Nepastovus kaip vėjas, dega kaip saulė. Tamsioji atsinaujinančios energijos pusė

Atsinaujinantys energijos šaltiniai – tai ne tik svajonės, viltys ir optimistinės prognozės. Tiesa taip pat ta, kad atsinaujinantys energijos šaltiniai sukelia daug painiavos energetikos pasaulyje ir problemų, su kuriomis tradiciniai tinklai ir sistemos ne visada gali susidoroti. Jų raida atneša daug nemalonių staigmenų ir klausimų, į kuriuos kol kas negalime atsakyti.

Energija, pagaminta naudojant atsinaujinančius energijos šaltinius – vėjo jėgaines ir fotovoltinius įrenginius – yra tikras iššūkis nacionalinėms energetikos sistemoms.

Tinklo energijos suvartojimas nėra pastovus. Jis kasdien svyruoja gana dideliame verčių diapazone. Jį reguliuoti elektros sistema išlieka sunku, nes tai susiję su būtinybe užtikrinti tinkamus tinklo srovės parametrus (įtampa, dažnis). Įprastose elektrinėse, tokiose kaip garo turbina, galią galima sumažinti sumažinus garo slėgį arba turbinos greitį. Toks reguliavimas vėjo turbinoje neįmanomas. Spartūs vėjo stiprumo pokyčiai (pavyzdžiui, audros) per trumpą laiką gali pagaminti daug energijos, tačiau elektros tinklui juos sunku absorbuoti. Energijos šuoliai tinkle arba laikinas jo nebuvimas savo ruožtu kelia grėsmę galutiniams vartotojams, mašinoms, kompiuteriams ir kt. išmaniųjų tinklų, vadinamųjų aprūpintos tinkamomis priemonėmis, įskaitant energijos kaupimo sistemas, veiksmingas ir visapusiškas paskirstymo sistemas. Tačiau tokių sistemų pasaulyje dar mažai.

Australijos žaliųjų meno kūriniai, švenčiantys nulinį šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą

Išimtys ir nepanaudotos galios

Praėjusį rugsėjį Pietų Australiją nutrūkusius elektros energijos tiekimo sutrikimus sukėlė problemos devyniose iš trylikos vėjo jėgainių, tiekiančių elektrą regionui. Dėl to iš tinklo buvo prarasta 445 megavatai elektros energijos. Nors vėjo jėgainių operatoriai tikino, kad pertraukas lėmė ne vėjo energijai būdingi svyravimai – tai yra vėjo energijos didėjimas ar sumažėjimas – o programinės įrangos problemos, ne visai patikimos atsinaujinančios energijos įspūdį sugriauti buvo sunku.

Dr. Alanas Finkelis, vėliau Australijos valdžios užsakymu tyrinėjęs energijos rinką, priėjo prie išvados, kad atsinaujinančių energijos šaltinių plėtra diskriminuoja skurdesnes visuomenės dalis. Jo nuomone, kadangi pramonė daug investuoja į atsinaujinančią energiją, energijos kainos turėtų kilti, o tai labiausiai nukentės mažiausias pajamas gaunantiems asmenims.. Tai pasakytina apie Australiją, kuri uždaro savo pigias anglies jėgaines ir bando jas pakeisti atsinaujinančiais energijos šaltiniais.

Laimei, paskutinė anglimi kūrenama elektrinė anksčiau minėtoje nuo elektros energijos tiekimo nutrauktoje Pietų Australijoje užsidarė prieš pat aprašytas problemas, 2016 m. gegužę. Pasiūlos nepastovumas yra gerai žinoma, bet vis dar mažai žinoma atsinaujinančios energijos problema. Pažįstame jį ir iš Lenkijos. Jei sujungsite 4,9 GW vėjo jėgainių galią, pasiektą 26 m. gruodžio 2016 d., kai kilo uraganas Barbara, su buitinių turbinų generavimu savaite anksčiau, paaiškės, kad tada ji buvo septyniasdešimt kartų mažesnė!

Vokietija ir Kinija jau suprato, kad neužtenka statyti vėjo malūnų ir saulės baterijų, kad naujoji energija veiktų efektyviai. Vokietijos vyriausybė neseniai buvo priversta sumokėti grybus auginančių vėjo turbinų savininkams, kad jie sumažintų elektros energiją, nes perdavimo tinklai negalėjo atlaikyti tiekiamų krovinių. Problemų yra ir Kinijoje. Ten anglimi kūrenamos elektrinės, kurių negalima greitai įjungti ir išjungti, vėjo turbinos sustoja 15% laiko, nes tinklas negali gauti energijos iš elektrinių ir turbinų. Tai dar ne viskas. Saulės elektrinės ten statomos tokiais tempais, kad perdavimo tinklas negali priimti net 50% jų pagaminamos energijos.

Vėjo turbinos praranda galią

Praėjusiais metais Vokietijos Maxo Plancko instituto Jenoje mokslininkai prestižiniame moksliniame žurnale „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) paskelbė straipsnį, kuriame įrodyta, kad didelių vėjo jėgainių efektyvumas yra daug mažesnis, nei galėtų būti tiesiog jų darbo rezultatas. skalė. Kodėl gaunamos energijos kiekis tiesiškai nepriklauso nuo augalo dydžio? Mokslininkai teigia, kad patys vėjo malūnai sulėtina vėją, panaudodami jo energiją, o tai reiškia, kad jei tam tikroje vietovėje jo bus įrengta daug, kai kurie jų negaus tiek, kiek reikia, kad galėtų dirbti maksimaliai efektyviai.

Tyrėjai panaudojo kelių didelių vėjo jėgainių duomenis ir palygino juos su atskirų vėjo turbinų duomenimis, kad sukurtų modelį, pagrįstą jau žinomais vėjo mechanikos modeliais. Tai leido stebėti vėjo malūnų regiono klimatą. Kaip pažymėjo Dr. Lee Miller, vienas iš publikacijos autorių, apskaičiuotas izoliuotų vėjo turbinų energijos vartojimo efektyvumas yra žymiai didesnis nei stebimas visų jų įrenginių atveju.

Mokslininkai nustatė, kad kraštutiniu atveju vėjo turbina, esanti didelio tankio tokių įrenginių zonoje, galėtų pagaminti tik 20% potencialiai turimos elektros energijos, jei ji būtų viena.

Mokslininkai naudojo sukurtą vėjo turbinų poveikio modelį, kad įvertintų jų pasaulinį poveikį. Tai leido apskaičiuoti, kiek energijos

Elektra gali būti gaminama pasauliniu mastu naudojant vėjo turbinas. Pasirodo, tik apie 4% žemės paviršiaus potencialiai gali generuoti daugiau nei 1 W/m.²ir vidutiniškai apie 0,5 W/m² – Šios vertės yra panašios į ankstesnius įvertinimus, pagrįstus pažangiais klimato modeliais, bet maždaug dešimt kartų mažesnės nei įvertinimai, pagrįsti vien vietiniu vidutiniu vėjo greičiu. Tai reiškia, kad išlaikant optimalų vėjo jėgainių pasiskirstymą, planeta galės gauti ne daugiau kaip apie 75 TW vėjo energijos. Tačiau tai vis tiek yra daug daugiau nei šiuo metu pasaulyje įdiegta elektros galia (apie 20 TW), todėl nerimauti nėra pagrindo, turint omenyje, kad šiandien Žemėje veikia tik apie 450 MW vėjo energijos.

Skraidančių būtybių žudynės

Pastaraisiais metais pasigirdo pranešimų ir informacijos apie paukščių ir šikšnosparnių naikinimą vėjo jėgainėmis. Yra žinoma nuogąstavimų, kad ganyklose besisukančios mašinos gąsdina karves, be to, turėtų skleisti žalingą infragarsą ir pan. Įtikinamų mokslinių tyrimų šiuo klausimu nėra, nors pranešimai apie skraidančių būtybių hekatombas yra gana patikimi duomenys.

Vaizdas iš šiluminės kameros, kuriame matyti naktį prie vėjo turbinos skrendantis šikšnosparnis.

Kiekvienais metais šimtai tūkstančių šikšnosparnių užpuola vėjo jėgaines. Medžių viršūnėse lizdus sukiojantys žinduoliai painioja oro sroves aplink vėjo malūnus su srovėmis aplink savo namus, 2014 m. Elektrinės šikšnosparniams turėtų priminti ir aukštus medžius, kurių lajose jie tikisi vabzdžių debesų ar savo lizdo. Panašu, kad tai patvirtina termokamera filmuota medžiaga, kuri rodo, kad šikšnosparniai su vėjo jėgainėmis elgiasi taip pat, kaip ir su medžiais. Mokslininkai teigia, kad šimtai tūkstančių šikšnosparnių galėtų išgyventi, jei būtų pakeista rotoriaus menčių konstrukcija. Sprendimas taip pat yra padidinti slenkstį, nuo kurio jis pradeda suktis. Tyrėjai taip pat galvoja apie turbinas aprūpinti ultragarsiniais signalizatoriais, įspėjančiais šikšnosparnius.

Brandenburgo valstybinės aplinkos apsaugos agentūros atliktas šių gyvūnų susidūrimų su vėjo turbinomis registras, pavyzdžiui, Vokietijoje, patvirtina didžiulį mirčių pobūdį. Amerikiečiai taip pat ištyrė šį reiškinį, patvirtindami didelį šikšnosparnių mirtingumą, ir buvo pastebėta, kad susidūrimų dažnis labai priklauso nuo oro sąlygų. Esant dideliam vėjo greičiui smūgio koeficientas buvo mažesnis, o esant mažesniam vėjo greičiui, padaugėjo nukentėjusių nuo smūgio. Nustatyta, kad ribinis vėjo greitis, kuriam esant susidūrimo dažnis gerokai sumažėjo, yra 6 m/s.

Virš Ivanpos komplekso sudegė paukštis

Kaip paaiškėjo, deja, žudo ir didžioji Amerikos saulės elektrinė Ivanpah. Netrukus po jo paleidimo „The Wall Street Journal“ paskelbė, kad Kalifornijos projektas gali būti paskutinis tokio pobūdžio JAV, būtent dėl ​​paukščių hekatombų.

Kompleksas užima 1300 hektarų vienoje iš Kalifornijos dykumų, į pietvakarius nuo Las Vegaso. Jame yra trys bokštai, kurių aukštis siekia 40 aukštų ir 350 tūkstančių veidrodžių. Veidrodžiai atspindi saulės šviesą į katilines, esančias bokštų viršūnėse. Gaminamas garas, kuris varo generatorius gaminti elektros energiją. Užtenka 140 tūkst. namie. Tačiau veidrodinė sistema įkaitina orą aplink bokštus iki 540°C, o šalia skrendantys paukščiai tiesiog dega gyvi. Remiantis „Harvey & Associates“ ataskaita, per metus gamykloje mirė daugiau nei 3,5 žmonių.

Per daug žiniasklaidos ažiotažas

Galiausiai verta paminėti dar vieną nepalankų reiškinį. Atsinaujinančios energijos įvaizdis dažnai kenčia nuo perdėto ir per didelio žiniasklaidos ažiotažo, kuris gali suklaidinti žmones apie tikrąją šios technologijos raidos būklę.

Pavyzdžiui, antraštės kartą skelbė, kad Las Vegaso miestas bus visiškai atsinaujinęs. Tai skambėjo sensacingai. Tik atidžiau ir atidžiau perskaitę pateiktą informaciją, išsiaiškinome, kad taip – ​​Las Vegase pereinama prie 100% atsinaujinančios energijos, bet tik... savivaldybių pastatai, kurie šiame pastate sudaro dalį procento pastatų. aglomeracija.

kviečiame paskaityti TEMOS NUMERIS naujausiame leidime.