Vēja ģeneratori un to nākotne

Vēja enerģija ir vitāli svarīga sastāvdaļa, kas ļauj mūsu planētai radīt ilgtspējīgākus enerģijas ražošanas avotus. Parasti atjaunojamās enerģijas nozare paplašinās, un daudzas valstis nosaka vērienīgus izaugsmes mērķus, piemēram, Skotija, kas vēlas līdz 2020. gadam iegūt 100% elektroenerģijas no atjaunojamiem enerģijas avotiem.

Šis straujš pieaugums rada daudz atjaunojamās enerģijas darba iespēju kvalificētiem inženieriem, vienlaikus vienlaikus virzot inovācijas vēja enerģijas tehnoloģijās, lai procesi varētu kļūt efektīvāki un no ilgtspējīgiem avotiem varētu radīt lielāku enerģijas daudzumu.

Bet kur šī inovācija atstāj vēja nozari un tajā strādājošos inženierus?

Pirmās vēja turbīnas
Vēja turbīnu tehnoloģija cilvēces vēsturē ir parādījusies gadsimtiem ilgi, un agrākās zināmās vējdzirnavas graudu un ūdens sūkņiem izmantoja 500. – 900. Gadā.

Bet tikai 19. gadsimta beigās Skotijā, Dānijā un ASV sāka parādīties pirmās turbīnas, kas īpaši paredzētas atjaunojamās enerģijas ražošanai. Šo vēja turbīnu mērķis bija radīt elektrību apgabalos, kurus parastajām energosistēmām bija grūti sasniegt.

Šīs agrīnās turbīnas daudz neatšķīrās no tām, ko mēs tagad redzam vēja nozarē. Vienkārši sakot, viņiem bija divas vai trīs lāpstiņas, kurām bija līdzīgs izskats kā lidmašīnas dzenskrūvei, kas radītu enerģiju, kad vējš izraisīja lāpstiņu pagriešanos ap rotoru. Šis rotors būtu savienots ar ģeneratoru, kas pēc tam radīja elektrību.

Kopš tā laika lietas ir pavirzījušās uz priekšu, un pēdējo 40 gadu laikā turbīnu tehnoloģija ir izmantota, lai elektroenerģiju ražotu daudz lielākos apjomos, lai tos padotu esošajos elektrotīklos. Pirmais pasaules vēja parks tika uzbūvēts 1980. gados Ņūhempšīrā, ASV, un to veidoja 20 turbīnas, taču, tā kā attīstītāji pārvērtēja pieejamos vēja resursus, šim vēja parkam tika neveiksme.

Vēlākie vēja parki 1990. gados bija daudz veiksmīgāki ASV, Dānijā un Lielbritānijā, un tie varēja darbināt nelielu skaitu māju, paverot ceļu iespaidīgajiem vēja parkiem, kas šodien tiek izmantoti visā atjaunojamās enerģijas nozarē.

Vēja enerģijas vēsture

Cilvēki tūkstošiem gadu izmanto vēja enerģiju
Cilvēki izmantoja vēja enerģiju, lai virzītu laivas pa Nīlas upi jau 5000 gadu pirms mūsu ēras. Līdz 200.gadam pirms mūsu ēras Ķīnā tika izmantoti vienkārši vēja enerģijas sūkņi, un vējdzirnavas ar austu niedru asmeņiem bija smalcinātas graudos Persijā un Tuvajos Austrumos.

Jauni vēja enerģijas izmantošanas veidi galu galā izplatījās visā pasaulē. Līdz 11. gadsimtam cilvēki Tuvajos Austrumos plaši izmantoja vēja ģeneratorus un vējdzirnavas pārtikas ražošanai. Tirgotāji un krustneši vērsa vēja tehnoloģijas uz Eiropu. Holandes attīstīja lielus vēja sūkņus, lai notecētu ezerus un purvus Reinas upes deltā. Imigranti no Eiropas galu galā veica vēja enerģijas tehnoloģiju Rietumu puslodē.

Amerikāņu kolonisti izmantoja vējdzirnavas, lai sasmalcinātu graudus, sūknētu ūdeni un grieztu kokzāģētavas. Lauku saimnieki un lopkopji uzstādīja tūkstošiem vēja sūkņu, kad viņi apmetās uz rietumu Amerikas Savienotajām Valstīm. 1800. gadu beigās un 1900. gadu sākumā tika plaši izmantoti arī nelieli vēja elektriskie ģeneratori (turbīnas).

 

 

 

 

 

Kad 1930. gados tika būvētas elektrības līnijas, lai pārraidītu elektroenerģiju uz lauku rajoniem, vēja sūknis un mazo turbīnu izmantošana sāka samazināties. Tomēr daži ranči joprojām izmanto vēja sūkņus ūdens piegādei mājlopiem. Mazās vēja turbīnas atkal kļūst izplatītas, galvenokārt elektroenerģijas piegādei attālos un lauku rajonos.

Vēja enerģijas izmantošana paplašinājās naftas trūkuma un vides problēmu dēļ

Astoņdesmito gadu naftas trūkums mainīja enerģijas vidi Amerikas Savienotajām Valstīm un pasaulei. Naftas trūkums radīja interesi veidot alternatīvus enerģijas avotus, piemēram, vēja enerģiju, lai radītu elektroenerģiju. ASV federālā valdība atbalstīja lielu vēja turbīnu izpēti un attīstību. Deviņdesmito gadu sākumā Kalifornijā tika uzstādītas tūkstošiem vēja turbīnu, galvenokārt federālo un valsts politiku dēļ, kas veicināja atjaunojamo enerģijas avotu izmantošanu.

 

 

 

 

 

 

 

 

Deviņdesmitajos un divdesmitajos gados ASV federālā valdība izveidoja stimulus izmantot atjaunojamos enerģijas avotus, reaģējot uz atjaunotu bažām par vidi. Federālā valdība arī piešķīra finansējumu pētniecībai un attīstībai, lai palīdzētu samazināt vēja turbīnu izmaksas un piedāvāja nodokļu un investīciju stimulus vēja enerģijas projektiem. Turklāt valsts valdības ieviesa jaunas prasības elektroenerģijas ražošanai no atjaunojamiem avotiem, un elektroenerģijas tirgotāji un komunālie uzņēmumi sāka piedāvāt saviem klientiem elektroenerģiju, kas ražota no vēja un citiem atjaunojamiem enerģijas avotiem (dažreiz saukta par zaļo enerģiju). Šīs politikas un programmas izraisīja vēja turbīnu skaita pieaugumu un vēja enerģiju.

ASV elektroenerģijas ražošana no vēja 1990. gadā bija mazāka par 1%. 2017. gadā ASV elektroenerģijas ražošana no vēja bija aptuveni 6%. Stimuli Eiropā ir izraisījuši lielu vēja enerģijas izmantošanas pieaugumu. Ķīna lielā mērā iegulda vēja enerģijā, un tagad tai ir pasaulē lielākā vēja enerģijas ražošanas jauda.