Volubil ca vântul, arde ca soarele. Partea întunecată a energiei regenerabile

Sursele de energie regenerabilă nu sunt doar vise, speranțe și previziuni optimiste. De asemenea, este adevărat că sursele de energie regenerabilă provoacă multă confuzie în lumea energetică și provoacă probleme cărora rețelele și sistemele tradiționale nu le pot face întotdeauna. Dezvoltarea lor aduce multe surprize neplăcute și întrebări la care încă nu putem răspunde.

Energia produsă din surse regenerabile de energie - parcuri eoliene și centrale fotovoltaice - reprezintă o adevărată provocare pentru rețelele naționale.

Consumul de energie al rețelei nu este constant. Este supus fluctuațiilor zilnice pe o gamă destul de largă de valori. Reglarea sa din partea sistemului de alimentare rămâne complexă, deoarece este asociată cu necesitatea de a asigura parametrii corespunzători ai curentului rețelei (tensiune, frecvență). În cazul centralelor electrice convenționale, cum ar fi o turbină cu abur, reducerea puterii este posibilă prin reducerea presiunii aburului sau a vitezei de rotație a turbinei. O astfel de reglare nu este posibilă într-o turbină eoliană. Schimbările rapide ale forței vântului (cum ar fi furtunile) pot genera putere semnificativă într-un timp scurt, dar rețeaua electrică întâmpină dificultăți în a le absorbi. Creșterile de energie în rețea sau absența temporară a acesteia reprezintă, la rândul lor, o amenințare pentru utilizatorii finali, mașini, computere etc. rețele inteligente, așa-numitele echipat cu instrumente adecvate, inclusiv sisteme de stocare a energiei, sisteme de distribuție eficiente și cuprinzătoare. Cu toate acestea, există încă puține astfel de sisteme în lume.

O piesă Aussie Greens dedicată emisiilor nete de gaze cu efect de seră

Excepții și puteri nefolosite

Penele care au lovit Australia de Sud în septembrie anul trecut au fost cauzate de probleme la nouă din cele treisprezece parcuri eoliene care furnizează energie în regiune. Ca urmare, 445 de megawați de energie electrică s-au pierdut din rețea. Deși operatorii parcurilor eoliene au insistat că întreruperile nu au fost cauzate de fluctuațiile tipice ale energiei eoliene - adică vântul devenind din ce în ce mai puternic sau mai slab - ci de probleme de software, impresia că sursa de energie regenerabilă nu este complet fiabilă a fost greu de șters.

Dr. Alan Finkel, care a cercetat ulterior piața energiei în numele guvernului australian, a concluzionat că dezvoltarea energiei regenerabile a discriminat secțiunile mai sărace ale societății. În opinia lui, pe măsură ce industria investește masiv în energie regenerabilă, prețurile la energie vor crește, lovindu-i cel mai greu pe cei cu venituri mai mici.. Acest lucru este relevant pentru Australia, care închide centralele electrice folosind cărbunele său ieftin și încearcă să le înlocuiască cu surse de energie regenerabilă.

Din fericire, ultima centrală pe cărbune din Australia de Sud, lovită de curent, s-a închis chiar înainte de problemele descrise, în mai 2016. Instabilitatea aprovizionării este o problemă cunoscută, dar încă nu foarte familiară, în domeniul energiei regenerabile. Îl cunoaștem și din Polonia. Dacă combinați capacitatea de 4,9 GW de turbine eoliene atinse pe 26 decembrie 2016, în timpul uraganului Barbara, cu producția de turbine interne cu o săptămână mai devreme, se dovedește că atunci era de șaptezeci de ori mai mică!

Germania și China și-au dat deja seama că nu este suficient să construiești mori de vânt și panouri solare pentru ca energia nouă să funcționeze eficient. Guvernul german a fost forțat recent să plătească proprietarii de turbine eoliene care produc ciuperci pentru a reduce puterea, deoarece rețelele de transport nu puteau face față sarcinii furnizate. China are si ea probleme. Acolo, centralele pe cărbune, care nu pot fi pornite și oprite rapid, forțează turbinele eoliene să stea inactiv 15% din timp, deoarece rețeaua nu poate extrage energie din centrale și turbine. Asta nu e tot. Acolo se construiesc centrale solare într-un ritm atât de mare încât rețeaua de transport nu poate accepta nici măcar 50% din energia pe care o generează.

Turbinele eoliene pierd putere în grupuri

Anul trecut, cercetătorii de la Institutul Max Planck din Jena din Germania au publicat o lucrare în prestigioasa jurnală științifică Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) care arată că eficiența parcurilor eoliene mari este mult mai mică decât ar fi cazul, pur și simplu, ca urmare. de amploarea lor. De ce cantitatea de energie primită nu depinde liniar de dimensiunea instalației? Oamenii de știință sugerează că turbinele eoliene înseși sunt cele care încetinesc vântul folosind energia acestuia, ceea ce înseamnă că, dacă există o mulțime instalată într-o zonă dată, atunci unele dintre ele nu îl vor primi în cantități suficiente pentru a funcționa la maximum. eficienţă.

Cercetătorii au folosit date de la o serie de parcuri eoliene mari și le-au comparat cu datele de la turbine eoliene individuale pentru a crea un model bazat pe modele deja cunoscute de mecanică eoliană. Acest lucru a făcut posibilă observarea climei în zona turbinelor eoliene. După cum notează dr. Lee Miller, unul dintre autorii publicației, eficiența energetică estimată a turbinelor eoliene izolate este semnificativ mai mare decât cea observată pentru întregul lor instalații.

Oamenii de știință au stabilit că, în cazuri extreme, o turbină eoliană amplasată într-o zonă cu o densitate mare de astfel de instalații poate produce doar 20% din energia electrică potențial disponibilă dacă ar fi amplasată singură.

Oamenii de știință au folosit un model dezvoltat de impact al turbinei eoliene pentru a estima impactul lor global. Acest lucru a făcut posibil să se calculeze câtă energie

electricitatea poate fi produsă la scară globală cu ajutorul turbinelor eoliene. Se dovedește că doar aproximativ 4% din suprafața pământului poate genera potențial mai mult de 1 W/m.²și în medie aproximativ 0,5 W/m² – Aceste valori sunt similare cu estimările anterioare bazate pe modele climatice avansate, dar sunt de aproximativ zece ori mai mici decât estimările bazate exclusiv pe viteza medie locală a vântului. Aceasta înseamnă că dacă se menține distribuția optimă a turbinelor eoliene, planeta nu poate primi mai mult de aproximativ 75 TW de energie eoliană. Cu toate acestea, aceasta este încă mult mai mult decât capacitatea electrică instalată în prezent a lumii (aproximativ 20 TW), așa că nu există niciun motiv de îngrijorare, având în vedere că există doar aproximativ 450 MW de energie eoliană care funcționează astăzi pe Pământ.

Masacrul Creaturii Zburătoare

În ultimii ani, au apărut rapoarte și informații despre păsările și liliecii uciși de turbinele eoliene. Există îngrijorări cunoscute că mașinile care se învârt pe pășuni înspăimântă vacile, în plus, trebuie să producă infrasunete dăunătoare etc. Nu există studii științifice convingătoare în acest sens, deși rapoartele despre hecatombe de creaturi zburătoare sunt date relativ fiabile.

Imagine cu camera termică care arată un liliac zburând lângă o turbină eoliană noaptea.

Sute de mii de lilieci atacă parcurile eoliene în fiecare an. Mamiferele care cuibăresc în vârfurile copacilor confundă curenții de aer din jurul morilor de vânt cu curenții din jurul caselor lor, a raportat site-ul în 2014. Centralele electrice ar trebui să reamintească și liliecii de copacii înalți, în coroanele cărora se așteaptă nori de insecte sau propriul cuib. Acest lucru pare să fie susținut de imaginile camerei termice, care arată că liliecii se comportă la fel în jurul parcurilor eoliene ca și în jurul copacilor. Oamenii de știință spun că sute de mii de lilieci ar putea supraviețui dacă s-ar schimba designul palelor rotorului. Soluția este și creșterea pragului la care începe să se rotească. Cercetătorii se gândesc și la echiparea turbinelor cu alarme cu ultrasunete pentru a alerta liliecii.

Un registru al ciocnirilor acestor animale cu turbinele eoliene, de exemplu pentru Germania, realizat de Agenția de Stat pentru Mediu din Brandenburg, confirmă caracterul larg răspândit al deceselor. De asemenea, americanii au studiat acest fenomen, confirmând rata ridicată a mortalității în rândul liliecilor și s-a remarcat că frecvența coliziunilor depindea în mare măsură de condițiile meteorologice. La viteze mari ale vântului, rata impactului a fost mai mică, iar la viteze mai mici ale vântului, numărul victimelor impactului a crescut. Viteza maximă a vântului la care rata de coliziune a fost redusă semnificativ a fost determinată a fi de 6 m/s.

O pasăre a ars deasupra complexului Ivanpah

După cum se dovedește, din păcate, marea centrală solară americană Ivanpah ucide și ea. La scurt timp după lansare, The Wall Street Journal a anunțat că proiectul californian ar putea fi ultimul de acest gen din Statele Unite – tocmai din cauza hecatombelor păsărilor.

Complexul ocupă 1300 de hectare într-unul dintre deșerturile din California, la sud-vest de Las Vegas. Are trei turnuri cu o înălțime de 40 de etaje și 350 de mii de oglinzi. Oglinzile reflectă lumina soarelui spre încăperile cazanelor situate pe vârfurile turnurilor. Este produs abur care conduce generatoarele pentru a produce energie electrică. Suficient pentru 140 de mii. Case. in orice caz sistemul oglinzilor încălzește aerul din jurul turnurilor la 540°C, iar păsările care zboară în apropiere pur și simplu ard de vii. Potrivit unui raport al Harvey & Associates, peste 3,5 mii de oameni au murit la fabrică în cursul anului.

Prea mult hype mediatic

În sfârșit, merită menționat încă un fenomen nefavorabil. Imaginea energiei regenerabile suferă adesea de exagerare și de hype excesiv în mass-media, ceea ce poate induce oamenii în eroare cu privire la starea reală de dezvoltare a acestei tehnologii.

De exemplu, titlurile de știri au anunțat odată că orașul Las Vegas trece la energie 100% regenerabilă. Suna senzațional. Abia după ce am citit cu mai multă atenție și mai profund informațiile furnizate, am aflat că da, Las Vegas trece la energie XNUMX% regenerabilă, dar numai... clădiri municipale, care reprezintă o fracțiune de procent din clădirile din această aglomerare.

va invitam sa cititi TEMA NUMĂRULUI în ultimul număr.