Vind är en lovande, alternativ energikälla. Den här killen är verkligen ett fan. Se fler gröna vetenskapsbilder. iStockphoto/Thinkstock I bråttom att hitta ersättningen för fossilt bränsle som nästa billiga och rikliga energikälla för att driva den mänskliga maskinen, vinden får mycket uppmärksamhet. Trots allt, det är verkligen ingen liten tillgång (förutom när du behöver få den draken i luften), och tanken på kontinuerlig, nollförorenande energi är för lockande för att ignorera. Åh, och det är det faktum att mänskligheten bränner igenom cirka 400 kvadrilljoner British Thermal Units (BTU) årligen, enligt U.S. Department of Energy. Fyra hundra kvadriljoner låter inte ens som ett verkligt tal, men tänk på att en enda BTU är ungefär lika mycket energi som genereras av en tänd tändstick och det kan hjälpa till att sätta den i perspektiv [källa:McLamb].
Det är inte som att vinden inte har tjänat sitt kvar. I århundraden, vi har använt det för att fräsa korn, motorfartyg och till och med för att generera el, med början på 1930 -talet. Men när energibehovet stiger, så försök att göra vinden till ett livskraftigt alternativ för att producera el i stor skala. Särskilt vindkraftverk är vad folk tänker på när de diskuterar vindkraft. Dessa turbiner kan mäta mer än 122 meter höga och väga nära 400 ton.
Vi kan grunderna, men i den här artikeln kommer vi att utforska några av de okända, och överraskande, fakta om vindkraft.
Innehåll
Är svaret på världens energibehov som blåser i vinden? iStockphoto/Thinkstock Intresset för vind har överträffat andra förnybara metoder för ny elproduktion i några år, ökar mer än 31 procent bara mellan 2008 och 2009 [källa:U.S. Energy Information Association]. Förutom det enorma löftet, Det finns ett par faktorer som har bidragit till dessa vinster. Först, År 2009, vindgeneratorer var berättigade till statliga incitament i USA, uppmuntra utvecklare att ta steget. För det andra, Avdelning IX i 2008 års jordbruksproposition gjorde det enklare och mer attraktivt för jordbrukare och ranchbrukare att genomföra vindprojekt.
Mindre än 2 procent låter inte så mycket, men när du tänker på hur snabbt den blir populär, vind har insidan till att bli ett mycket mer livskraftigt alternativ för storskalig energiproduktion.
Hallå, titta på det ... vinden får min båt att röra sig! Forntida sjömän utnyttjade först vindens kraft. Hemera/Thinkstock Vindkraften går tillbaka till minst 5000 f.Kr., med den tidigaste kända användningen för att driva segel [källa:U.S. Department of Energy]. Det här är kanske ingen idé, men tidiga sjömän var inte bara de första som kom på ett enklare sätt att komma från punkt A till punkt B. De lade grunden för mänsklighetens förståelse av viktiga begrepp som termodynamik och lyft [källa:TelosNet]. Dessa principer skulle vara nyckeln till andra innovationer, börjar med de allra första väderkvarnarna, som drivs av segel. Dessa enheter användes som kvarnar och vattenpumpar, och banade väg för en jordbruksrevolution genom att automatisera annars tidskrävande aktiviteter.
Denna teknik fördes till den nya världen, där det spelade en viktig roll för att lösa vildmarken och slätterna i det tidiga Amerika. När ny teknik växte fram, väderkvarnen tappade mark för ångmotorer och billig elektrisk kraft när, på 1930 -talet, Rural Electrification Program gav billig el till landsbygden i USA [källa:National Archives].
Men vinden snurrar, att göra en comeback eftersom priset och tillgängligheten för fossila bränslen gör det till en allt mer oöverkomlig metod för energiproduktion.
Vi ses, CO2! Vindenergi har stor potential för koldioxidreduktion. Hemera/Thinkstock Så, med allt buller om ren energi, vilken förbättring pratar vi egentligen om med vind? Tänk på att 1MW vindkraft varje år kan kompensera cirka 2, 600 ton koldioxid (CO 2 ) [källa:NREL], och intresset kommer i fokus. Den enkla matematiken är att mindre fossilt bränsleförbrukning är lika med CO 2 . Och mätning av koldioxidminskning har blivit ett viktigt riktmärke för att övervaka utvecklingen av alternativ energiintroduktion.
I Massachusetts, till exempel, den genomsnittliga invånaren producerade 4,5 ton CO 2 som ett resultat av elanvändningen 2004. Bara 1 MW vindkraft kan driva upp till 400 bostäder utan att släppa ut någon koldioxid 2 . Och förutom att minska CO 2 nivåer, vindkraft är dramatiskt lättare på vattenförsörjningen, med samma 1MW vindenergibesparing ca 1, 293 miljoner liter vatten [källa:NREL].
Fåglar akta dig? Den kontroversiella vindkraftparken i Altamont, Kalifornien. Kevin Schafer/Riser/Getty Images En av de främsta bekymmerna bland vindmotståndare är faran som installationerna utgör för inhemska vilda djur. Trots allt, dessa massiva turbiner snurrar i dödliga hastigheter och de kolossala strukturerna tar upp stora utrymmen som annars skulle vara vildmark, eller öppna flygvägar för fåglar.
En särskilt mycket publicerad vindkraftpark, Altamont Pass i Kalifornien, har varit en blixt av kontroverser på grund av den inverkan dålig planering har haft på fågelbeståndet. Enligt Centrum för biologisk mångfald, så många som 1, 300 örnar, falkar, hökar och andra rovdjur dödas varje år eftersom vindkraftverken konstruerades längs en kritisk vandringsväg.
Forskning utförd på andra vindkraftparker, dock, har visat att fågelpopulationer inte har påverkats nämnvärt, och National Academy of Sciences har uttalat att fågeldödsfall från vindkraftparker representerar en bråkdel av det totala antalet fågeldöd som orsakats av människor [källa:National Research Council].
Överraskning, överraskning. Solen är hjärnan bakom vindkraft, för. Hemera/Thinkstock Och vad är källan till denna magiska, oändlig källa till fri och ren energi? Solen. Solen värmer upp vår planet, men på grund av ojämnheter i ytan och dess rotation jorden värms inte jämnt. Dessa temperaturskillnader orsakar också ojämnheter i lufttrycket, och luftmolekyler migrerar från områden med högt lufttryck till områden med lågt lufttryck. Detta resulterar i vind, intensiteten, varaktighet och riktning som påverkas av ett antal faktorer, inklusive väder, vegetation, ytvatten och topografi [källa:MKB].
Alla dessa variabler bidrar till vindens oförutsägbarhet och bidrar till oro för att det aldrig kan vara tillräckligt konsekvent för att möta alla våra energibehov. Några av de mest förutsägbara vindarna förekommer offshore, som, självklart, ökar byggkostnaderna.
Är framtiden en vinddriven värld? Hemera/Thinkstock Med så mycket potential, företag positionerar sig för att dra fördel. Faktiskt, produktionen ökade mellan 2000 och 2006. Och ännu senare, År 2009, medan världsekonomierna störtade, vindindustrin blomstrade. Bara det året, den installerade vindkraftskapaciteten, eller mängden energi som kan produceras av befintlig utrustning, ökade till 158, 000 megawatt (det 31 -procentiga hoppet vi diskuterade i fakta nr 10) [källa:Roney]. Världsproduktionen kan för närvarande tillgodose behoven hos 250 miljoner människor, och mer än 70 länder har installationer.
Förenta nationerna utfärdade nyligen en rapport som säger att hoppet från fossila bränslen till förnybar energi (inte endast vind) skulle kräva mer än 12 biljoner dollar under de kommande två decennierna [källa:Morales]. Denna nivå av engagemang kommer inte lätt, särskilt medan traditionella resurser förblir relativt billiga. Så, för att fortsätta tillväxtkurvan som fastställdes mellan 2000 och 2006, Det kommer att ta allvarliga statliga incitament för att uppmuntra utveckling.
Kanske borde de kalla det "Wind Star State". Texas leder vägen i vindkraftsanläggningar i Hemera/Thinkstock i USA Allt är större i Texas, inklusive vinden. Och Lone Star State är ledande inom vindkraft med mer än 40 olika projekt [källa:Weber]. 2008, den totala kapaciteten var 7, 907MW, en betydande marginal över nästa närmaste stat, Iowa, som kom in vid 2, 883MW. Faktiskt, Texas vindinstallationer står för en tredjedel av hela den installerade vindkapaciteten i USA [källa:Roney].
En del av Texas framgång är geografi. Den vidöppna Texas Panhandle rymmer en spektakulär potential för skörd av vindenergi; dess egenskapslösa terräng och höga höjd gör att vinden kan blåsa obehindrat över slätterna. Detta, tillsammans med statlig lagstiftning som inkluderar ekonomiska incitament för företag som är involverade i vindprojekt för att öka intresset för utveckling, har placerat Texas i framkant av vindbommen.
En nere, 49 att gå ... iStockphoto/Thinkstock USA genererade 52 miljarder KW timmar 2008, cirka 1 procent av den totala rikstäckande elproduktionen vid den tiden. Det kan låta obetydligt, men det var tillräckligt för att driva nästan 5 miljoner hem - eller hela delstaten Colorado [källa:EIA].
Eftersom ny teknik hjälper till att sänka kostnaderna för vindkraft, övningen kommer, ingen tvekan, bli mer och mer tillgängligt. Denna utveckling, tillsammans med statliga bidrag, skattelättnader och andra incitament, kommer att bidra till att främja vindkraftsproduktionen. Ett sådant initiativ är gröna prissättningsprogram, eller alternativ till kunder som ger dem möjlighet att betala en premie för el som kommer från förnybara källor.
USA är väl representerat i loppet om vindkraft, med 38 av 50 stater som för närvarande driver vindinstallationer av energikvalitet. Fjorton har mer än 1, 000 MW installerad vindkraft - vilket, om du kommer ihåg, är mängden elektricitet som kan produceras av befintlig utrustning-och de fem bästa vindproducerande staterna kom in med en kumulativ kapacitet på mer än 20, 000 MW [källa:GWEC].
2008, det amerikanska energidepartementet publicerade en studie som undersökte vad som skulle vara nödvändigt för att vindkraft ska ge 20 procent av amerikansk el år 2030 [källa:US Department of Energy]. Som genomförbarhet, både tekniskt och ekonomiskt, av denna typ av aktiviteter bestäms, och energibranschen upptäcker sätt att göra vinden lika lönsam som nuvarande energimarknader, antalet stater som är ivriga att dra nytta av denna naturresurs kommer sannolikt bara att öka.
Kan vindkraftparker som dessa ge näring åt framtiden? Vissa studier säger att de kunde - och sedan några! Comstock/Thinkstock Även om den industriella tillämpningen av vindkraft för elproduktion har utvecklats i årtionden, det är fortfarande en relativt ung teknik med mycket att bevisa när det gäller livskraft. Motivationen att gå framåt är inte baserad på vad vinden erbjuder idag, utan snarare den svindlande potential den har. Ja, det är för närvarande en dyr strävan som kräver mycket pengar och entusiasm från en labrador. Men när du tänker på vindens enkla överflöd och regelbundenhet, inget annat kommer verkligen nära att matcha vad som kan vara möjligt.
National Renewable Energy Laboratory säger att potentialen för landbaserade resurser (vindkraftparker installerade på land i motsats till det öppna havet) ensam skulle kunna ge Amerika elbehov tio gånger mer [källa:AWEA].
En Harvard -studie från 2009 visade att ett nätverk av turbiner som arbetar med även blygsamma 20 procent av kapaciteten skulle kunna leverera mer än 40 gånger den globala efterfrågan på el. Om denna studie, och andra gillar det, är till och med på bollplanen, att fortsätta leta efter vind som ett alternativ till fossila bränslen är ingen idé.
