Снимка: Naturstrom AG
Вятърните турбини стават все по-мощни, но часовете им на пълно натоварване намаляват. Именно тези часове обаче са от решаващо значение за ефективното използване на електропреносната мрежа и съответно за намаляване на разходите. Експерти от вятърната индустрия предлагат решения.
Наземните вятърни турбини стават все по-високи и по-мощни. Средният диаметър на ротора – размерът на кръговата площ, която лопатките описват при въртене – се е увеличил от около 70 метра до над 140 метра в периода между 2005 и 2024 г. През 2005 г. средната номинална мощност на тези турбини е била между 1,6 и 2 мегавата (MW), а до 2024 г. тя вече надхвърля 5 MW. Днес вече се използват и наземни вятърни турбини с номинална мощност 7 MW.
Очаква се до 2035 г. средният диаметър на ротора да достигне между 185 и почти 200 метра. Височината на главината – точката, в която лопатките на ротора са закрепени към кулата – също се е увеличила в някои региони – от около 90 метра през 2005 г. до 155 метра през 2024 г. За 2035 г. се прогнозира тя да достигне около 170 метра. Въпреки това в Шипкау, провинция Бранденбург, вече се изгражда най-високата вятърна турбина в света с височина на главината 300 метра.
По-големият капацитет обаче не означава непременно по-висока мощност. Например турбината в Бранденбург има номинална мощност 3,8 MW. По-голямата номинална мощност не означава и повече часове на пълно натоварване. Докато номиналната мощност на новите съоръжения продължава да расте, броят на часовете на пълно натоварване е в застой от 2017 г. насам и дори намалява в периода между 2021 и 2024 г.
Казано по-просто, часовете на пълно натоварване са показател за ефективността на една електроцентрала независимо от нейния размер. Те показват колко часа теоретично би трябвало да работи централата на номинална мощност, за да произведе годишното си количество електроенергия. Например, ако централа с мощност 6 MW произведе 15 000 MWh електроенергия годишно, това съответства на 2500 часа на пълно натоварване. На практика обаче вятърните турбини работят много повече часове, но с различна мощност.
Според ново проучване на Deutsche WindGuard, изготвено съвместно с Асоциацията за възобновяема енергия на Северен Рейн-Вестфалия (LEE NRW), часовете на пълно натоварване могат да бъдат значително увеличени чрез промяна на няколко ключови параметъра. Това би довело и до по-ниски разходи за електропреносната мрежа. Както посочват от LEE NRW, „по-високите часове на пълно натоварване означават по-постоянно подаване на електроенергия и водят до по-добро използване на мрежата и по-ниски разходи за нейното разширяване“.
По-конкретно, LEE NRW и Deutsche WindGuard препоръчват по-ниска специфична мощност (SPE). Това означава по-голяма площ на ротора спрямо номиналната мощност на генератора. Така турбината достига високи коефициенти на използване по-често при слаб до умерен вятър. В резултат часовете на пълно натоварване се увеличават, а пиковото производство намалява. Обратно, турбина с по-висока специфична мощност често произвежда повече електроенергия при същите ветрови условия, но отчита по-малко часове на пълно натоварване. Турбините с по-ниска специфична мощност осигуряват по-постоянен производствен профил, но при силни ветрове е по-вероятно производството им да бъде ограничавано след достигане на номиналната мощност.
Авторите на проучването посочват като друг ключов фактор ефективността на вятърния парк. Тя показва до каква степен отделните турбини си влияят взаимно чрез въздушните потоци. Колкото по-близо са разположени турбините, толкова по-силно е влиянието на въздушните следи и турбулентността. Това затруднява достигането на номиналната им мощност и съответно намалява часовете на пълно натоварване. По-голямото разстояние между турбините е една от възможните мерки за подобряване на ефективността. Полза може да донесе и изграждането на турбини с различна височина. Именно това е една от целите на най-високата вятърна турбина в света, която в момента се строи в Шипкау.
Според авторите на изследването ограниченията, свързани с електропреносната мрежа, също трябва да бъдат намалени, за да се увеличат часовете на пълно натоварване. Особено в северните райони с по-силен вятър турбините често се налага да бъдат изключвани, тъй като мрежата е претоварена. Макар че търсенето на електроенергия в индустриалните райони на Южна Германия е високо, все още липсва достатъчен капацитет на електропроводите, които свързват северната и южната част на страната.
Вместо да ускори разширяването на електропреносната мрежа, федералният министър на икономиката Катерина Райхе планира въвеждането на т.нар. клауза за преразпределение. Тя предвижда от 2027 г. новите мощности за производство на енергия от възобновяеми източници, изградени в райони с претоварена мрежа, да не получават компенсации при принудително ограничаване на производството. Според Райхе развитието на възобновяемата енергетика трябва да върви в синхрон с разширяването на електропреносната мрежа. Докато тя не бъде достатъчно развита, трябва да се изграждат по-малко нови мощности за производство на енергия от възобновяеми източници.