Чтобы ответить на этот вопрос, мы должны перестать думать об энергии как о простом товаре, который нужно производить и потреблять. Вместо этого подумайте о человеческом поведении, способах вождения и привычках, а также о капризах ветра и погоды. Затем подумайте о том, как все эти факторы будут сочетаться друг с другом и уравновешивать мощность, которую на самом деле может производить ветер, а также когда и как она будет использоваться водителями.
Если вы немного подумали, то, вероятно, пришли к ответу:«Нет». И вы были бы правы - по крайней мере, в какой-то степени. Полный ответ лежит, как было сказано, во многих переменных. Итак, как вы увидите, возможно (хотя и маловероятно), что когда-нибудь ответом будет "да".
Проблема автомобилей, приводимых в движение ветровой электроэнергией, связана не столько с спросом и предложением, сколько с социологическими и культурными сдвигами в привычках и мышлении. Переход от миль на галлон к киловатт-часам на милю означает больше, чем просто вставить батарею туда, где раньше был бензобак. Речь идет об изменении привычек вождения, поездок и даже нашего представления о работе и поездках на работу. Но когда (и если) эти культурные традиции изменятся, ветровой энергии все равно будет не хватать. Конечно, он мог бы генерировать необходимую энергию, но только если бы было достаточно ветряных электростанций и только если бы было достаточно способов распределения энергии — если бы и если бы. Но ветер переменчивый зверь, несмотря на современные методы прогнозирования. Ветер бывает сезонным, ветер зависит от штормов, а ветер непостоянен и изменчив — в гораздо большей степени, чем поведение человека.
Но вполне возможно, что ветер может стать частью портфеля альтернативных источников энергии, которые когда-нибудь смогут заменить более традиционные электростанции на угле, природном газе и мазуте. Продолжайте читать, чтобы узнать, почему ветер не может питать национальный парк автомобилей, но может хорошо работать в качестве одного из инструментов в большом наборе источников энергии, которые должны сделать Соединенные Штаты более экологичной и экономичной страной.
Содержание
Профессор Массачусетского технологического института (MIT) Стивен Коннорс изучал взаимодействие альтернативной энергетики и производства электроэнергии еще до того, как термин глобальное потепление вошел в обиход.
Он сказал, что при рассмотрении потенциала использования энергии ветра в качестве топлива для автопарка электромобилей страны люди должны учитывать время, а не географию. Короче говоря, вместо того, чтобы смотреть, откуда берется электричество, нужно смотреть, когда электричество необходимо.
"Большая проблема с электромобилями заключается в том, что люди хотят заряжать их ночью, – – сказал Коннорс.
В настоящее время большая часть электроэнергии производится с использованием паровых турбин, работающих на газе, угле или нефти. Вместо того, чтобы позволить турбинам простаивать в ночное время, компании заставляют генераторы работать в темное время суток, что производит огромный избыток электроэнергии — даже при сниженной мощности — когда люди меньше всего в ней нуждаются. Если, конечно, вы не являетесь владельцем электромобиля (EV), подключающегося к сети на ночь, то избыточная выработка и, следовательно, более низкая цена работают в ваших интересах.
Однако энергия ветра не следует этому образцу. Вместо этого энергия ветра меньше зависит от предсказуемых часов и больше от погодных условий — только отчасти предсказуемых и не следующих человеческим моделям.
«Схемы зарядки электромобилей и время, когда становится доступной энергия ветра, сильно различаются, – – сказал Коннорс.
Коннорс сказал, что лучшее время для производства энергии ветра — зимние месяцы, когда ветры часто бывают самыми сильными. В рамках более крупных сезонных моделей есть и повседневные модели, которые различаются в каждом погодном регионе страны. Это тенденции, которые диктуют более быстрое производство энергии ветра. По сути, ветер может дополнять потребности парка электромобилей в электроэнергии, но не может быть единственным источником, основанным на сезонных и региональных закономерностях, который обеспечивает ветер, необходимый для производства энергии.
"Этот сезонный компонент не соответствует потребностям в настоящее время", – сказал Коннорс.
Питание автопарка страны за счет энергии ветра учитывает множество допущений. Прежде всего, это предположение, что флот будет работать на электричестве. Согласно правительственным и частным источникам, это само по себе было бы подвигом.
Но даже если этот сценарий осуществится, что Коннорс и другие считают маловероятным как минимум до 2050 года, цифры по-прежнему пугают.
Согласно текущим данным, потребление бензина в поездках в Соединенных Штатах составляет около 400 миллионов галлонов (1,5 миллиона литров) в день. Электромобилю с современными технологиями требуется около 40 киловатт-часов, чтобы преодолеть то же расстояние, что и легковому автомобилю со средней скоростью около 15 миль на галлон (6,4 км на литр).
Эти цифры являются приблизительными оценками и не учитывают рельеф местности, эффективность автомобиля и множество других факторов. Однако они указывают на более широкую картину, поскольку производителям электроэнергии в стране потребуется производить около 16 триллионов киловатт-часов энергии в день, чтобы достичь примерно того же уровня энергии, что и бензин, потребляемый за тот же период.
В более личных масштабах подсчитано, что один автомобиль использует около 500 галлонов (1893 литра) топлива каждый год. Исходя из того же числа 40 киловатт-часов на галлон, одному автомобилю потребуется около 20 000 киловатт-часов энергии каждый год, чтобы проехать 10 000 миль (16 093 километра). В 2006 году Министерство транспорта США оценило количество легковых автомобилей примерно в 251 миллион. Подсчитайте цифры, и окончательный подсчет окажется еще одной устрашающей цифрой. Но тогда общий объем электроэнергии, произведенной в США всеми источниками в 2007 году, составил более 4 триллионов мегаватт-часов [источник:Управление энергетической информации США]. А один мегаватт-час равен 1000 киловатт-часам.
По сути, страна может перейти на электромобили для удовлетворения спроса, но не только за счет энергии ветра. Вместо этого для выполнения этой задачи потребуется более широкий портфель возобновляемых источников энергии.
Несмотря на сезонные колебания, ветер может стать источником чистой возобновляемой энергии.
Ветряные турбины бывают двух основных форм — вертикальные и горизонтальные. Горизонтальный вариант, похожий на гигантские пропеллеры, сегодня чаще всего демонстрируется в рекламе. Вертикальные турбины больше похожи на современную скульптуру, почти на гигантскую взбивалку для яиц, установленную в поле.
Оба используют модифицированную конструкцию аэродинамического профиля, чтобы улавливать ветер в качестве движущей силы для вращения турбины. Когда они вращаются, они вырабатывают электричество. Это электричество либо используется непосредственно в качестве дополнения к более крупной системе, либо собирается и хранится.
Одним из преимуществ ветра является то, что генерирующий потенциал не является линейным. Например, при линейной генерации один оборот генератора будет производить один киловатт-час электроэнергии. Однако ветряная генерация производит электричество в трехкратной степени. Это означает, что количество ветра, необходимое для вращения генератора за один оборот, фактически производит три киловатт-часа.
Несмотря на это преимущество, количество ветряных электростанций (или групп турбин) на данный момент относительно невелико.
Коннорс, как и многие другие ученые-энергетики, говорит, что энергия ветра будет использоваться как часть более крупного пакета возобновляемых источников энергии, включая геотермальную, гидро-, солнечную и биомассу. Часто к этому списку добавляют ядерную энергетику, так как это безуглеродный источник энергии.
Этот портфель, вероятно, будет развиваться вместе с растущим числом электромобилей, а также растущей технологической базой, включая предлагаемую «умную» электрическую сеть, которая будет направлять излишки электроэнергии туда, где она больше всего нужна, на основе расчетов спроса в режиме реального времени.
Но даже тогда Коннорс сказал, что рассчитывает на 2050 год (по крайней мере) для парка полностью электрических транспортных средств, учитывая сценарий Моисея. Сценарий Моисея , по его словам, идеальное сочетание обстоятельств, когда правительственные постановления, политика и общественное мнение совпадают, что позволяет плавно и плавно отправиться в будущую землю обетованную.
«Это случается не часто», — сказал он. Фактически, он использовал гибридные автомобили в качестве примера. Первый коммерчески доступный гибрид Toyota Prius появился на рынке США около 10 лет назад. Только сейчас, более десяти лет спустя, они стали широко доступны в качестве опции для автомобилей. А учитывая тот факт, что автомобильному парку страны требуется от 15 до 20 лет, чтобы полностью заменить старые модели новыми, а также отсутствие коммерчески жизнеспособных и принятых электромобилей, 2050 год был бы идеальной датой, но вряд ли такой. достигнуто.
На данный момент кажется, что ветер будет двигать больше деревьев, чем автомобилей, но это может измениться в отдаленном будущем.
Для получения дополнительной информации о возобновляемых источниках энергии перейдите по ссылкам на следующей странице.
Почему нам нужны беспилотные автомобили как можно скорее!
Все, что вам нужно знать об усилителе руля
Как защитить автомобили от царапин
Все тачки в фильме "Малыш на драйве"
RIP:все автомобили, с которыми мы попрощались в 2021 году