¿Por qué no se instalan turbinas eólicas en grandes cantidades?

La generación de energía eólica, como una forma de energía limpia y renovable, ha recibido una atención generalizada en todo el mundo. Sin embargo, a pesar de sus muchas ventajas, las turbinas eólicas no se han instalado ampliamente. Este fenómeno implica varias razones, como las restricciones de selección e instalación del sitio, altos costos y desafíos de mantenimiento, dificultades técnicas en el acceso a la red, factores ambientales y de seguridad, inestabilidad de la velocidad del viento y desafíos de construcción de infraestructura.
1 、 Restricciones de selección y instalación del sitio
La instalación de turbinas eólicas tiene requisitos geográficos estrictos. La ubicación de instalación ideal debe elegirse en áreas sin edificios de gran altura, montañas y colinas bajas, y las llanuras o mares abiertos son las mejores opciones. Esto se debe a que las turbinas eólicas requieren recursos eólicos suficientes y estables para garantizar la eficiencia de la generación de energía. Sin embargo, tales ubicaciones geográficas no están fácilmente disponibles, lo que limita su rango de instalación.
En el proceso de selección del sitio, se deben considerar muchos factores. La altura de la torre, la distancia entre el paquete de baterías, los requisitos de planificación local y los obstáculos como los edificios y los árboles pueden afectar el funcionamiento normal de las turbinas eólicas. Por ejemplo, si hay obstáculos dentro del rango de trabajo de una turbina eólica, interferirá con el flujo normal del flujo de aire, lo que hace que la turbina eólica no pueda capturar completamente la energía eólica, reduciendo así la eficiencia de la generación de energía. En algunas áreas circundantes de las ciudades, debido a la densidad de los edificios, es difícil encontrar sitios de instalación adecuados, lo que limita en gran medida la instalación a gran escala de turbinas eólicas.
2 、 Desafíos de alto costo y mantenimiento
El mantenimiento y la revisión de los equipos de generación de energía eólica es una tarea a largo plazo y compleja que requiere una cantidad significativa de mano de obra, recursos materiales y recursos financieros. Las turbinas eólicas están compuestas de numerosos componentes de precisión, como turbinas eólicas, generadores, torres, etc. Estos componentes pueden funcionar mal debido al desgaste, la fatiga y otras razones durante la operación a largo plazo. El mantenimiento y la revisión regulares son esenciales, incluida la inspección y reparación de cuchillas, lubricación y reemplazo de cajas de cambios, inspección de sistemas eléctricos, etc. Cada tarea requiere personal técnico profesional y soporte de equipos correspondientes, lo cual es costoso.
El levantamiento y la construcción de infraestructura de equipos grandes también son factores importantes que contribuyen al aumento de costos. Tomando el Proyecto de energía eólica de 280 MW en el condado de Caiyuyutai, provincia de Shandong, desarrollado y construido por China Construction Octavo Corporation de la División de Ingeniería como ejemplo, la primera turbina eólica fue levantada utilizando equipos avanzados de elevación nacional. Antes de la construcción, los expertos se organizaron varias veces para discutir la instalación y el desmantelamiento de planes para equipos grandes, así como los planes de elevación de las turbinas eólicas. Esto se debe a que los componentes de las turbinas eólicas son voluminosas y pesadas, con compartimentos del motor que pesan más de 200 toneladas y longitudes de cuchilla superiores a 70 metros. El proceso de elevación es complejo y de alto riesgo, lo que requiere equipos de elevación profesionales y operadores calificados, lo que sin duda aumenta los costos de instalación. Al mismo tiempo, el período de construcción de infraestructura es largo y el entorno de construcción es complejo. Si la construcción de la base se lleva a cabo sobre bases débiles y estratos complejos, se requieren técnicas especiales de tratamiento de cimientos, lo que aumenta aún más el costo de construcción y el costo de tiempo.
3 、 dificultades en la tecnología de acceso a la red
Existen diferencias en los requisitos técnicos para el acceso a la red en diferentes regiones, lo que plantea muchos desafíos para el acceso a la red de la generación de energía eólica. La capacidad de la red eléctrica es un factor clave. Si la capacidad de la red eléctrica local es limitada y la generación de energía de los parques eólicos es grande, puede conducir a la incapacidad de la red eléctrica para absorber el exceso de electricidad, lo que resulta en desechos de energía. Por ejemplo, en algunas áreas remotas, la infraestructura de la red eléctrica es débil, la capacidad de la red eléctrica es pequeña y es difícil satisfacer la demanda de acceso a la generación de energía eólica a gran escala.
También se deben considerar los requisitos de las regulaciones de la red eléctrica. Las diferentes regiones tienen diferentes requisitos regulatorios para la calidad de potencia, la frecuencia, el voltaje y otros aspectos. Las plantas de energía eólica deben cumplir con estos requisitos para conectarse suavemente a la cuadrícula. Esto requiere que los equipos de generación de energía eólica tengan capacidades de regulación y control correspondientes, lo que aumenta la complejidad técnica y el costo del equipo. Además, el acceso a la red también debe abordar problemas como el envío de energía y la configuración de protección para garantizar el funcionamiento estable de la generación de energía eólica y la cuadrícula. Estos desafíos técnicos limitan la instalación a gran escala de turbinas eólicas.
4 、 Factores ambientales y de seguridad
Las colisiones de aves voladoras son un problema ambiental potencial que enfrenta la generación de energía eólica. La creación de grandes equipos de generación de energía eólica en las rutas de migración de aves puede causar fácilmente colisiones entre las aves y las cuchillas de la turbina. Es posible que las aves no puedan evitar cuchillas giratorias rápidamente de manera oportuna durante el vuelo, lo que resulta en lesiones o la muerte. Esto no solo afecta a las poblaciones de aves, sino que también puede generar preocupaciones públicas sobre la amistad ambiental de la generación de energía eólica. Por ejemplo, la construcción de parques eólicos en rutas importantes de migración de aves puede interrumpir la migración normal de las aves y afectar el equilibrio ecológico.
El ruido generado por las turbinas eólicas también es un problema que no se puede ignorar. Durante la operación de las turbinas eólicas, el ruido se genera por rotación de la cuchilla, transmisión mecánica, etc., que pueden tener un impacto en el entorno circundante y la salud humana. La exposición a largo plazo a entornos de ruido de alta intensidad puede conducir a problemas como la pérdida auditiva y la mala calidad del sueño para los residentes, afectando sus vidas normales. Por lo tanto, al seleccionar una ubicación para una planta de energía eólica, es necesario considerar completamente el impacto del ruido en los residentes circundantes y tomar las medidas de reducción de ruido correspondientes, lo que también aumenta el costo de construcción y la dificultad de la generación de energía eólica.
5 、 Inestabilidad de la velocidad del viento
La velocidad del viento es el factor más importante que afecta la generación de energía eólica. El principio de funcionamiento de las turbinas eólicas determina que su generación de energía está estrechamente relacionada con la velocidad del viento. Por lo general, la generación de energía eólica es más alta cuando la velocidad del viento es de entre 4 metros por segundo y 25 metros por segundo. Cuando la velocidad del viento es inferior a 4 metros por segundo, la turbina eólica no puede comenzar; Cuando la velocidad del viento excede los 25 metros por segundo, la turbina del viento se cerrará automáticamente para evitar daños. Esto se debe a que cuando la velocidad del viento es demasiado lenta, el impulsor no puede girar a la velocidad óptima y no puede generar suficiente energía eléctrica; Cuando la velocidad del viento es demasiado rápida, los vientos fuertes pueden causar daños a la estructura de la turbina eólica.
La estabilidad de la velocidad del viento también puede tener un impacto en la generación de energía eólica. Si la velocidad del viento es inestable, causará que la velocidad de la turbina eólica sea inestable, afectando así la generación de energía. Por ejemplo, en algunas áreas, la velocidad del viento cambia con frecuencia, a veces con brisas suaves que cepillan la cara y, a veces, con fuertes vientos, lo que dificulta que las turbinas eólicas mantengan un estado de generación de energía estable y reduzcan la eficiencia de la generación de energía. Por lo tanto, las plantas de energía eólica generalmente eligen la ubicación de instalación y la dirección de las turbinas eólicas en función de las condiciones locales de la velocidad del viento para maximizar los beneficios de la generación de energía eólica. Sin embargo, aun así, la inestabilidad de la velocidad del viento sigue siendo un factor importante que restringe la instalación a gran escala de turbinas eólicas.
6 、 Desafíos de infraestructura
Las turbinas eólicas deben instalarse en áreas con una altura de 12 metros o más, lo que generalmente requiere el establecimiento de cimientos de concreto reforzado. Este requisito aumenta la dificultad y el costo de la construcción de infraestructura. Tomando el proyecto de energía eólica de 200 MW en Quguogam, distrito de Sini, realizado por la 14ª Oficina de Hidroeléctrica, como ejemplo, la primera turbina eólica se encuentra a una altitud de 4700 metros. La unidad consta de cinco secciones de torre de acero, con un diámetro máximo de 5.1 metros en la sección inferior. El generador pesa 110 toneladas, con una altura central del centro de 118 metros y un diámetro del impulsor de 195 metros. La construcción de infraestructura en áreas de gran altitud enfrenta muchas dificultades, como clima complejo y variable, vientos fuertes durante todo el año y condiciones de construcción duras.
Se requieren técnicas especiales de tratamiento de cimientos para la construcción de cimientos de fundamentos débiles y formaciones geológicas complejas. Por ejemplo, puede ser necesario llevar a cabo la construcción de cimientos de pilotes, refuerzo de cimientos, etc. Para garantizar la estabilidad y la capacidad de carga de la base. Estas técnicas especiales de tratamiento de cimientos no solo aumentan la dificultad de la construcción, sino que también aumentan los costos de construcción. Además, el largo período de construcción de infraestructura requiere una gran cantidad de mano de obra y recursos materiales, lo que limita aún más la instalación a gran escala de turbinas eólicas.
En resumen, debido a varias razones, como las restricciones de selección e instalación del sitio, altos costos y desafíos de mantenimiento, dificultades técnicas en el acceso a la red, factores ambientales y de seguridad, velocidades inestables del viento y desafíos de infraestructura, no se han instalado turbinas eólicas en grandes cantidades. Sin embargo, con el avance continuo de la tecnología y el mayor soporte de políticas, estos problemas pueden resolverse gradualmente en el futuro. Por ejemplo, el desarrollo de equipos de generación de energía eólica más eficiente, la mejora de la tecnología de acceso a la red y el fortalecimiento de las medidas de protección del medio ambiente promueven la aplicación más amplia de la generación de energía eólica y le permiten desempeñar un papel más importante en el sector energético.