風力エネルギーは、ますます多くの人々、企業、政府がコミュニティのためにクリーンで持続可能なエネルギー ソリューションを模索するにつれて、過去数十年にわたって人気が高まっている再生可能エネルギー源です。
風力タービンは風力エネルギーを利用するその中心であり、エネルギー源を最大限に活用するには風力タービンの効率を確保することが非常に重要です。風力タービンの効率に影響を与える可能性のある要因は数多くありますが、この記事では、考慮すべき主な要因について説明します。また、世界の風力エネルギー市場のパフォーマンスについても調査します。
2024 年に在庫として風力タービンを調達する際に注意すべき主な要素については、以下をお読みください。
目次
世界の風力エネルギー市場の概要
風力タービンの効率に影響を与える 7 つの要因
ソース効率の高い風力タービン
世界の風力エネルギー市場の概要
による 球状の洞察、世界の風力エネルギー市場は、79.7 年の市場価値が 2021 億米ドルでした。年平均成長率 (CAGR) 8.4% で成長し、151.47 ～ 2022 年の予測期間までに市場価値は 2030 億 XNUMX 万米ドルに達すると予測されています。 。
この市場成長の中心的な原動力は、炭素排出量削減を目指して世界中でクリーンな再生可能エネルギー源への需要が高まっていることです。その結果、持続可能なエネルギーを促進する政策と規制の枠組みが世界の風力エネルギー市場の拡大につながりました。
風力タービンセグメントは、この市場を支配すると予測されています。 2022 ～ 2030 年の予測期間技術の進歩と風力タービンのコストの低下によって推進されています。特に、風力タービンで使用されるブレードは幅広かつ軽量になり、より効率的な風力タービンの性能が可能になっています。
地域セグメンテーションに関しては、北米 (米国、カナダ、メキシコ) が最も上位になると予測されています。 最も急速に成長している地域 予測期間中、アジア太平洋地域が市場を支配するでしょう。 最大の市場シェア 57%。特に中国は、産業の成長を促進するための政府の継続的な取り組みの一環として、この地域内で風力タービンの設置数が最も多かった。
風力タービンの効率に影響を与える 7 つの要因
世界の風力エネルギー市場の見通しと、風力発電の需要の予想される成長について理解できたところで、 風力タービン, 風力タービンの効率に影響を与える主な要因をいくつか見てみましょう。これらの要素に関する知識は、企業やエネルギー機器小売業者が適切な在庫を調達し、顧客の購入過程で適切なサポートを提供するのに役立ちます。
1. 風速と季節
これは言うまでもないかも知れません。一次エネルギー源として、風の速度と季節が風力タービンの性能と効率を大きく決定します。特定の場所での風速によって、風力タービンが生成できる風力発電の量が決まります。
これは、風速が、風力タービンのブレードが発電機に伝達するために捕捉できる運動エネルギーの量に影響を与えるためです。すべてのパラメータが一定の場合、風速が 10% 増加すると風力が 33% 増加すると推定されます。
さまざまな場所での風速は時期や一般的な気象条件によって異なるため、風の季節も考慮することが重要です。
2. 空気密度と温度
風力タービン システムの効率に影響を与えるもう 1 つの重要な要素は、ユーザーのサイトの空気密度と温度です。空気密度は、特定の体積の空気内の粒子または質量の量であり、この密度は風力タービンを通過する空気の質量流量に影響を与え、ひいては出力にも影響します。
気温のレベルの違いによって材料の熱膨張と熱収縮が生じるため、気温は風力タービンの効率に影響します。発電機と電気コンポーネントの効率的な動作を確保するため 風力タービン力係数と冷却システムを適切に調整するには、空気密度と温度の両方の変動を考慮することが重要です。
3. ハブの高さまたは高度
一般に、高度が上がると風も強くなります。このため、風力タービンのタワーが高くなるほど、より多くのエネルギーを取り込むことができます。高度に応じて風速が変化するこの現象をウィンドシアと呼びます。
ハブの高さが高くなったり、高度が高くなると、木、山、建物などの地面からの障害物が少なくなるため、風がより自由に流れることができます。したがって、 風力タービン 最適な風力発電に必要なハブの高さを決定するため、考慮する必要があります。
4. タービンの回転翼の直径
ローターの直径、つまり風力タービンの回転ブレードが回転する円の幅は、ブレードが捕捉する出力に大きな影響を与えます。風力タービンのローター直径は、翼幅を長くしてより多くの風力を取り込むために、時間の経過とともに一貫して拡大してきました。
これは、 風力タービン ローター直径が大きいほど、より広い範囲を掃引できるため、より多くの風を取り込み、より多くの電力を生成できます。そのため、風が比較的弱い地域であっても、長いブレードを備えたタービンの方が、短いブレードを備えたタービンよりも実際により多くの風を取り込むことができる可能性があります。より低い風速でより多くの風を収集できるこの機能は、効率の向上を示します。
5. ピッチとヨーの制御
パフォーマンスと効率に影響を与えるもう 1 つの要因 風力タービン タービンの制御および最適化戦略です。制御戦略は、タービンのブレードピッチ、ローター速度、発電機トルク、ヨー角を調整するために使用される方法です。最適化戦略は、タービン システムの目的と制約によって決定されるタービンの制御変数の最適な値と設定を確立するために使用される方法です。
タービンの性能をより効率的にするには、効果的かつ適応性のある制御および最適化戦略を実装することが重要です。最適化されたピッチおよびヨー制御により、 風力タービン 幅広い風速で発電します。
6. 農場内のタービンの配置
ほとんどの風力タービン発電所では、その場所に複数の風力タービンが設置されます。これを考慮すると、風力発電所のレイアウトを最適化して、タービンが他のタービンの風の影に配置されないようにすることが重要です。
の刃 風力タービン 風力発電所の前部に設置され、後部のタービンに届く乱流の後流を生成します。このようなシナリオでは、乱流によるブレード効率の低下により、風力タービンが捕捉するエネルギーが減少するため、不適切な場所に設置された風力タービンによって生成される電力量が大幅に減少する可能性があります。
7. 信頼性とメンテナンス性
タービンの信頼性は、ブレード、ギアボックス、発電機などのいくつかの主要コンポーネントの信頼性によって決まります。これらの主要なコンポーネントが故障すると、風力タービンの主な発電機能が停止し、ダウンタイムが発生し、修理や交換が必要になります。
風力タービン 信頼性の高い設計は、風力タービン システム全体の効率に影響を与えます。しかし、コンポーネントの設計と信頼性を超えて、ユーザーが最適なパフォーマンスを維持し、エネルギー生成を最大化するために、一貫した効果的なメンテナンス手順を遵守することが重要です。
ソース効率の高い風力タービン
すべての風力タービンが同じように作られているわけではないため、風力タービンの効率に影響を与えるさまざまな要因を認識することが重要です。 風力タービン。風速、空気密度と温度、ハブの高さまたは高度、ローター直径、制御戦略、コンポーネントの信頼性などのこれらの要因が、風力タービン システムの性能と風力発電の効率を決定します。
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