Ingatag, mint a szél, ég, mint a nap. A megújuló energia sötét oldala

A megújuló energiaforrások nem csak álmok, remények és optimista előrejelzések. Az igazság az is, hogy a megújulók sok zűrzavart okoznak az energiavilágban, és olyan problémákat okoznak, amelyeket a hagyományos hálózatok és rendszerek nem mindig tudnak kezelni. Fejlődésük sok kellemetlen meglepetést és kérdést tartogat, amelyekre egyelőre nem tudunk válaszolni.

A megújuló energiaforrásokból – szélerőművekből és fotovoltaikus létesítményekből – előállított energia igazi kihívást jelent a nemzeti energiarendszerek számára.

A hálózat energiafogyasztása nem állandó. Meglehetősen nagy értéktartományban napi ingadozásoknak van kitéve. A villamosenergia-rendszer általi szabályozása továbbra is nehéz, mivel a hálózati áram megfelelő paramétereinek (feszültség, frekvencia) biztosításának szükségességével függ össze. Hagyományos erőművek, például gőzturbina esetében a teljesítmény csökkentése a gőznyomás vagy a turbina forgási sebességének csökkentésével lehetséges. Ilyen szabályozás szélturbinában nem lehetséges. A szélerősség gyors változásai (például viharok) bevallottan jelentős energiát termelhetnek rövid időn belül, de az elektromos hálózat nehezen veszi fel azokat. A hálózat túlfeszültsége vagy annak átmeneti hiánya viszont veszélyt jelent a végfelhasználókra, gépekre, számítógépekre stb. okos hálózatok, ún megfelelő eszközökkel felszerelve, beleértve az energiatároló rendszereket, a hatékony és átfogó elosztórendszereket. Azonban még mindig kevés ilyen rendszer létezik a világon.

Az ausztrál zöldek alkotása, amely a nulla üvegházhatásúgáz-kibocsátást ünnepli

Kivételek és fel nem használt jogkörök

A Dél-Ausztráliát tavaly szeptemberben sújtó áramkimaradásokat a régiót árammal ellátó tizenhárom szélerőműből kilenc probléma okozta. Emiatt 445 megawatt áram veszett el a hálózatból. Bár a szélerőművek üzemeltetői biztosították, hogy a szüneteket nem a szélenergiára jellemző ingadozások - vagyis a szélenergia növekedése vagy csökkenése - okozták, hanem szoftveres problémák, a nem teljesen megbízható megújuló energia benyomását nehéz volt lerombolni.

Dr. Alan Finkel, aki később az ausztrál hatóságok megbízásából kutatta az energiapiacot, arra a következtetésre jutott, hogy a megújuló energiaforrások fejlesztése diszkriminálja a társadalom szegényebb rétegeit. Az ő véleménye szerint, mivel az ipar jelentős mértékben fektet be a megújuló energiaforrásokba, az energiaáraknak emelkedniük kell, ami a legalacsonyabb jövedelmet érinti a leginkább.. Ez igaz Ausztráliára, amely bezárja olcsó szénerőműveit, és megpróbálja azokat megújuló energiákkal helyettesíteni.

Szerencsére a fent említett áramszünetben sújtott Dél-Ausztráliában az utolsó széntüzelésű erőmű közvetlenül a leírt problémák előtt, 2016 májusában bezárt. A kínálat ingadozása jól ismert, de még mindig nem túl ismert probléma a megújuló energiákkal kapcsolatban. Lengyelországból is ismerjük. Ha a 4,9. december 26-án, a Barbara hurrikán lecsapásakor elért 2016 GW-os szélturbina-kapacitást az egy héttel korábbi hazai turbinák generációjával összevonjuk, akkor kiderül, hogy az akkor hetvenszer alacsonyabb volt!

Németország és Kína már rájött, hogy az új energia hatékony működéséhez nem elég szélmalmokat és napelemeket építeni. A német kormány a közelmúltban kénytelen volt fizetni a gombát termesztő szélturbinák tulajdonosainak az áramcsökkentésért, mert az átviteli hálózatok nem bírták a szállított terhelést. Kínában is vannak problémák. Ott a gyorsan ki-be nem kapcsolható széntüzelésű erőművek az esetek 15%-ában tétlenül állítják a szélturbinákat, mivel a hálózat nem tud energiát fogadni az erőművektől és a turbináktól. Ez nem minden. Olyan ütemben épülnek ott napelemes erőművek, hogy az átviteli hálózat az általuk termelt energia 50%-át sem tudja fogadni.

A szélturbinák veszítenek teljesítményükből

Tavaly a jénai német Max Planck Intézet kutatói a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) tekintélyes tudományos folyóiratban publikáltak egy cikket, amely szerint a nagy szélerőművek hatékonysága sokkal alacsonyabb, mint ami egyszerűen az általuk végzett munkák eredménye lehet. skála. Miért nem függ lineárisan a kapott energia mennyisége a létesítmény méretétől? A tudósok azt sugallják, hogy maguk a szélmalmok lassítják a szelet az energiáját felhasználva, ami azt jelenti, hogy ha egy adott területen sok van telepítve, akkor egyesek nem kapják meg a megfelelő mennyiségben, hogy maximális hatékonysággal működhessenek.

A kutatók számos nagy szélerőműpark adatait használták fel, és összehasonlították azokat az egyes szélturbinák adataival, hogy a már ismert szélmechanikai modelleken alapuló modellt alkossanak. Ez lehetővé tette az éghajlat megfigyelését a szélmalmok területén. Amint azt Dr. Lee Miller, a kiadvány egyik szerzője megjegyezte, a szigetelt szélturbinák számított energiahatékonysága lényegesen magasabb, mint a teljes létesítményüknél megfigyelt.

A tudósok megállapították, hogy szélsőséges esetben az ilyen létesítmények nagy sűrűségű területén elhelyezett szélturbina a potenciálisan rendelkezésre álló villamos energia mindössze 20%-át tudná előállítani, ha egyedül lenne.

A tudósok a szélturbinák kifejlesztett hatásmodelljét használták a globális hatásuk becslésére. Ez lehetővé tette, hogy kiszámítsa, mennyi energia

Szélturbinák segítségével globális szinten lehet villamos energiát előállítani. Kiderült, hogy a Föld felszínének csak körülbelül 4%-a képes 1 W/m-nél nagyobb teljesítményt generálni.²és átlagosan körülbelül 0,5 W / m² – Ezek az értékek hasonlóak a fejlett éghajlati modelleken alapuló korábbi becslésekhez, de körülbelül tízszer alacsonyabbak, mint a kizárólag a helyi átlagos szélsebességen alapuló becslések. Ez azt jelenti, hogy a szélturbinák optimális eloszlásának fenntartása mellett a bolygó legfeljebb körülbelül 75 TW szélenergiát fog tudni fogadni. Ez azonban még mindig jóval több, mint a világ jelenleg beépített elektromos kapacitása (kb. 20 TW), így nincs ok az aggodalomra, tekintve, hogy ma már csak mintegy 450 MW szélerőmű üzemel a Földön.

Repülő lények lemészárlása

Az elmúlt években madarak és denevérek szélturbinák általi pusztításáról érkeztek hírek és információk. Ismeretes a félelem, hogy a legelőkön forgó gépek megijesztik a teheneket, ráadásul káros infrahangot is kibocsátanak, stb. Nincsenek meggyőző tudományos vizsgálatok ebben a témában, bár a repülő lények hekatombáiról szóló jelentések viszonylag megbízható adatok.

Hőkamerás kép, amelyen egy denevér éjszaka repül egy szélturbina közelében.

Évente denevérek százezrei támadják meg a szélerőműveket. A fák tetején fészkelő emlősök összekeverik a szélmalmok körüli légáramlatot az otthonuk körüli áramlatokkal – jelentette a webhely 2014-ben. Az erőműveknek a magas fákra is emlékeztetniük kell a denevéreket, amelyek koronájában rovarfelhőket vagy saját fészket várnak. Ezt látszik alátámasztani a hőkamerás felvételek, amelyekből kiderül, hogy a denevérek ugyanúgy viselkednek a szélerőművekkel, mint a fákkal. A tudósok azt állítják, hogy denevérek százezrei maradhatnának életben, ha megváltoztatnák a rotorlapátok kialakítását. A megoldás az is, hogy növeljük a küszöböt, amelynél pörögni kezd. A kutatók azon is gondolkodnak, hogy a turbinákat ultrahangos riasztókkal látják el, hogy figyelmeztessék a denevéreket.

A Brandenburgi Állami Környezetvédelmi Ügynökség által ezen állatok szélturbinákkal való ütközésének – például Németországban – nyilvántartása megerősíti a halálesetek tömeges természetét. Az amerikaiak is vizsgálták ezt a jelenséget, megerősítve a denevérek magas mortalitását, és megállapították, hogy az ütközések gyakorisága nagymértékben függ az időjárási viszonyoktól. Nagy szélsebességnél kisebb volt a becsapódási arány, kisebb szélsebességnél pedig nőtt az ütközés áldozatainak száma. A határ szélsebességet, amelynél az ütközési arány jelentősen csökkent, 6 m/s-ban határozták meg.

Egy madár égett az Ivanpa komplexum felett

Mint kiderült, sajnos a nagy amerikai naperőmű, az Ivanpah is öl. Nem sokkal indulása után a The Wall Street Journal bejelentette, hogy a kaliforniai projekt az utolsó ilyen jellegű projekt lehet az Egyesült Államokban, éppen a madárhekatombák miatt.

A komplexum 1300 hektárt foglal el az egyik kaliforniai sivatagban, Las Vegastól délnyugatra. Három tornya van, 40 emelet magas és 350 ezer tükrös. A tükrök a napfényt a tornyok tetején található kazánházak felé verik vissza. Gőz keletkezik, amely a generátorokat villamosenergia-termelésre hajtja. 140 ezerre elég. otthon. azonban a tükörrendszer 540°C-ra melegíti fel a levegőt a tornyok körül, és a közelben repülő madarak egyszerűen elevenen égnek. A Harvey & Associates jelentése szerint az év során több mint 3,5 ember halt meg az üzemben.

Túl sok médiafelhajtás

Végül érdemes megemlíteni még egy kedvezőtlen jelenséget. A megújuló energiáról alkotott kép gyakran szenved a túlzásoktól és a túlzott médiafelhajtástól, ami félrevezetheti az embereket a technológia valós fejlettségi állapotáról.

Például a címlapok egyszer azt hirdették, hogy Las Vegas városa teljesen megújul. Szenzációsan hangzott. Csak miután figyelmesebben és alaposabban beleolvastunk a közölt információkba, kiderült, hogy igen – Las Vegasban 100%-ban megújuló energiára térnek át, de csak... az önkormányzati épületek, amelyek az épületek százalékának töredékét teszik ki ebben agglomeráció.

olvasásra invitálunk SZÁM TÉMA a legújabb kiadásban.