Thursday, September 9, 2010

Wind Resource Site Assessment



Wind Resource Site Assessment

By: Evan Lubofsky



Whether you choose on-site or remote monitoring, you’ll benefit from this article in selecting the proper methods and equipment, presented by the experts at Onset Computer Corp.

As interest in harnessing wind energy grows in the United States and around the world, several trends and events are converging in support of that interest. They include a desire to lessen dependency on petroleum products, rising energy prices, and a recognition that environmentally sustainable building management practices can be environmentally responsible while resulting in cost savings, as well. Building owners and managers can take steps toward the U.S. Green Building Council’s LEED® certification and take advantage of federal and state tax incentives that will help save money in the long run.

Whether the focus of a wind project is to supply power for greenhouses on a farm or to install turbines for larger-scale commercial energy supply, proper turbine siting is crucial for optimal performance and return on investment, despite the scale of the project.

Once a site is determined to be an appropriate candidate for a wind turbine—through consultation of local and regional wind resource maps, meteorological data, and existing studies—a thorough, on-site wind assessment must be carried out that measures wind speed and direction at heights appropriate for the project, and at locations suitable to represent the project. While appropriate permits and permissions are being obtained for the test site or sites, you will need to select monitoring equipment.

The intent of this article is to provide project managers working on small- to moderate-scale wind energy projects with information about how data loggers fit into wind resource site assessment. This article examines sensor, data logger, and communications options, with advice on what to look for in selecting such equipment. Then you will find information about equipment mounting hardware to help ensure optimal performance during your project’s monitoring period. This information will help simplify the equipment selection process, while also helping you save time and money for your site assessment project.

Central Components
The main components of a site’s wind resource assessment are wind speed and wind direction sensors that plug into a data logger, all of which are mounted on an appropriately sized tower. Knowing a bit about sensors and loggers will help you choose the right devices for your budget and ensure that you collect data reliably and accurately.

Sensors
Sensors for a wind assessment project are often mounted tens of meters off the ground and must measure environmental parameters accurately and consistently for at least a year, across all the seasons. In addition to doing their job of measuring wind parameters, sensors must withstand rain, snow, ice, and humidity. When evaluating sensors, check the manufacturer’s specifications regarding:

• Operating temperature—What happens during freezing temperatures?
• Response time—Will short gusts be recorded?
• Connection to logger and deployment—Is there any wiring required, or does the sensor simply plug into the logger?
• Durability—What are the sensor components made of? Are the moving parts strong?
• Expected lifetime—For how long will the sensor operate?
• Accuracy and Resolution

Factors to consider for each type of sensor include the anemometer. Wind speed is the most important measurement in your assessment. Cup-style anemometers are the most common for wind power projects, consisting of several cups that rotate around a vertical shaft.

The anemometer should be sturdy enough to withstand sustained winds and winds gusts of up to at least 100 mph, depending on your location. Keep in mind that wind speed increases with vertical distance from the ground. Check into the manufacturer’s specifications for maximum wind speed, starting threshold, response time—often referred to as distance constant, this describes how responsive the anemometer is to changes in wind speed—expected lifetime, and materials for the shaft, cup, and bearings.

Ideally, anemometers are placed at three locations on a tower: the proposed turbine’s hub height, the height of the highest blade tip, and the height of the lowest blade tip. Often, however, towers are used that are shorter than the proposed turbine hub; there are numerical models that allow the input of data from lower heights to be applied. Budgetary restrictions may also limit data collection. In any case it’s a good idea to mount two anemometers at each tower height for data replication, or in case of sensor failure.

Another important consideration is wind direction. Wind vanes are often part of the anemometer unit, but they may also be available as stand-alone devices. Most important is to check the resolution of the vane to make sure the data output is in small-enough units for you to use it effectively in your assessment. Also consider maximum wind speed—especially whether the vane is designed to withstand typical and maximum wind speeds at your site—expected lifetime, and the materials of which the fins and shaft are constructed.

Other sensors can monitor temperature, relative humidity, and barometric pressure. It may be useful to be able to link temperature, RH, and barometric pressure to wind speeds and direction, though it is not strictly necessary for all site assessments. If there are meteorological stations nearby you may opt to omit these sensors, depending on your project requirements and resources.

Data Loggers
All data logging systems for measuring wind parameters consist of multiple sensors that connect to a data logger, which records and stores all data at prescribed time intervals. When evaluating data loggers, keep simplicity and flexibility in mind as you consider the following points.
Housing: The logger will be outside for a year or more, so check if the enclosure is strong and weatherproof enough to withstand wind, rain, and curious animals, and that the electronic components will stay dry.

Data channels: There is usually a limit to the number of sensors that can be plugged into a logger. Does the logger have enough data input channels? Can more be added?
Power: If there is a battery, will it last the full duration of your study? If not, how easily can new batteries be swapped in? Will the data be safe during a power outage? Check about solar and rechargeable battery options, as well. Specific power options may be recommended for certain data download options.

Configuration: Some sensors require programming for deployment, while others simply plug in and are immediately recognized by the logger. Can you configure sensors in the field with or without a laptop, or do you need to set everything up in the office beforehand?
Flexibility: You may decide to add other sensors sometime during the monitoring process, or at a future date for another application. Can the logger accept a wide variety of sensor inputs, including third-party sensors?

Cable length limitations: Towers can be very tall, and you must ensure that the logger can handle all the cables necessary to reach the sensors. In some cases you may need to use multiple loggers.
Today’s data logging systems include a wide variety of data retrieval options, from cellular remote communications to on-site laptop computer download. The next section describes the different options available.

Data Communications Options
There are several options for downloading data from your wind resource monitoring system, and they essentially break down into two categories: manual download, and remote communications. Each has its strengths, and you’ll be better prepared to assess them if you first consider the following:

• Monitoring period—How often would you like to download data? You’ll be monitoring wind parameters at the site for a year or more, so how often would you like to check in? How many parties are interested in the data?
• Maintenance—How often will you do routine maintenance checks to be sure that the logger, sensors, and tower are in good working condition and repair? Such checks require staff and travel time.
• Location—Where is the station located? Is it in a vandalism-prone area, many miles from roads, or right on the edge of the project owner’s property?
• Budget—What’s your budget? Some communications options are more costly than others at the outset, but they may save money in labor and travel costs over the life of the project.
• Future applications—Will you reuse the equipment for future wind resource assessment projects?

Manual On-site Download
In light of these questions, let’s consider the difference between manual on-site downloads and those conducted from a remote location. Data shuttles are small, handheld devices that plug into a data logger and retrieve data. They are usually designed for field conditions and are simple to operate, often involving a single-button download. Alternatively, you can use a laptop computer equipped with the appropriate software and interface cable.

This is often the most inexpensive option, though it does have some limitations. Technicians must visit the logger to download data, and there may be no way to know about malfunctions until data has been examined.

Remote Data Download
Remote communications allow for real time Internet-based access to data. Rather than going out into the field, the user simply logs onto a Web site to view and download data, thus saving time and money on travel and labor and minimizing the chance of data gaps due to equipment failure.
Operators can easily and frequently monitor sensor and battery status or make adjustments to logging intervals, right over the Internet. It is easy to check that sensors and loggers are working properly, and cellular phone and e-mail alarm notifications can even be set for when sensor parameters are out of a set range, if equipment fails, or if battery power is low. The sooner you know about a system malfunction the faster you can get out to the site, fix the problem, and continue collecting uninterrupted data.

Two data communications systems available today are cellular and Wi-Fi. Cellular systems require a cellular data contract, and the logging system must be within provider range. With Wi-Fi, data transfer is accomplished via a Wi-Fi network or router connected to the Internet. There is no need to pay for cellular service, but your installation does have to be within range of a Wi-Fi router. Users can set notification alarms that transmit to cell phones and e-mail addresses with either system.

Mounting Tips for Data Logging Systems
In addition to the sensors and data logger you’ll need to select hardware and other accessories for mounting and connecting the devices, and to ensure that system components are installed properly. Once it’s up and running animals, weather conditions, and vandals may act upon your monitoring system, and periodic field visits and/or logger alarms are required in order to ensure smooth operation.


You will need to attach your sensors and logger securely to your chosen tower in a fashion that allows for optimal data collection. Sensor manufacturers usually provide a selection of hardware options, so check around to see what’s available before you consider spending money and time to design or make your own. In most cases equipment should be mounted on sturdy metal arms and brackets, with several anchor points. You should consult the manufacturer’s recommendations for placement distances, but here are some factors you’ll have to consider:


Sensors: Mount anemometers and vanes far enough away from the tower structure and other sensors to avoid interference. Each sensor should have its own individual boom that holds the sensor well away from the tower, so consult your manufacturer for details. Temperature and humidity sensors require solar radiation shields, and you should make sure that they are designed to shed water and operate in freezing conditions.


Cables: Sensors connect to the logger via cables, so order enough of the proper length to reach from sensors to logger. Wrap cables along the tower from the sensors to the logger and secure them with UV-resistant tape or ties, allowing enough slack in chafe-prone areas.


Logger: Make sure the logger is securely housed inside a weatherproof, locked, tamper-resistant structure. Mount it high enough so that animals can’t reach it from the ground, and close any gaps to deter birds. Make sure the enclosure is properly sealed, carefully following the manufacturer’s instructions and, if applicable, mount the solar panel so that it will receive adequate sunlight throughout the day and through the seasons. Again, your sensor, logger, and tower manufacturers will have detailed guidance specific to the equipment you have selected.

Conclusion
Site-specific wind resource assessment is one of the most time-consuming and important steps of a wind energy project. This article will hopefully help make you aware of the data-collection and communications options available to you so that you can make the best choice for your site, project, and budget.

About The Author
Evan Lubofsky

is director of marketing for the Onset Computer Corporation. To learn more call
(800) 564-4377 (800-LOGGERS), send e-mail to sales@onsetcomp.com, or go towww.onsetcomp.com.

Wind Power toàn cầu mở rộng trong năm 2006

Wind Power toàn cầu mở rộng trong năm 2006

29 tháng 6 năm 2006 - theo Viện Chính sách Trái đất

Đan Mạch 3.100 MW công suất gió đáp ứng 20 phần trăm điện năng cần thiết, sự chia sẻ lớn nhất tại bất cứ nước nào. Nó đứng thứ năm trên thế giới trong công suất lắp đặt. Đan Mạch cũng là lãnh đạo toàn cầu trong cài đặt điện gió ngoài khơi, với 400 MW công suất hiện có. Trên toàn cầu, hơn 900 MW công suất gió ngoài khơi sẽ được cài đặt vào cuối năm 2006, tất cả ở châu Âu.

Châu Âu vẫn tiếp tục dẫn đầu thế giới trong tổng công suất lắp đặt với hơn 40.500 MW, hoặc hai phần ba tổng số toàn cầu. Những cài đặt gió cung cấp gần 3 phần trăm điện của châu Âu và sản xuất điện năng đủ để đáp ứng nhu cầu của hơn 40 triệu người. Các Hiệp hội Năng lượng gió châu Âu (EWEA) đã đặt mục tiêu đáp ứng 23 phần trăm nhu cầu điện của châu Âu với gió vào năm 2030. EWEA cũng lưu ý rằng Châu Âu có đủ gió nguồn lực để đáp ứng nhu cầu điện của tất cả các quốc gia của mình. Đức, quốc gia với công suất gió tạo được cài đặt nhất, bây giờ được 6 phần trăm điện năng từ 18.400 MW của năng lượng gió. Tây Ban Nha, ở vị trí thứ hai với hơn 10.000 MW công suất, được 8 phần trăm điện năng từ gió.

Mỹ đã lắp đặt 9.100 MW công suất điện gió. Ngành công nghiệp gió Mỹ lắp đặt một kỷ lục 2.400 MW năng lượng gió vào năm 2005, tăng từ cài đặt chỉ 370 MW vào năm 2004 và 1.700 MW vào năm 2003. Sự tăng trưởng này không phù hợp là chủ yếu là do sự sẵn có liên tục của gió tín dụng thuế liên bang sản xuất (PTC) mà hiện đang đứng ở 1,9 cent cho mỗi kilowatt giờ. Vào giữa năm 2005, Quốc hội mở rộng PTC bởi hai năm, đánh dấu lần đầu tiên các nhà lập pháp mở rộng tín dụng thuế mà không cần đầu tiên cho phép nó trôi đi. Với việc PTC được bảo đảm trong năm, gió Hoa Kỳ dự án công nghiệp mà nó sẽ cài đặt 25 phần trăm công suất trong năm 2006 hơn nó đã làm trong năm 2005.

WASHINGTON, DC - "Toàn cầu gió phát điện công suất tăng 24 phần trăm năm 2005 lên 59.100 MW. Điều này đại diện cho một tăng gấp mười hai từ một thập kỷ trước đây, khi khả năng thế giới gió tạo ra ở mức ít hơn 5.000 MW. Wind là thế giới nhanh nhất phát triển nguồn năng lượng với mức tăng trưởng trung bình hàng năm là 29 phần trăm trong mười năm qua. Ngược lại, trong suốt thời gian đó, than đá sử dụng đã tăng trưởng 2,5 phần trăm / năm, năng lượng hạt nhân của 1,8 phần trăm, khí tự nhiên của 2,5 phần trăm, và dầu bằng 1,7 phần trăm ", ông Joseph Florence của Viện Chính sách Trái Đất. (Xem www.earthpolicy.org/Indicators/Wind/2006.htm.)

gió công suất của Canada lắp đặt 680 MW vào cuối năm 2005 dự kiến sẽ tăng lên 1.200 MW vào cuối năm 2006. Trong khi Canada Mục tiêu của chính phủ liên bang quá trình cài đặt của 4.000 MW năng lượng gió vào năm 2010, nhiều tham vọng hơn của chính quyền tỉnh một kế hoạch để cài đặt 9.200 MW kết hợp vào năm 2015.

các nước châu Á đã cài đặt gần 7.000 MW công suất điện gió tạo ra. Ấn Độ có công suất 4.400 MW, đứng thứ tư sau Đức, Mỹ, và Tây Ban Nha. Năng lượng gió ở Trung Quốc, hiện tại 1.260 MW, đang bắt đầu phát triển mạnh do mới của đất nước Luật Năng lượng tái tạo. Luật này cung cấp ưu đãi thuế và trợ cấp cho năng lượng gió và các mục tiêu phát triển 30.000 MW công suất gió vào năm 2010. Đầy tham vọng như các mục tiêu này là, các chuyên gia trong ngành công nghiệp Trung Quốc báo cáo gió rằng Trung Quốc có thể sản xuất 400.000 MW công suất gió vào năm 2050. Để so sánh, tổng số điện của Trung Quốc công suất phát điện vào cuối năm 2003 là 356.100 MW.

Sự tăng trưởng bùng nổ của năng lượng gió trên thế giới là do phần lớn tinh tế, công nghệ của nó ngày càng tăng. Tua bin hiện đại có chiều cao và có lưỡi dài hơn tua bin cánh quạt của 20 năm trước đây, cho phép họ sản xuất lên đến nhiều quyền lực hơn 200 lần. Kể từ khi

Trong khi ba phần tư của tất cả các năng lượng gió đã được lắp đặt tại chỉ có năm quốc gia, năng lượng gió được cài đặt trong phần còn lại của thế giới đã tăng trung bình 35 phần trăm mỗi năm trong mười năm qua. gió công suất của Úc gần như tăng gấp đôi trong 2.005-710 MW. Nó dẫn các quốc gia khu vực Thái Bình Dương, trong đó, như một toàn bộ, đã phát triển 890 MW. Mỹ Latinh và Caribê đã cài đặt 210 MW công suất. các nước Bắc Phi cũng bắt đầu phát triển năng lượng gió và đã cài đặt 310 MW. Ai Cập và Maroc đã cài đặt 150 và 60 MW công suất gió, tương ứng (xem dữ liệu ở www.earthpolicy.org/Indicators/Wind/2006_data.htm).

Nhìn chung, chi phí của năng lượng gió đã giảm gần 90 phần trăm kể từ những năm 1980 đến 4 ¢ hoặc ít hơn / kWh trong các trang web gió tướng. Trong một số thị trường tạo ra điện gió rẻ hơn điện từ nguồn năng lượng thông thường. Chi phí của năng lượng gió đã giảm do tiến bộ trong công nghệ, giảm chi phí trong các dự án gió tài chính, và các nền kinh tế của quy mô sản xuất tuabin và các thành phần và xây dựng.

rái đất có đủ gió để đảm bảo nhu cầu năng lượng cho nhân loại

Trái đất có đủ gió để đảm bảo nhu cầu năng lượng cho nhân loại



Trong tương lai, một nhà máy điện sức gió sẽ có diện tích lớn như Ả rập Xê út, và giá điện sẽ cao gấp đôi hiện nay. Nhưng mặt khác, trái đất sẽ đủ gió để sản xuất điện năng đáp ứng nhu cầu của nhân loại.

Đó là kết luận lạc quan về tiềm năng của sức gió trong cuộc nghiên cứu tổng hợp nhất về các nguồn gió trong đất liền trên toàn thế giới, được công bố trong tập san Energy Economics.

Một nhóm nghiên cứu được hướng dẫn bởi Wim Turkenburg thuộc Trường Đại học Utrecht ở Hà Lan đã chia diện tích đất liền của trái đất thành 66.000 ô và tính toán tiềm năng sức gió trong mỗi ô. Các nhà nghiên cứu đã loại trừ các khu vực nhà cửa san sát, các khu bảo tồn tự nhiên, các hồ và núi. Họ không khảo sát tiềm năng lắp đặt tuabin những khu vực gió xa bờ vì không có đủ dữ liệu về tốc độ gió.

Nhóm này giả thiết rằng sức gió có thể được khai thác kinh tế khi tốc độ gió trung bình hơn 4m/giây. Các nghiên cứu trước đa lấy 5,1m/giây làm giới hạn, nhưng giới hạn này được xem như vô lý vì nó không tính đến các khu vực đã lắp đặt tuabin gió.

Khoảng 20% bề mặt trái đất có tốc độ gió trung bình cao hơn giới hạn dưới nói trên, và nếu được khai thác, sản lượng điện sức gió sẽ đạt khoảng 96.109 MWh mỗi năm, hoặc gấp 6 lần tiêu thụ điện năng của thế giới trong năm 2001. Nhưng điện năng sẽ rất đắt, khoảng gấp 25 lần giá hiện nay. Tuy nhiên, nhu cầu điện năng toàn cầu trong năm 2001 có thể được đáp ứng bằng một nhà máy điện sức gió với diện tích 2,4 triệu km2, xấp xỉ diện tích Ả rập Xê út, và giá chỉ gấp đôi giá hiện nay.

Các nhà nghiên cứu cho rằng trong mỗi km2 có thể lắp 4 tuabin gió, mỗi tuabin có công suất 1MW. Có một số khu vực lắp đặt tuabin gió hiện nay gấp 4 lần mật độ nay. Họ cũng đã tính toán đến các tổn thất khi chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng.

Bản phân tích đã cho thấy, tại hầu hết các khu vực của thế giới, năng lượng gió đủ để đáp ứng nhu cầu điện năng hiện nay. Chẳng hạn, năng lượng gió ở Đông Phi đủ để đáp ứng 300 lần nhu cầu, còn năng lượng gió ở Tây Âu cũng đủ để đáp ứng 2 lần nhu cầu tương ứng của các khu vực này.

Đáng tiếc, một số vùng đông dân cư như các quốc gia ở Đông Nam Á lại không có những nguồn gió có thể khai thác. Các vùng có tiềm năng lớn nhất về năng lượng gió để sản xuất điện giá rẻ là Bắc Mỹ và Nam Mỹ, Tây Âu và các quốc gia thuộc Liên Xô trước đây.

Tuy nhiên, năng lượng gió không thể trở thành nguồn điện năng duy nhất do nó là tài nguyên luôn biến động, hoàn toàn có thể biến mất đột ngột vào một lúc nào đó. Một thành viên trong nhóm là Bert de Vries thuộc Học viện Quốc gia về sức khoẻ cộng đồng và Môi trường ở Hà Lan đã nói “Khi người ta khai thác gió tới một phạm vi lớn hơn, vấn đề cân bằng cung cầu sẽ trở nên phức tạp”. Và khi mở rộng khai thác sức gió thì có thể phải sửa đổi hệ thống lưới điện một cách tốn kém. De Vries nói “Không ai biết chi phí của chúng sẽ là bao nhiêu”.

Có một vài cải tiến có thể làm cho việc khai thác năng lượng gió trở nên khả thi. Ví dụ, có thể báo trước tốc độ gió có thể phát điện trong khoảng 15% thời gian mỗi ngày, để có thời gian triển khai các nguồn thay thế nếu cần thiết. Ở Xcăngdinavi, năng lượng gió dư thừa được lưu trữ bằng cách dùng nó để bơm nước vào các hồ chứa và sinh ra thuỷ điện khi cần.

Tình hình sử dụng năng lượng gió ở các quốc gia châu Âu

Tình hình sử dụng năng lượng gió ở các quốc gia châu Âu



Hội nghị thường niên của Hiệp hội năng lượng gió châu Âu đã được tổ chức năm 2003 tai Madrit (Tây Ban Nha). Tham dự Hội nghị có đại diện của hầu hết các nước đang triển khai sử dụng năng lượng gió để phát điện. Năm 2002, ngành phong điện châu Âu lập được kỷ lục - đã đưa vào vận hành các tổ máy phong điện với tổng công suất 5.871 MW, cao hơn 31% so với năm 2001 (4.493 MW). Năm 2003, châu Âu đã đầu tư hơn 5,8 tỷ euro cho ngành phong điện.

Đức, Tây Ban Nha và Đan Mạch là những quốc gia đi đầu về sử dụng năng lượng gió.

Năm 2002, tổng công suất của các tổ máy phong điện ở Đức đạt 3.247 MW, tăng 20% so với năm 2001. Thời hạn lắp ráp tổ phong điện cũng đạt kỷ lục - chỉ trong 4 giờ đã lắp ráp xong một tuabin phong điện công suất 500 kW.

Năm 2002, Tây Ban Nha đã đưa vào vận hành 1.493 MW công suất phong điện.

Cũng trong năm nay Đan Mạch đã đưa vào vận hành 497 MW công suất phong điện, hoàn thành xây dựng nhà máy phong điện ngoài khơi lớn nhất thế giới với công suất 160 MW tại Harnsrev ở Biển Bắc. Hiện nay các tổ máy phong điện sản xuất được 20% tổng điện lượng ở Đan Mạch. Tổng công suất của các tổ máy phong điện ở các nước khác thuộc EU cũng tăng lên, cụ thể ở bảng 1.

Bảng 1

Tên nước

Công suất mới đưa vào vận hành, MW

Hà Lan

217

Italia

103

Vương quốc Anh

87

Bồ Đào Nha

63

Pháp

52

Áo

45

Thuỵ Điển

35

Ailen

13

Bỉ

12

Phần Lan

2

Luxămbua

1

Ở đây cần lưu ý một điểm : các tổ máy phong điện được đưa vào vận hành ở Đức, Đan Mạch và Tây Ban Nha có công suất đơn vị từ 1 MW trở lên. Các nhà sản xuất cũng đã làm chủ được công nghệ sản xuất các tổ máy phong điện có công suất: 1,5; 1,8; 2,0, 2,5; 2,75 và 3 MW. Công ty Enercon của Đức đang cho chạy thử nghiệm tổ máy công suất 4,5 MW.

Đức và Đan Mạch đang tiến hành tháo dỡ và thay các tổ máy phong điện công suất dưới 600 kW bằng các tổ máy có công suất lớn hơn. Đan Mạch đã ngừng sản xuất các tổ máy công suất dưới 750 kW.

Năm 2002, một số nước châu Âu khác, đã lắp đặt được các tổ máy phong điện với tổng công suất 107 MW, tính theo từng nước trong bảng 2.

Bảng 2

Tên nước

Công suất mới đưa vào vận hành, MW

Na Uy

80

Latvia

22

Ucraina

3

Hung ga ri

1

Estonia

1

Tiếp Khắc

0,2

Thổ Nhĩ Kỳ

0

Nga

0

Thuỵ Sĩ

0

Rumani

0

Như vậy, năm 2002 tất cả các nước châu Âu nêu trên đã đưa vào vận hành tổng cộng 5.978 MW công suất phong điện.

Tổng công suất lắp đặt củacác tổ máy phong điện ở các nước EU cũ tính đến đầu năm 2003 là 23.056 MW, tốc độ tăng trưởng năm 2002 so với năm 2001 là 31%. Lượng điện do các tổ máy phong điện sản xuất ra tương đương với sử dụng 20 triệu tấn nhiên liệu quy ước.

Tính chung cho toàn bộ châu Âu, công suất lắp đặt cho các nhà máy phong điện va các tổ máy riêng biệt đạt 23.291 MW, còn tính riêng theo từng nước như sau:

Tên nước

Công suất MW

Đức

12.001

Tây Ban Nha

4.830

Đan Mạch

2.880

Italia

785

Hà Lan

688

Vương quốc Anh

552

Thuỵ Điển

328

Hy Lạp

276

Bồ Đào Nha

194

Pháp

145

Áo

139

Ai len

137

Na Uy

97

Bỉ

44

Ucraina

44

Phần Lan

41

Ba Lan

27

Latvia

16

Luxămbua

7

Nga

7

Cộng hoà Séc

5

Thuỵ sĩ

2

Hungari

2

Estonia

1

Rumani

Việc thông qua các điều luật quốc gia về phát triển ngành năng lượng sử dụng, các nguồn tái tạo và sự trợ giúp của Nhà nước là những yếu tố quan trọng để các nhà máy phong điện được xây dựng rộng rãi ở các quốc gia EU. Theo kinh nghiệm của Đức và Đan Mạch, Tây Ban Nha, Pháp và Italia cũng đã thông qua những luật tương tự, nhờ vậy tình hình phát triển ngành năng lượng sử dụng các nguồn tái tạo ở những quốc gia này đã làm thay đổi cơ bản.

Điện năng từ gió, tiềm năng chưa được đánh thức

Điện năng từ gió, tiềm năng chưa được đánh thức



Trạm điện bằng sức gió trên đảo Bạch Long Vĩ

Liên tục trong các năm gần đây, ở Việt Nam sản lượng điện do các nhà máy thủy điện, nhiệt điện sản xuất ngày càng khó đủ đáp ứng tốc độ phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt là vào mùa nắng nóng. Vì vậy, phong điện đang được nhìn nhận như một hướng ra triển vọng.

Theo kế hoạch đã được đệ trình lên UBND tỉnh Bình Định, từ tháng 7/2004 Nhà máy phong điện Phương Mai 1 sẽ chính thức triển khai thi công phần hạ tầng kỹ thuật, đến cuối tháng 4/2005 sẽ hoàn thành thi công giai đoạn 1 và cho vận hành hai tổ máy đầu tiên, công suất ban đầu khoảng 15 MW. Tuy vậy, vì nhiều lý do khác nhau nên việc tiến hành xây dựng nhà máy bị trì hoãn nhiều lần. Mới đây, ông Vũ Hoàng Hà, Chủ tịch UBND tỉnh Bình Định, đã ký văn bản gia hạn cho ban quản lý dự án phong điện Phương Mai 1, chậm nhất vào 30/6/2005, nếu không khởi công xây dựng sẽ bị thu hồi 56ha đất đã cấp trước đó tại Phù Cát.


Bên cạnh đó, tỉnh Bình Định cũng đang tiếp tục có chủ trương cho Công ty GCP (Đức) triển khai xây dựng Nhà máy phong điện Phương Mai 2. Theo dự kiến, nhà máy có tổng công suất là 200MW và các cơ sở hạ tầng khác như cầu cảng, nhà xưởng và kinh doanh du lịch dưới các chân cột tua bin gió.


Trung tuần tháng 4, Văn phòng UBND tỉnh Bình Định cho biết, Công ty Đầu tư và Phát triển phong điện miền Trung (thuộc Công ty Xây lắp điện 3) đã chính thức đầu tư dự án phong điện Phương Mai 3 với vốn đầu tư hơn 820 tỷ đồng. Nhà máy sẽ được xây dựng trên cồn cát ven biển khu công nghiệp Nhơn Hội (TP Quy Nhơn), tiếp giáp với Nhà máy phong điện Phương Mai 1. Dự kiến công suất nhà máy là 50,4 MW, mỗi năm sản xuất từ 150-170 triệu kWh điện. Toàn bộ thiết bị được mua theo hình thức "chìa khóa trao tay" từ nguồn vốn của Unibank (Đan Mạch) do Quỹ hỗ trợ phát triển quốc tế của chính phủ Đan Mạch tài trợ 100% vốn. Chủ đầu tư sẽ thực hiện và quản lý vận hành dự án theo hình thức kinh doanh nhà máy điện độc lập, bán điện cho lưới điện quốc gia với giá khoảng 4,5 US cent/kWh.


Theo thống kê của ngành điện, sản lượng điện năng từ sức gió hiện nay trên thế giới đang liên tục tăng,
từ hơn 3.500 MW năm 1994 đến 6.000 MW năm 1996 và nay là trên 10.000 MW. Sử dụng điện năng bằng sức gió không lo hết nhiên liệu hay cạn kiệt nguồn nước như thủy điện và nhiệt điện, và nhất là không gây những tác động đáng kể đến môi trường. Đáng tiếc là đến nay loại hình này ở Việt Nam vẫn chưa phát triển tương xứng với tiềm năng sẵn có, dù các nhà máy thủy điện và nhiệt điện ở nước ta đang ngày càng không đáp ứng nổi nhu cầu và tốc độ phát triển kinh tế - xã hội của đất nước. Các nhà máy thủy điện Hòa Bình, Vĩnh Sơn, Sông Hinh, Trị An, Đa Nhim, Yaly... thực chất chỉ hoạt động đạt khoảng 40% tổng công suất thiết kế. Trong khi đó, với hơn 3.000km chiều dài bờ biển, tiềm năng phong điện ở nước ta rất lớn.

Từ thực tiễn đó, dự án liên doanh sản xuất điện bằng sức gió đầu tiên ở Việt Nam đã hình thành từ cách đây gần tám năm (1997), địa điểm được chọn là khu bờ biển bán đảo Phương Mai, thành phố Quy Nhơn và một phần huyện Phù Cát, tỉnh Bình Định (một trong những nơi có nhiều gió nhất). Đối tác nước ngoài là Đan Mạch, nước có công nghệ sản xuất điện từ sức gió tiên tiến nhất thế giới.


Các chuyên gia cho biết, chi phí đầu tư cho nhà máy phong điện tuy tốn kém ngang với đầu tư xây dựng các nhà máy nhiệt điện và thủy điện (khoảng 1 triệu USD/MW), nhưng lại có nhiều ưu điểm nổi bật như ít tác động tới môi trường, không mất chi phí vận hành, nơi sản xuất điện và tiêu thụ điện năng được thu hẹp một cách đáng kể. Theo các chuyên gia, nếu dự án phong điện ở Bình Định thành công và đạt hiệu quả cao thì các địa phương có bờ biển ở nước ta, kể cả những quần đảo, bán đảo xa đất liền cũng có thể phát triển loại hình sản xuất điện năng này.

Điện gió... còn bị bỏ sót, chưa khai thác

Điện gió... còn bị bỏ sót, chưa khai thác!


05:48' 27/05/2005 (GMT+7)

Một cuộc khảo sát mới về năng lượng gió toàn thế giới cho thấy nó có thể đáp ứng đủ nhu cầu năng lượng của mọi quốc gia.

Bản đồ gió ở châu Âu. Những vùng đen, đỏ và vàng có tốc độ gió cao nhất, tiếp đến là những vùng màu xanh.

Sau khi thu thập hơn 8.000 tài liệu về gió trên mọi lục địa, nhà nghiên cứu Christina Archer và Mark Jacobson thuộc ĐH Stanford (Mỹ) đã tạo ra một bộ bản đồ về năng lượng gió của thế giới. Bản đồ tiết lộ gió có thể tạo ra 72 terawatt (72 nghìn tỷ watt) điện năng, gấp 40 lần tổng sản lượng điện mà mọi quốc gia trên thế giới sử dụng trong năm 2000. Nếu con người khai thác chỉ 20% tổng số này, nó sẽ thoả mãn mọi nhu cầu năng lượng của thế giới. Theo Archer, năng lượng gió còn dồi dào hơn do nhiều lục địa thiếu dữ liệu về gió trên những khu vực lớn.

Nghiên cứu trên, cùng với các bản đồ về những vùng gió tốc độ cao của mỗi lục địa, được công bố trên Tạp chí Geophysical Research - Atmospheres, số tháng 5/2005. Những địa điểm có nhiều gió nhất là dọc biển Bắc (châu Âu), quanh mũi phía nam của Nam Mỹ, đảo Tasmania, vùng Hồ Lớn Bắc Mỹ, các bờ biển Đông Bắc và Tây Nam của Bắc Mỹ.

Năng lượng gió hiện chỉ chiếm 0,5% vào tổng sản lượng điện của thế giới. Nguyên nhân là do không có đầy đủ dữ liệu về gió để giúp mọi người đặt các tuốc-bin gió khổng lồ đúng chỗ. Một nguyên nhân nữa là quan niệm sai lầm cho rằng gió không đáng tin cậy. Cũng không dễ dàng gì khi thuyết phục các công ty điện ở những vùng nhiều gió bỏ thói quen dùng nhiên liệu hoá thạch.

Tin tức đáng mừng là ngày càng nhiều các nhà máy sản xuất điện từ gió đang được xây dựng, với tốc độ tăng trưởng 34% mỗi năm trong 5 năm qua. Điều đó làm cho năng lượng gió là nguồn điện năng tăng trưởng nhanh nhất.

  • Minh Sơn (Theo Discovery)

Trái đất có đủ gió để đảm bảo nhu cầu năng lượng cho nhân loại

Trái đất có đủ gió để đảm bảo nhu cầu năng lượng cho nhân loại



Trong tương lai, một nhà máy điện sức gió sẽ có diện tích lớn như Ả rập Xê út, và giá điện sẽ cao gấp đôi hiện nay. Nhưng mặt khác, trái đất sẽ đủ gió để sản xuất điện năng đáp ứng nhu cầu của nhân loại.

Đó là kết luận lạc quan về tiềm năng của sức gió trong cuộc nghiên cứu tổng hợp nhất về các nguồn gió trong đất liền trên toàn thế giới, được công bố trong tập san Energy Economics.

Một nhóm nghiên cứu được hướng dẫn bởi Wim Turkenburg thuộc Trường Đại học Utrecht ở Hà Lan đã chia diện tích đất liền của trái đất thành 66.000 ô và tính toán tiềm năng sức gió trong mỗi ô. Các nhà nghiên cứu đã loại trừ các khu vực nhà cửa san sát, các khu bảo tồn tự nhiên, các hồ và núi. Họ không khảo sát tiềm năng lắp đặt tuabin những khu vực gió xa bờ vì không có đủ dữ liệu về tốc độ gió.

Nhóm này giả thiết rằng sức gió có thể được khai thác kinh tế khi tốc độ gió trung bình hơn 4m/giây. Các nghiên cứu trước đa lấy 5,1m/giây làm giới hạn, nhưng giới hạn này được xem như vô lý vì nó không tính đến các khu vực đã lắp đặt tuabin gió.

Khoảng 20% bề mặt trái đất có tốc độ gió trung bình cao hơn giới hạn dưới nói trên, và nếu được khai thác, sản lượng điện sức gió sẽ đạt khoảng 96.109 MWh mỗi năm, hoặc gấp 6 lần tiêu thụ điện năng của thế giới trong năm 2001. Nhưng điện năng sẽ rất đắt, khoảng gấp 25 lần giá hiện nay. Tuy nhiên, nhu cầu điện năng toàn cầu trong năm 2001 có thể được đáp ứng bằng một nhà máy điện sức gió với diện tích 2,4 triệu km2, xấp xỉ diện tích Ả rập Xê út, và giá chỉ gấp đôi giá hiện nay.

Các nhà nghiên cứu cho rằng trong mỗi km2 có thể lắp 4 tuabin gió, mỗi tuabin có công suất 1MW. Có một số khu vực lắp đặt tuabin gió hiện nay gấp 4 lần mật độ nay. Họ cũng đã tính toán đến các tổn thất khi chuyển đổi năng lượng gió thành điện năng.

Bản phân tích đã cho thấy, tại hầu hết các khu vực của thế giới, năng lượng gió đủ để đáp ứng nhu cầu điện năng hiện nay. Chẳng hạn, năng lượng gió ở Đông Phi đủ để đáp ứng 300 lần nhu cầu, còn năng lượng gió ở Tây Âu cũng đủ để đáp ứng 2 lần nhu cầu tương ứng của các khu vực này.

Đáng tiếc, một số vùng đông dân cư như các quốc gia ở Đông Nam Á lại không có những nguồn gió có thể khai thác. Các vùng có tiềm năng lớn nhất về năng lượng gió để sản xuất điện giá rẻ là Bắc Mỹ và Nam Mỹ, Tây Âu và các quốc gia thuộc Liên Xô trước đây.

Tuy nhiên, năng lượng gió không thể trở thành nguồn điện năng duy nhất do nó là tài nguyên luôn biến động, hoàn toàn có thể biến mất đột ngột vào một lúc nào đó. Một thành viên trong nhóm là Bert de Vries thuộc Học viện Quốc gia về sức khoẻ cộng đồng và Môi trường ở Hà Lan đã nói “Khi người ta khai thác gió tới một phạm vi lớn hơn, vấn đề cân bằng cung cầu sẽ trở nên phức tạp”. Và khi mở rộng khai thác sức gió thì có thể phải sửa đổi hệ thống lưới điện một cách tốn kém. De Vries nói “Không ai biết chi phí của chúng sẽ là bao nhiêu”.

Có một vài cải tiến có thể làm cho việc khai thác năng lượng gió trở nên khả thi. Ví dụ, có thể báo trước tốc độ gió có thể phát điện trong khoảng 15% thời gian mỗi ngày, để có thời gian triển khai các nguồn thay thế nếu cần thiết. Ở Xcăngdinavi, năng lượng gió dư thừa được lưu trữ bằng cách dùng nó để bơm nước vào các hồ chứa và sinh ra thuỷ điện khi cần.