Энергия ветра является важной опорой в изменении энергетической политики Германии: по данным правительства Германии, этот ресурс должен покрывать 65 процентов потребностей Германии в электроэнергии к 2030 году, наряду с солнечной, гидроэнергией и биомассой. В недавнем исследовании д-р Кристофер Юнг и д-р Дирк Шиндлер из Фрайбургского университета показывают, что к 2030 году можно будет покрыть 40 процентов текущего потребления электроэнергии только за счет энергии ветра. Предпосылкой является то, что операторы распределяют растения оптимально на материковой части Германии. Чтобы оценить полезную энергию ветра, исследователи разработали новую трехмерную модель. В качестве основы для своих расчетов они использовали количество новых установок в 2017 году. Если оно останется постоянным до 2030 года, Германия может достичь расчетного значения. Команда недавно опубликовала свои выводы в журнале Energy Conversion and Management..
Основной идеей исследователей при разработке модели было повышение эффективности использования энергии ветра. Ученые показывают, что, в частности, модернизация, то есть замена старых небольших установок новыми, более крупными, позволяет значительно увеличить урожайность до нескольких сотен процентов. В результате стоимость производства электроэнергии, которая создается при преобразовании энергии в электричество, может быть значительно снижена до уровня, сравнимого с затратами на бурый уголь. Однако для того, чтобы выполнить текущие планы федерального правительства по расширению, необходимо обновить значительную часть из 30 000 ветряных турбин и дополнительно установить 6 000 дополнительных систем.
На основе модели исследователей доступные ветровые ресурсы могут быть определены для всех распространенных типов растений. Кроме того, цель расширения может быть скорректирована по желанию. Используя модель, ученые могут разрабатывать и оценивать сценарии, в которых варьируются плотность растений, стратегия расширения и интенсивность переоснащения. Модель также допускает сбалансированное пространственное распределение. «В принципе, мы можем избежать непропорциональной концентрации в определенных регионах», - резюмирует Юнг. Кроме того, алгоритм учитывает, что количество устанавливаемых новых установок должно быть как можно меньше. «Это сведет к минимуму нарушения ландшафта, принимая во внимание охрану ландшафта и природы», - говорит Шиндлер.