edhe rritjet e vogla të shpejtësisë mund të përkthehen në rritje të konsiderueshme të fuqisë së gjeneruar sipas Open EI. Energjia elektrike e prodhuar është kubi i shpejtësisë së erës, shpjegon Wind EIS.
- Densiteti i ajrit është më shumë në rajonet më të freskëta dhe në nivelin e detit sesa në male. Pra, vendet ideale me densitet të lartë të erës janë detet me temperatura më të ftohta sipas Open EI. Kjo është një arsye për zgjerimin në shkallë të gjerë në gjenerimin e erës në det të hapur.
- Turbinat më të mëdha dhe më të larta mund të përfitojnë nga më shumë erë më lart mbi tokë dhe nga rritja e hapësirës së fletëve të tyre. Prandaj, konsideratat ekonomike bëhen të rëndësishme këtu.
Faktori i kapacitetit po rritet vazhdimisht me teknologjinë e përmirësuar. Sipas Green Tech Media, turbinat me erë të ndërtuara në 2014 arritën një faktor kapaciteti prej 41.2% krahasuar me 31.2% për turbinat e ndërtuara midis 2004-2011. Megjithatë, faktori i kapacitetit të erës ndikohet jo vetëm nga teknologjia, por edhe vetë disponueshmëria e erës. Kështu, në vitin 2015, faktori i kapacitetit të turbinave ishte nën mesataren e viteve të mëparshme për shkak të "thapësirës së erës", shpjegon Green Tech Media.
Krahasimi me burime të tjera të energjisë
Efiçenca energjetike e erës është më e mirë se efikasiteti energjetik i qymyrit. Vetëm 29-37% e energjisë së qymyrit konvertohet në energji elektrike dhe gazi ka pothuajse të njëjtin efikasitet si era, pasi 32-50% e energjisë në gaz mund të shndërrohet në energji elektrike.
Megjithatë, për sa i përket faktorëve të kapacitetit, lëndët djegëse fosile performuan më mirë se era në SHBA në 2016 sipas Administratës së Informacionit të Energjisë së SHBA (EIA).
-
burimet e rinovueshme kundrejt fabrikave Uzinat e qymyrit në SHBA punonin me 52,7% të kapacitetit të tyre.
- Faktori i kapacitetit për impiantet e gazit ishte 56% në SHBA.
- Energjia bërthamore kishte një faktor kapaciteti prej 92.5%, sipas shifrave të VNM-së për lëndët djegëse jofosile.
- Faktori i kapacitetit të hidroenergjisë ishte 38%.
- Faktori i kapacitetit të fuqisë së erës ishte 34,7%.
Kur krahasoni fuqinë dalëse nga burime të ndryshme të energjisë, është më mirë të merrni parasysh jo vetëm faktorin e kapacitetit, por edhe efikasitetin e tyre të energjisë. Kjo është ajo që e bën konkurrues dhe të realizueshëm rritjen e prodhimit të energjisë nga era në krahasim me lëndët djegëse fosile, të cilat janë gjithashtu të ngatërruara nga problemet e ndotjes që ato shkaktojnë.
Ndërprerje ndikon në prodhimin e energjisë së erës
Energjia e erës vuan nga ndërprerja pasi era nuk është gjithmonë e disponueshme dhe mund të fryjë me shpejtësi të ndryshme, që do të thotë se energjia gjenerohet në nivele të paqëndrueshme. Ndërprerja e energjisë është fenomeni ku energjia nuk disponohet vazhdimisht për shkak të shumë faktorëve që njerëzit nuk mund t'i kontrollojnë. Prandaj ka variacion në ofertë.
Zgjidhje për ndërprerjen
Meqenëse gjenerimi i energjisë nga turbinat e erës luhatet nga ora në orë, apo edhe nga sekonda në sekondë, furnizuesit e energjisë duhet të kenë rezerva më të mëdha energjie për të përmbushur dhe mbajtur nivele të qëndrueshme të furnizimit me energji, shpjegon American Scientist. Ndërprerje nënkupton jo vetëm mungesa, por edhe periudha eksesesh; kjo pastaj ofron gjithashtu një zgjidhje të mundshme. Shkencëtari Amerikan shpjegon se ndërsa numri i burimeve të energjisë së erës rritet, ndryshimi lokal në kushtet e motit dhe të erës mund të balancojë mungesat dhe tepricat.
Parashikimet e përmirësuara të motit dhe modelimi e bëjnë më të lehtë faktorizimin edhe të ndryshimeve afatshkurtra në fuqinë e erës. Një përzierje e burimeve është gjithashtu e nevojshme për dallimet ditore apo sezonale në prodhimin e energjisë së erës.
Pavarësisht nga ndërprerja, fermat e reja të erës të përhapura në të gjithë SHBA-në, në fakt kanë ndihmuar në stabilizimin e furnizimit me energji elektrike, veçanërisht gjatë motit ekstrem në Teksas sipas Clean Technica.
Kosto
Në vitin 2017, The Independent njoftoi se prodhimi i energjisë nga era ishte më i lirë se sa nga lëndët djegëse fosile. Kushtoi 50 dollarë për të prodhuar një megavat-orë (MWh) në 2017. Me përmirësimin e teknologjisë, kostot vazhdojnë të bien, duke e bërë atë më tërheqës se burimet konvencionale ndotëse të energjisë. SHBA-të shpresojnë ta nxisin këtë lëvizje duke ofruar stimuj të qeverisë, për të rritur pjesën e energjisë së erës e cila siguronte 6% të energjisë elektrike të saj në 2016 sipas EIA.
Wind EIS vëren se 80% e kostove janë kosto kapitale të përfshira në instalimin e turbinave, dhe 20% është operacionale. Megjithatë, meqenëse nuk përfshihen kostot e karburantit dhe duke marrë parasysh fuqinë e gjeneruar në të gjithë ciklin e saj jetësor, energjia e erës është konkurruese.
Energji pa karbon
Energjia e erës është një nga alternativat më efikase ndaj energjisë së karburanteve fosile. Parashikohet që deri në vitin 2050, 139 vende që aktualisht përdorin 99% të energjisë në botë mund të përdorin 100% energji të rinovueshme. Era dhe dielli së bashku mund të ofrojnë deri në 97% të kësaj energjie, sipas një Raporti të Forumit Botëror të vitit 2017. Kjo mund të ndihmojë në frenimin e rritjes së ngrohjes globale nën 1.5C. Pavarësisht nëse është një fermë me erë në një kodër ose përgjatë vijës bregdetare, teknologjia e turbinave me erë ofron një mënyrë shumë më efikase për të gjeneruar energji elektrike të përdorshme sesa burimet tradicionale jo të rinovueshme.
