Heiluttava kuin tuuli, se palaa kuin aurinko. Uusiutuvan energian pimeä puoli

Uusiutuvat energialähteet eivät ole vain unelmia, toiveita ja optimistisia ennusteita. Totuus on myös, että uusiutuvat energialähteet aiheuttavat paljon hämmennystä energiamaailmassa ja aiheuttavat ongelmia, joita perinteiset verkot ja järjestelmät eivät aina pysty käsittelemään. Niiden kehitys tuo mukanaan monia ikäviä yllätyksiä ja kysymyksiä, joihin emme vielä osaa vastata.

Uusiutuvilla energialähteillä - tuulivoimaloilla ja aurinkosähkölaitoksilla - tuotettu energia on todellinen haaste kansallisille energiajärjestelmille.

Verkon virrankulutus ei ole vakio. Se on alttiina päivittäisille vaihteluille melko laajalla arvoalueella. Sen säätö sähköjärjestelmällä on edelleen vaikeaa, koska se liittyy tarpeeseen varmistaa verkkovirran asianmukaiset parametrit (jännite, taajuus). Perinteisissä voimalaitoksissa, kuten höyryturbiinissa, tehon vähentäminen on mahdollista alentamalla höyryn painetta tai turbiinin pyörimisnopeutta. Tällainen säätö ei ole mahdollista tuuliturbiinissa. Nopeat tuulen voimakkuuden muutokset (kuten myrskyt) voivat tosin tuottaa merkittävää tehoa lyhyessä ajassa, mutta sähköverkon on vaikea ottaa vastaan. Virtapiikit verkossa tai sen tilapäinen poissaolo puolestaan ​​muodostavat uhan loppukäyttäjille, koneille, tietokoneille jne. älykkäät sähköverkot, ns varustettu asianmukaisilla työkaluilla, mukaan lukien energian varastointijärjestelmät, tehokkaat ja kattavat jakelujärjestelmät. Tällaisia ​​järjestelmiä on kuitenkin vielä vähän maailmassa.

Australian vihreiden taideteos, joka juhlii kasvihuonekaasupäästöjen nollaa

Poikkeukset ja käyttämättömät valtuudet

Etelä-Australiaa viime syyskuussa koetelleet sähkökatkot johtuivat ongelmista yhdeksässä kolmestatoista tuulipuistosta, jotka toimittavat alueelle sähköä. Tämän seurauksena sähköä katosi verkosta 445 megawattia. Vaikka tuulipuiston pitäjät vakuuttivat, että katkokset eivät johtuneet tuulivoimalle tyypillisistä vaihteluista - eli tuulivoiman lisääntymisestä tai vähenemisestä - vaan ohjelmisto-ongelmista, vaikutelma ei täysin luotettavasta uusiutuvasta energiasta oli vaikea tuhota.

Tohtori Alan Finkel, joka myöhemmin tutki energiamarkkinoita Australian viranomaisten puolesta, tuli siihen tulokseen, että uusiutuvien energialähteiden kehittäminen syrjii yhteiskunnan köyhempiä osia. Hänen mielestään Koska teollisuus investoi voimakkaasti uusiutuviin energialähteisiin, energian hintojen pitäisi nousta, mikä vaikuttaa eniten pienituloisiin.. Tämä koskee Australiaa, joka sulkee halpoja hiilivoimaloitaan ja yrittää korvata ne uusiutuvilla energialähteillä.

Onneksi viimeinen hiilivoimalaitos edellä mainitussa sähkökatkoksen koettelemassa Etelä-Australiassa suljettiin juuri ennen kuvattuja ongelmia, toukokuussa 2016. Tarjonnan epävakaus on uusiutuvan energian hyvin tunnettu mutta ei vielä kovin tuttu ongelma. Tunnemme hänet myös Puolasta. Jos yhdistät 4,9 hurrikaani Barbaran tapahtuessa saavutetun 26 GW:n tuuliturbiinien kapasiteetin kotimaisten turbiinien tuotantoon viikkoa aikaisemmin, käy ilmi, että se oli silloin seitsemänkymmentä kertaa pienempi!

Saksa ja Kiina ovat jo ymmärtäneet, että tuulimyllyjen ja aurinkopaneelien rakentaminen ei riitä, jotta uusi energia toimisi tehokkaasti. Saksan hallitus joutui äskettäin maksamaan sieniä kasvattavien tuuliturbiinien omistajille sähkön leikkaamisesta, koska siirtoverkot eivät kestäneet kuljetettavaa kuormaa. Myös Kiinassa on ongelmia. Siellä hiilivoimalaitokset, joita ei voida kytkeä päälle ja pois nopeasti, aiheuttavat tuuliturbiinien seisomisen 15 % ajasta, koska verkko ei voi vastaanottaa energiaa voimalaitoksilta ja turbiineilta. Ei siinä kaikki. Sinne rakennetaan aurinkovoimaloita sellaista vauhtia, että siirtoverkko ei pysty vastaanottamaan edes 50 % niiden tuottamasta energiasta.

Tuulivoimalat menettävät tehonsa

Saksalaisen Jenan Max Planck -instituutin tutkijat julkaisivat viime vuonna arvostetussa tieteellisessä lehdessä Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) artikkelin, joka osoitti, että suurten tuulipuistojen tehokkuus on paljon alhaisempi kuin se, mikä voisi olla yksinkertaisesti niiden tulos. mittakaavassa. Miksi vastaanotetun energian määrä ei riipu lineaarisesti asennuksen koosta? Tiedemiehet ehdottavat, että tuulimyllyt itse hidastavat tuulta käyttämällä sen energiaa, mikä tarkoittaa, että jos tietylle alueelle on asennettu paljon sitä, jotkut heistä eivät saa sitä riittävästi toimimaan mahdollisimman tehokkaasti.

Tutkijat käyttivät useiden suurten tuulipuistojen tietoja ja vertasivat niitä yksittäisten tuuliturbiinien tietoihin luodakseen mallin, joka perustuu jo tunnettuihin tuulimekaniikan malleihin. Tämä mahdollisti ilmaston havainnoinnin tuulimyllyjen alueella. Kuten yksi julkaisun kirjoittajista, tohtori Lee Miller totesi, eristettyjen tuuliturbiinien laskennallinen energiatehokkuus on huomattavasti suurempi kuin niiden koko laitteiston osalta havaittiin.

Tutkijat päättelivät, että äärimmäisessä tapauksessa tuuliturbiini, joka sijaitsee tällaisten laitosten tiheällä alueella, voisi tuottaa vain 20% potentiaalisesti saatavilla olevasta sähköstä, jos se sijoitettaisiin yksin.

Tutkijat käyttivät kehitettyä tuuliturbiinien vaikutusmallia arvioidakseen niiden maailmanlaajuista vaikutusta. Tämä mahdollisti energian määrän laskemisen

Sähköä voidaan tuottaa maailmanlaajuisesti tuuliturbiinien avulla. Osoittautuu, että vain noin 4 % maan pinnasta voi mahdollisesti tuottaa enemmän kuin 1 W/m.²ja keskimäärin noin 0,5 W/m² – Nämä arvot ovat samankaltaisia ​​kuin aiemmat kehittyneisiin ilmastomalleihin perustuvat arviot, mutta noin kymmenen kertaa pienemmät kuin pelkästään paikallisiin keskituulennopeuksiin perustuvat arviot. Tämä tarkoittaa, että samalla kun ylläpidetään optimaalinen tuuliturbiinien jakautuminen, planeetta pystyy vastaanottamaan enintään noin 75 TW tuulienergiaa. Tämä on kuitenkin vielä paljon enemmän kuin maailmassa tällä hetkellä asennettu sähkökapasiteetti (noin 20 TW), joten ei ole syytä huoleen, koska maapallolla on tällä hetkellä käytössä vain noin 450 MW tuulivoimaa.

Lentävien olentojen verilöyly

Viime vuosina on tullut raportteja ja tietoa lintujen ja lepakoiden tappamisesta tuuliturbiinien toimesta. Tiedetään pelkoja, että laitumella pyörivät koneet pelottavat lehmiä, lisäksi niiden pitäisi tuottaa haitallista infraääntä jne. Aiheesta ei ole olemassa vakuuttavia tieteellisiä tutkimuksia, vaikka raportit lentävien olentojen hekatombeista ovat suhteellisen luotettavia tietoja.

Kuva lämpökamerasta, jossa lepakko lentää lähellä tuuliturbiinia yöllä.

Joka vuosi sadat tuhannet lepakot hyökkäävät tuulipuistoihin. Puiden latvoissa pesivät nisäkkäät sekoittavat tuulimyllyjen ympärillä olevat ilmavirrat kotinsa ympäristöön, sivusto raportoi vuonna 2014. Voimalaitosten tulisi myös muistuttaa lepakoita korkeista puista, joiden latvuksiin he odottavat hyönteispilviä tai omaa pesää. Tätä näyttävät tukevan lämpökameramateriaalit, jotka osoittavat, että lepakot käyttäytyvät samalla tavalla tuulipuistojen kanssa kuin puiden kanssa. Tutkijat väittävät, että sadat tuhannet lepakot voisivat selviytyä, jos roottorin siipien rakennetta muutetaan. Ratkaisu on myös nostaa kynnystä, jolla se alkaa pyöriä. Tutkijat harkitsevat myös turbiinien varustamista ultraäänihälyttimillä lepakoiden varoittamiseksi.

Brandenburgin osavaltion ympäristönsuojeluviraston laatima rekisteri näiden eläinten törmäyksistä tuuliturbiinien kanssa, esimerkiksi Saksassa, vahvistaa kuolemantapausten massiivisuuden. Myös amerikkalaiset tutkivat tätä ilmiötä vahvistaen lepakoiden korkean kuolleisuuden, ja havaittiin, että törmäysten tiheys oli erittäin riippuvainen sääolosuhteista. Suurilla tuulennopeuksilla törmäyssuhde oli pienempi ja pienemmällä tuulen nopeuksilla törmäyksen uhrien määrä lisääntyi. Rajatuulen nopeudeksi, jolla törmäystaajuus pieneni merkittävästi, määritettiin 6 m/s.

Ivanpa-kompleksin päällä palanut lintu

Kuten kävi ilmi, valitettavasti myös suuri amerikkalainen aurinkovoimala Ivanpah tappaa. Pian käynnistämisensä jälkeen The Wall Street Journal ilmoitti, että Kalifornian hanke saattaa olla viimeinen laatuaan Yhdysvalloissa, juuri lintujen hekatomien takia.

Kompleksi sijaitsee 1300 40 hehtaarin alueella yhdessä Kalifornian autiomaassa Las Vegasista lounaaseen. Siinä on kolme tornia, joiden korkeus on 350 kerrosta ja 140 tuhatta peiliä. Peilit heijastavat auringonvaloa kohti tornien huipuilla sijaitsevia kattilahuoneita. Tuotetaan höyryä, joka saa generaattorit tuottamaan sähköä. Riittää XNUMX tuhannelle. Talot. kuitenkin peilijärjestelmä lämmittää ilman tornien ympärillä jopa 540°C ja lähellä lentävät linnut palavat elävältä. Harvey & Associatesin raportin mukaan tehtaalla kuoli vuoden aikana yli 3,5 XNUMX ihmistä.

Liikaa mediahypeä

Lopuksi on syytä mainita vielä yksi epäsuotuisa ilmiö. Uusiutuvan energian imago kärsii usein liioittelusta ja liiallisesta mediahypeydestä, mikä voi johtaa ihmisiä harhaan tämän teknologian todellisesta kehityksestä.

Esimerkiksi otsikoissa kerrottiin kerran, että Las Vegasin kaupunki on tulossa täysin uusiutuvaksi. Se kuulosti sensaatiomaiselta. Vasta luettuamme huolellisemmin ja syvemmälle annettuihin tietoihin saimme selville, että kyllä ​​- Las Vegasissa ollaan siirtymässä 100-prosenttisesti uusiutuvaan energiaan, mutta vain ... kunnallisiin rakennuksiin, jotka muodostavat murto-osan tämän alueen rakennuksista. taajama.

kutsumme sinut lukemaan AIHENUMERO uusimmassa julkaisussa.