Alemania construye el parque eólico más alto del mundo

Parques eólicos en Alemania y su popularidad.

¿Quién, si no los alemanes atentos y diligentes, sabe mucho sobre tecnologías modernas? Es en Alemania donde nacen los automóviles más confiables y de la más alta calidad. Y el gobierno está seriamente preocupado por los costos financieros de sus ciudadanos. Entonces, en 2018, Alemania ocupó el tercer lugar (después de los Estados Unidos de América y China) en la generación de electricidad usando ... ¡el viento! Los alemanes llevan años promocionando la idea de utilizar molinos de viento para generar electricidad. Pequeños y grandes, altos y bajos, se colocan en todo el país y permiten que el estado abandone la construcción de centrales eléctricas más dañinas y peligrosas.

Números y detalles

En el norte de Alemania se ha instalado todo un valle de parques eólicos, que se puede ver a muchos kilómetros. Las turbinas eólicas gigantes son respetuosas con el medio ambiente y eficientes, requieren poco mantenimiento y se las considera legítimamente la fuente de energía del futuro. ¡La potencia del equipo depende directamente de su altura! Cuanto más alta es la turbina, más energía eléctrica produce. Es por eso que los desarrolladores no se detienen ahí: ¡recientemente se instaló una nueva turbina eólica con una altura máxima de hasta 247 metros en la pequeña ciudad de Heidorf! Además de la turbina principal, la central cuenta con 3 adicionales, cada una de 152 metros de altura. Juntos, su poder es suficiente para proporcionar electricidad a mil hogares.

El nuevo diseño también cuenta con una innovadora tecnología de almacenamiento de electricidad. Los alemanes prácticos e inteligentes usan tanques de gran capacidad con un suministro de agua limpia, que evitan una caída de energía en ausencia de viento. La tecnología del futuro se considera increíblemente prometedora, por lo que muchos países están tratando de seguir el ejemplo de Alemania. Sin embargo, es poco probable que este país sea superado... Hasta la fecha, la capacidad de todas las turbinas eólicas instaladas supera los 56 GW, lo que representa más del 15% de la participación total de energía eólica en el planeta. Se pueden contar más de 17,000 molinos de viento en toda Alemania, y su producción se ha puesto en marcha durante mucho tiempo.

¿Está el futuro en el poder del viento?

Por primera vez, el gobierno alemán pensó en instalar parques eólicos después del terrible desastre ocurrido en Chernobyl en 1986.La destrucción de una gigantesca central nuclear, que tuvo terribles consecuencias, hizo pensar a muchos líderes de los estados del mundo en cambios en la industria de la energía eléctrica. Hoy, más del 7% de la electricidad en Alemania es generada por generadores eléctricos.

Los líderes del país también están desarrollando activamente la industria de energía en alta mar. El primer aerogenerador, ubicado en el mar, apareció en manos de los alemanes hace 12 años. Hoy, un parque eólico comercial de pleno derecho opera en el Mar Báltico, y en un futuro próximo está previsto abrir dos parques eólicos más en el Mar del Norte.

Sin embargo, no todo es tan sencillo como parece a primera vista. Incluso un método tan respetuoso con el medio ambiente para generar electricidad tiene fervientes oponentes. Entre sus principales argumentos está el alto costo de tales estructuras, lo que afecta negativamente el presupuesto estatal. Y también su apariencia antiestética. ¡Sí, sí, has oído bien! Algunas personas creen que los aerogeneradores instalados les impiden disfrutar de la belleza escénica de la naturaleza, lo que, en su opinión, es mucho peor que envenenar esta misma ecología con fuentes convencionales de electricidad. ¡Hay otro argumento de los "malhechores" de los parques eólicos! Su ruidoso zumbido interfiere con la vida tranquila de las personas cuyas casas están ubicadas muy cerca de los vertederos.

Sea como fuere, es imposible discutir la popularidad de los parques eólicos en Alemania y la tendencia al aumento de su número. El gobierno se está moviendo con confianza en la dirección dada, planeando desarrollar energía eólica tanto convencional como marina.

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El parque eólico más potente

La creación de una pequeña central eléctrica no es rentable.Hay una regla clara en esta industria: es rentable tener un molino de viento privado para dar servicio a una casa, una granja, un pequeño pueblo o construir una gran central eléctrica de importancia regional, que opere al nivel del sistema energético del país. . Por lo tanto, constantemente se crean estaciones cada vez más potentes en el mundo, generando una gran cantidad de electricidad.

El parque eólico más grande del mundo, que genera casi 7,9 GW de energía al año, es el Gansu de China. Las necesidades energéticas de los casi dos mil millones de China son enormes, lo que obliga a la construcción de grandes centrales. Para 2020, se prevé alcanzar una capacidad de 20 GW.

En 2011 entró en funcionamiento la planta de Muppandal en India, con una capacidad instalada de 1,5 GW.

La tercera planta más grande con una capacidad de producción de 1.064 GW por año es Indian Jaisalmer Wind Park, que ha estado en funcionamiento desde 2001. Inicialmente, la potencia de la estación era menor, pero, luego de una serie de mejoras, alcanzó el valor actual. Dichos parámetros ya se acercan a los indicadores de una central hidroeléctrica promedio. Los volúmenes alcanzados de producción de electricidad están comenzando a sacar a la energía eólica de la categoría de menores hacia las direcciones principales de la industria energética, creando amplias perspectivas y oportunidades.

luchando contra molinos de viento

Hay otro problema: la oposición de los ecologistas. Aunque la mayoría de las organizaciones ecologistas están a favor de la energía eólica, hay quienes están en contra. No quieren que se construyan parques eólicos en terrenos federales y en áreas con naturaleza virgen. Los residentes locales a menudo se oponen a los parques eólicos, a quienes no les gusta que las turbinas eólicas arruinen la vista y que sus aspas emitan un sonido desagradable.

Manifestaciones contra los parques eólicos

Hoy en Alemania hay más de 200 iniciativas civiles de protesta contra la construcción de aerogeneradores. Argumentan que el gobierno y las preocupaciones energéticas están tratando de convertir la energía asequible tradicional en energía costosa "amigable con el medio ambiente".

“Es el negocio como de costumbre. La construcción de parques eólicos y la producción de aerogeneradores consume mucha energía. Reemplazar viejas turbinas eólicas por otras nuevas, su mantenimiento y eliminación, y los subsidios gubernamentales son costosos para los contribuyentes. El mensaje de reducir las emisiones de CO2 no convence”, argumentan los activistas antiparques eólicos.

Plan para aumentar la capacidad de los aerogeneradores

A pesar de los avances y conocimientos adquiridos durante más de tres décadas, la industria eólica aún está dando sus primeros pasos. Su participación actual es de aproximadamente el 16% de la energía total producida en Alemania. Sin embargo, la participación de la energía eólica definitivamente aumentará a medida que los gobiernos y el público avancen hacia la electricidad libre de carbono. Los nuevos programas de investigación tienen como objetivo desarrollar tecnologías, optimizar la operación y la producción, aumentar la flexibilidad del sistema de energía y reducir los costos.

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Opinión pública

Información sobre energía eólica en Alemania 2016: producción de electricidad, desarrollo, inversión, capacidad, empleo y opinión pública.

Desde 2008, la energía eólica goza de una muy alta aceptación en la sociedad.

En Alemania, cientos de miles de personas han invertido en parques eólicos civiles en todo el país, y miles de pymes están haciendo negocios con éxito en el nuevo sector, que empleó a 142 900 personas en 2015 y generó el 12,3 % de la electricidad de Alemania en 2016. .

Recientemente, sin embargo, ha habido un aumento de la resistencia local a la expansión de la energía eólica en Alemania debido a su impacto en el paisaje, casos de deforestación para la construcción de aerogeneradores, emisión de ruidos de baja frecuencia e impactos negativos en la vida silvestre como como aves rapaces y murciélagos.

Apoyo gubernamental

Desde 2011, el gobierno federal alemán ha estado trabajando en un nuevo plan para aumentar la comercialización de energía renovable, con un enfoque particular en los parques eólicos marinos.

En 2016, Alemania decidió reemplazar las tarifas de alimentación con subastas a partir de 2017, citando la naturaleza madura del mercado de la energía eólica, que se atiende mejor de esta manera.

transición energética

La política de "Energiewende" de 2010 fue adoptada por el gobierno federal alemán y condujo a una gran expansión en el uso de energías renovables, especialmente la energía eólica. La proporción de energía renovable en Alemania aumentó de alrededor del 5 % en 1999 al 17 % en 2010, acercándose al promedio de la OCDE del 18 %. A los productores se les garantiza una tarifa de alimentación fija durante 20 años, lo que garantiza un ingreso fijo. Se formaron cooperativas de energía y se hizo un esfuerzo por descentralizar el control y las ganancias.Las grandes empresas de energía tienen una parte desproporcionadamente pequeña del mercado de las energías renovables. Las centrales nucleares se han cerrado y las 9 centrales existentes cerrarán antes de lo necesario en 2022.

La menor dependencia de las plantas de energía nuclear ha resultado hasta ahora en una mayor dependencia de los combustibles fósiles y las importaciones de electricidad de Francia. Sin embargo, con buen viento, Alemania exporta a Francia; en enero de 2015 el precio medio fue de 29 €/MWh en Alemania y de 39 €/MWh en Francia. Uno de los factores que obstaculizaban el uso eficiente de las nuevas fuentes de energía renovable era la falta de inversión asociada en infraestructura energética (SüdLink) para llevar la electricidad al mercado. Las restricciones de transmisión a veces obligan a Alemania a pagar a la energía eólica danesa para detener la producción; en octubre/noviembre de 2015 fue de 96 GWh con un coste de 1,8 millones de euros.

En Alemania, hay diferentes actitudes hacia la construcción de nuevas líneas eléctricas. Se congelaron las tarifas para la industria y, por lo tanto, los mayores costos de la Energiewende se trasladaron a los consumidores, que tenían facturas de electricidad más altas. Los alemanes tuvieron algunos de los costos de electricidad más altos de Europa en 2013.

energía eólica marina

Parques eólicos marinos en la bahía alemana

La energía eólica marina también tiene un gran potencial en Alemania. La velocidad del viento en el mar es entre un 70% y un 100% más rápida que en tierra y mucho más constante. Ya se ha desarrollado una nueva generación de turbinas eólicas de 5 MW o más capaces de aprovechar todo el potencial de la energía eólica marina, y hay prototipos disponibles.Esto permite que los parques eólicos marinos operen de manera rentable después de que se hayan superado las dificultades iniciales habituales asociadas con las nuevas tecnologías.

El 15 de julio de 2009, se completó la construcción de la primera turbina eólica marina de Alemania. Esta turbina es la primera de 12 turbinas eólicas para el parque eólico marino alpha ventus en el Mar del Norte.

Después del accidente nuclear plantas de energía en Japón en 2011 El gobierno federal alemán está trabajando en un nuevo plan para aumentar la comercialización de energía renovable, con un enfoque particular en los parques eólicos marinos. De acuerdo con el plan, las grandes turbinas eólicas se instalarán lejos de la costa, donde el viento sopla de manera más constante que en tierra, y donde las enormes turbinas no molestarán a los residentes. El plan tiene como objetivo reducir la dependencia de Alemania de la energía del carbón y las centrales nucleares. El gobierno alemán quiere 7,6 GW instalados para 2020 y 26 GW para 2030.

El principal problema será la falta de capacidad de red suficiente para transmitir la electricidad generada en el Mar del Norte a los grandes consumidores industriales del sur de Alemania.

En 2014, se agregaron 410 turbinas con una capacidad de 1.747 megavatios a los parques eólicos marinos de Alemania. Debido a que la conexión a la red aún no se ha completado, solo se agregaron a la red turbinas con una capacidad total de 528,9 megavatios a fines de 2014. A pesar de esto, a fines de 2014, Alemania rompió la barrera de la energía eólica marina. se ha triplicado a más de 3 gigavatios de potencia, lo que demuestra la creciente importancia de este sector.

Justificación económica para la construcción de parques eólicos

Antes de tomar una decisión sobre la construcción de un parque eólico en una zona determinada, se realizan estudios exhaustivos y extensos. Los expertos descubren los parámetros de los vientos locales, la dirección, la velocidad y otros datos. Es de destacar que la información meteorológica en este caso es de poca utilidad, ya que se recopilan en diferentes niveles de la atmósfera y persiguen objetivos diferentes.

La información obtenida proporciona una base para calcular la eficiencia, la productividad esperada y la capacidad de la planta. Por un lado, se tienen en cuenta todos los costes para la creación de la estación, incluyendo la compra de equipos, entrega, instalación y puesta en marcha, costes de explotación, etc. Por otro lado, se calcula la ganancia que puede traer la operación de la estación. Los valores obtenidos se comparan entre sí, en comparación con los parámetros de otras estaciones, después de lo cual se emite un veredicto sobre el grado de conveniencia de construir una estación en una región determinada.

energía eólica marina

Ubicación de los parques eólicos alemanes en el Mar del Norte

La primera turbina eólica marina (mar adentro pero cerca de la costa) de Alemania se instaló en marzo de 2006. La turbina fue instalada por Nordex AG a 500 metros de la costa de Rostock.

Una turbina con una capacidad de 2,5 MW con un diámetro de pala de 90 metros se instala en un área marina de 2 metros de profundidad. Diámetro de cimentación 18 metros. En los cimientos se colocaron 550 toneladas de arena, 500 toneladas de hormigón y 100 toneladas de acero. La estructura con una altura total de 125 metros se instaló a partir de dos pantalanes con una superficie de 1750 y 900 m².

En Alemania, hay 1 parque eólico comercial en el Mar Báltico - Baltic 1 (en: Baltic 1 Offshore Wind Farm), dos parques eólicos en el Mar del Norte están en construcción - BARD 1 (en: BARD Offshore 1) y Borkum West 2 (en: Trianel Windpark Borkum) en la costa de la isla de Borkum (Islas Frisias). También en el Mar del Norte, a 45 km al norte de la isla de Borkum, se encuentra el parque eólico de prueba Alpha Ventus (en: Alpha Ventus Offshore Wind Farm).

Para 2030, Alemania planea construir 25.000 MW de centrales eléctricas en alta mar en los mares Báltico y del Norte.

Pros y contras de WPP

Hoy en día, hay más de 20.000 parques eólicos de diversas capacidades en el mundo. La mayoría de ellos están instalados en la costa de los mares y océanos, así como en las regiones esteparias o desérticas. Los parques eólicos tienen muchas ventajas:

• no es necesario preparar el área para la instalación de instalaciones
• la reparación y el mantenimiento de los parques eólicos son mucho más baratos que cualquier otra estación
• las pérdidas de transmisión son significativamente menores debido a la proximidad a los consumidores
• ningún daño al medio ambiente
• fuente de energía es completamente gratis
• la tierra entre las instalaciones se puede utilizar con fines agrícolas

Al mismo tiempo, también hay desventajas:

• la inestabilidad de la fuente obliga al uso de un gran número de baterías
• las unidades hacen ruido durante el funcionamiento
• el parpadeo de las aspas de los molinos de viento tiene un efecto muy negativo en la psique
• el costo de la energía es mucho más alto que con otros métodos de producción

Una desventaja adicional es el alto costo de inversión de los proyectos de dichas estaciones, que consiste en el precio del equipo, el costo de transporte, instalación y operación.Teniendo en cuenta la vida útil de una instalación separada: 20-25 años, muchas estaciones no son rentables.

Las desventajas son bastante significativas, pero la falta de otras oportunidades reduce su impacto en las decisiones. Para muchas regiones o estados, la energía eólica es la principal forma de obtener energía propia, para no depender de proveedores de otros países.

Conocimientos técnicos en Gaildorf

En diciembre de 2017, la empresa alemana Max Bögl Wind AG inauguró el aerogenerador más alto del mundo. El apoyo tiene una altura de 178 m, y la altura total de la torre, teniendo en cuenta las palas, es de 246,5 m.

Inicio de la construcción de un aerogenerador en Gaildorf

El nuevo aerogenerador está ubicado en la ciudad alemana de Gaildorf (Baden-Württemberg). Forma parte de un grupo de otras cuatro torres cuya altura oscila entre 155 y 178 m, cada una con un generador de 3,4 MW.

La empresa estima que la cantidad de energía generada será de 10.500 MW/h al año. El coste del proyecto es de 75 millones de euros y se espera que genere 6,5 millones de euros al año. Este proyecto recibió 7,15 millones de euros en subvenciones del Ministerio Federal de Medio Ambiente, Conservación de la Naturaleza, Construcción y Seguridad Nuclear (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit, BMUB).

Parque eólico en Gaildorf

Los molinos de viento ultraaltos utilizan tecnología experimental de energía de almacenamiento hidráulico. El embalse es una torre de agua de 40 m de altura, que está conectada a una central hidroeléctrica situada 200 m por debajo de los aerogeneradores. La energía eólica excedente se utiliza para bombear agua contra la gravedad y almacenarla en la torre. Si necesario se libera agua para suministrar electricidad Actual.Solo se necesitan 30 segundos para cambiar entre el almacenamiento de energía y el suministro a la red. Tan pronto como cae la energía, el agua fluye hacia atrás y hace girar turbinas adicionales, lo que aumenta la generación de electricidad.

“De esta manera, los ingenieros resuelven uno de los mayores problemas asociados con las fuentes de energía renovable: su irregularidad y dependencia de la energía de las características climáticas. La capacidad de cuatro turbinas eólicas y una planta de energía de almacenamiento por bombeo es suficiente para proporcionar energía a 12 000 residentes de la ciudad de Gaildorf”, dice Alexander Schechner, ingeniero de desarrollo de proyectos en Gaildorf.

Tipos de parques eólicos

El principal y único tipo de plantas de energía eólica es la integración en un solo sistema de varias decenas (o cientos) de plantas de energía eólica que producen energía y la transfieren a una sola red. Casi todas estas unidades tienen el mismo diseño con algunos cambios en turbinas individuales. Tanto la composición como todos los demás indicadores en las estaciones son bastante uniformes y dependen de la capacidad total de las unidades individuales. Las diferencias entre ellos están solo en el método de colocación. Sí hay:

• terrestre
• costero
• costa afuera
• flotante
• altísimo
• montaña

Tal abundancia de opciones está asociada con las condiciones, necesidades y capacidades de las empresas que operan ciertas estaciones en varias regiones del mundo. La mayoría de los puntos de colocación están relacionados con la necesidad. Por ejemplo, Dinamarca, el líder mundial en energía eólica, simplemente no tiene otras oportunidades. Con el desarrollo de la industria, inevitablemente aparecerán otras opciones para la instalación de unidades, aprovechando al máximo las condiciones locales del viento.

Especificaciones

Las dimensiones de tales turbinas son impresionantes:

• envergadura de pala - 154 m (la longitud de una pala para la turbina Vestas V-164 es de 80 m)
• altura de construcción - 220 m (con pala levantada verticalmente), para Enercon E-126, la altura desde el suelo hasta el eje de rotación es de 135 m
• número de revoluciones del rotor por minuto - de 5 a 11,7 en modo nominal
• el peso total de la turbina es de unas 6000 toneladas, incl. base - 2500 toneladas, torre de soporte (portadora) - 2800 toneladas, el resto - el peso de la góndola del generador y el rotor con palas
• velocidad del viento a la que comienza la rotación de las palas - 3-4 m / s
• velocidad crítica del viento a la que se detiene el rotor - 25 m/s
• la cantidad de energía producida por año (planificada) - 18 millones de kW

Hay que tener en cuenta que el poder de estas estructuras no puede considerarse como algo constante e inmutable. Depende enteramente de la velocidad y dirección del viento, que existe según sus propias leyes. Por tanto, la producción total de energía es muy inferior a los valores máximos obtenidos para determinar las capacidades de las turbinas. Y, sin embargo, los grandes complejos (parques eólicos), que consisten en docenas de turbinas, combinadas en un solo sistema, pueden proporcionar electricidad a los consumidores en la escala de un estado bastante grande.

Estadísticas

Potencia eólica anual en Alemania durante 1990-2015, mostrada en un gráfico semilogarítmico con capacidad instalada (MW) en rojo y capacidad generada (GWh) en azul

Las capacidades instaladas y la generación de energía eólica en los últimos años se muestran en la siguiente tabla:

estados

Distribución geográfica de parques eólicos en Alemania

¿Cuál es el generador de viento más grande?

La turbina eólica más grande del mundo hoy en día es una creación de ingenieros alemanes de Hamburg Enerkon E-126. La primera turbina se lanzó en Alemania en 2007, cerca de Emden.La potencia del aerogenerador era de 6 MW, que en ese momento era la máxima, pero ya en 2009 se realizó una reconstrucción parcial, por lo que la potencia aumentó a 7,58 MW, lo que convirtió a la turbina en líder mundial.

Este logro fue muy significativo y colocó a la energía eólica en una serie de líderes de pleno derecho en el mundo. La actitud hacia ella ha cambiado, de la categoría de intentos más bien tímidos de obtener resultados serios, la industria ha pasado a la categoría de grandes productores de energía, lo que obliga a calcular el efecto económico y las perspectivas de la energía eólica en un futuro próximo.

La palma fue interceptada por MHI Vestas Offshore Wind, cuyas turbinas tienen una capacidad declarada de 9 MW. La instalación de la primera turbina de este tipo se completó a fines de 2016 con una potencia operativa de 8 MW, pero ya en 2017 se registró una operación de 24 horas a una potencia de 9 MW, obtenida en la turbina Vestas V-164.

Este tipo de molinos de viento son realmente colosales en tamaño y se instalan, con mayor frecuencia, en la plataforma de la costa occidental de Europa y en el Reino Unido, aunque hay algunos ejemplares en el Báltico. Combinadas en un sistema, tales turbinas eólicas crean una capacidad total de 400-500 MW, que es un competidor importante para las centrales hidroeléctricas.

La instalación de tales turbinas se lleva a cabo en lugares con predominio de vientos suficientemente fuertes y uniformes, y la costa del mar corresponde a tales condiciones en la máxima medida. La ausencia de barreras naturales al viento, un flujo constante y estable permiten organizar el modo de operación más favorable de los generadores, aumentando su eficiencia a los valores más altos.

Qué análogos existen, sus parámetros operativos.

Hay bastantes fabricantes de generadores de energía eólica en el mundo, y todos ellos se esfuerzan por aumentar el tamaño de sus turbinas.Esto es rentable, te permite aumentar la productividad de tus productos, aumentar la cantidad de energía generada e interesar a grandes empresas y gobiernos en avanzar en el programa de energía eólica. Por lo tanto, casi todos los principales fabricantes están produciendo activamente estructuras de máxima potencia y tamaño.

Entre los fabricantes más destacados de grandes aerogeneradores se encuentran el ya mencionado MHI Vestas Offshore Wind, Erkon. Además, se conocen las turbinas Haliade150 o SWT-7.0-154 de la conocida empresa Siemens. Lista fabricantes y sus productos puede ser lo suficientemente largo, pero esta información es de poca utilidad. Lo principal es el desarrollo y fomento de la energía eólica a escala industrial, uso de la energia eolica en interés de la humanidad.

Las características técnicas de las turbinas eólicas de diferentes fabricantes son aproximadamente iguales. Esta igualdad se debe al uso de tecnologías casi idénticas, el cumplimiento de las características y parámetros de las estructuras en una sola dimensión. La creación de molinos de viento más grandes no está planeada hoy, ya que cada uno de esos gigantes cuesta mucho dinero y requiere costos de mantenimiento y mantenimiento significativos.

El trabajo de reparación en una estructura de este tipo cuesta mucho dinero, si aumenta el tamaño, el aumento de los costos aumentará exponencialmente, lo que automáticamente provocará un aumento en los precios de la electricidad. Tales cambios son extremadamente perjudiciales para la economía y causan serias objeciones por parte de todos.