陆上与海上风力发电

探索陆上和海上风力发电场的主要区别。

风能是整个可再生能源领域中最丰富、最经济、最可靠的能源之一。它也是最早被利用的可再生能源之一，因为从古代开始，将动能(运动)转化为可消耗能源(电力)就在工程中发挥了作用。英国、丹麦、德国、瑞典和荷兰是风力发电的最初先驱，但在过去十年中，美国等国家也加入了他们的行列，现在处于这一运动的前沿。目前有650.8 gw (650.8欧元瓦特)的风力发电技术安装在世界各地。其中近10%是在最后一年．

风力发电为美国提供了清洁的可再生能源。陆上和海上风力发电都有助于大幅减少我们的碳足迹，虽然陆上风力发电场目前被视为更便宜的选择，但由于缺乏空间限制和更稳定的发电，未来似乎更青睐海上风力发电场。

在考虑风力发电时，有一个问题会出现在脑海中:陆上风力涡轮机和海上风力涡轮机哪个更好?在这两种风力发电模式之间的争论中，有许多不同的因素需要考虑，确定哪一种在生产率和成本效益等领域更优越，对风力发电设施的未来至关重要。陆上风电场要求涡轮机安装在陆地上，而海上风电场要求涡轮机安装在开阔的海水上，那里的风力更强劲。

陆上和海上风力发电的相似之处

虽然海上风力涡轮机在许多方面与陆上风力涡轮机不同，但两者都通过相同的机械原理运行。风力涡轮机由旋翼叶片组成，旋翼叶片围绕一个水平轮毂旋转，轮毂包含齿轮箱和发电机。当风撞击涡轮叶片，迫使它们旋转时，动能被传递到涡轮机内部的齿轮箱中。从这里，齿轮箱起到加强动能旋转的作用，反过来为发电机提供动力，将动能转化为电能。最后，电力从涡轮机输送到电网。

建造风力涡轮机所用的材料基本上是相同的，无论这些涡轮机安装在海上还是陆上。从理论上讲，如果陆上和海上涡轮机的大小相同，暴露在相同的风速下，它们将产生相同数量的能量。

陆上和海上风力发电的区别

尽管有相同的材料和机械原理，这两种风力发电模式之间还是有一些明显的区别。陆上和海上风力涡轮机之间最明显的区别是农场的位置。事实上，这在很大程度上是由于陆地和海洋之间巨大的地理和地质差异，涡轮机和它们的结构之间存在任何差异。

如你所料，安装陆上风力发电场的成本要比海上风力发电场低得多。海上风电场需要平台、水下电缆、互连和其他因素，如额外的安全功能，所有这些都增加了安装成本。此外，近海农场的维护必须通过直升机和远洋船只进行，这本质上比使用陆基运输替代品更昂贵。

另一方面，陆上风力发电的可预测性和可靠性略低于海上风力发电。要正确地安装陆上农场并提供清洁能源发电，首先必须仔细研究地形和地形所暴露的气流，然后购买或租赁土地(这本身就可能造成问题)。当然，土地也必须首先是可用的，随着全球人口的迅速增长，对住房和农业的需求越来越大，风力发电场的理想地点往往已经被占用。

与陆上农场相比，海上农场享受较少麻烦的风力和可用性的不一致性，反过来提供更可靠和高效的发电。

陆上风能回顾

成本

陆上风能相对便宜。由于现有的基础设施(用于能源传输)、较低的维护成本和安装材料的可用性，它们的安装成本明显低于海上农场。今天，在美国安装1兆瓦时的陆上风力发电的价格可能是只要20美元这比2012年每兆瓦时便宜了50美元。据估计，到2030年，这些成本将进一步下降，届时美国的风电场数量可能会增加增加了两倍与2018年的数字相比。

空间

陆上风能的一个显著缺点是它需要土地。为发电提供不间断的风力流，陆上风力涡轮机必须放置在距离任何障碍物至少150米的地方，涡轮机与涡轮机之间的距离是转子直径的7倍。在一个空间稀缺的世界里，这可能会给风能投资者带来真正的问题。

整体的优点

陆上风能是当今最受欢迎的可再生能源领域之一。

• 陆上风力发电的安装成本低于海上风力发电，投资者在短短两年内就能看到初始投资的回报。
• 产生的能量可以通过现有的基础设施很容易地输送到电网。
• 更大比例的风力发电公司专门从事陆上农场安装。
• 维护成本相对较低。

整体的缺点

另一方面，陆上风电行业仍然存在一些缺陷。

• 陆上风电场需要比海上风电场更仔细地分析气流和风速，这可能意味着更长的施工周期。
• 毫无疑问，由于土地租赁成本、现有障碍以及未来城市扩张的潜力，土地空间更加有限。
• 公众对安装陆上风力发电场的阻力可能很高，特别是当建筑规划在居民区附近时，由于视觉和环境的感知水平噪音污染．

海上风电回顾

成本

海上风能安装的价格可能比陆上高出20%。这主要是由于缺乏现有的海上能源传输基础设施，安全目的所需的额外材料，以及其他技术挑战，包括海上机械的维护。尽管如此，截至2019年，海上风电成本与2018年相比下降了32%，每兆瓦时成本估计为78美元左右．据预测，到2038年，海上风力发电将像化石燃料一样便宜。

空间

海上风力发电场的主要好处之一是几乎没有安装空间的限制。只要安装在距离陆地至少200海里的地方，并建在海底50英尺的地方，它们几乎可以安装在任何地方，没有任何问题。此外，与陆地上相对不可靠的风速相比，它们暴露在风中更稳定，通常也更强。

整体的优点

虽然陆上风力发电场在新兴的可再生能源建设行业中更受欢迎，但与陆上相比，海上风力继续享受一些主要的好处。

• 由于没有空间限制，海上风电场需要的立法规划要少得多，确定风速和暴露的时间也少得多，因为开阔海洋上的风是可靠的一致和存在的。
• 海上风电场有潜力产生更高的电量，这要归功于它们暴露在更快、更稳定的风中。
• 没有与海上风电场有关的视觉或噪音污染投诉。
• 由于几乎无限的空间和缺乏公众阻力，海上风力涡轮机可以比陆上风力涡轮机大两到三倍。更大的涡轮机往往意味着更高的建造成本效率，以及更大的整体能源产量。

整体的缺点

虽然海上风力发电享有其公平份额的优势，但当然也有缺点。

• 能源传输和安装的成本可能比陆上风能高出20%。
• 有证据表明，海上风电场会对飞行和水下动植物产生负面影响。
• 海上风电场需要维护，这比陆上风电场的维护更难执行，也更昂贵。
• 在发生潜在故障后，海上风力发电场的能量恢复时间可能比陆上风力发电场要长。

结论

就目前而言，陆上风力发电似乎比海上风力发电更具成本效益，因为维护、安装和材料成本都更低。截至2020年，陆上风电场每兆瓦时的价格低至20美元，而在海上风电场产生同样的能量，投资者可能预计要支付近四倍的价格。然而，预测显示，在未来几十年内，海上风能的价格可能会低于化石燃料的价格。

尽管在当今市场上，陆上风力发电是一种趋势，但与陆上农场相关的一些限制(可能是严重限制)因素仍然存在。首先，陆地上的风远不如海上的风可靠、强劲和稳定。当然，还有空间和土地租赁问题，以及附近社区的噪音和视觉污染投诉，这些都可能对陆上农场的规划和发展造成问题。

随着世界人口的持续增长，陆地上的可用空间减少，似乎一旦安装海上风力发电场的成本降低，它们将取代陆上风力发电，成为最可行、最高效、最具成本效益的风力发电版本。

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