Nestály ako vietor, páli ako slnko. Temná strana obnoviteľnej energie

Obnoviteľné zdroje energie nie sú len sny, nádeje a optimistické predpovede. Pravdou tiež je, že obnoviteľné zdroje spôsobujú v energetickom svete veľa zmätku a spôsobujú problémy, ktoré tradičné siete a systémy nie vždy dokážu zvládnuť. Ich vývoj prináša mnohé nepríjemné prekvapenia a otázky, na ktoré zatiaľ nevieme odpovedať.

Energia vyrobená z obnoviteľných zdrojov energie – veterných elektrární a fotovoltaických zariadení – je skutočnou výzvou pre národné energetické systémy.

Spotreba energie siete nie je konštantná. Podlieha denným výkyvom v dosť veľkom rozsahu hodnôt. Jeho regulácia elektrizačnou sústavou zostáva náročná, keďže je spojená s potrebou zabezpečiť vhodné parametre sieťového prúdu (napätie, frekvencia). V prípade klasických elektrární, ako je parná turbína, je možné zníženie výkonu znížením tlaku pary alebo otáčok turbíny. Takáto regulácia nie je možná vo veternej turbíne. Rýchle zmeny sily vetra (ako sú búrky) síce môžu v krátkom čase generovať značnú energiu, ale elektrizačná sústava ich ťažko absorbuje. Prepätia v sieti alebo jej dočasná absencia zase predstavujú hrozbu pre koncových používateľov, stroje, počítače atď. smart grids, tzv vybavené vhodnými nástrojmi vrátane systémov skladovania energie, efektívnych a komplexných distribučných systémov. Takýchto systémov je však na svete stále málo.

Umelecké dielo Austrálskych zelených oslavujúce nulové emisie skleníkových plynov

Výnimky a nevyužité právomoci

Výpadky, ktoré vlani v septembri zasiahli Južnú Austráliu, spôsobili problémy v deviatich z trinástich veterných elektrární, ktoré dodávajú elektrinu do regiónu. V dôsledku toho sa zo siete stratilo 445 megawattov elektriny. Prevádzkovatelia veterných fariem síce ubezpečovali, že prestávky nespôsobili výkyvy typické pre veternú energiu – teda nárast či pokles výkonu veternej energie – ale softvérové ​​problémy, dojem nie celkom spoľahlivej obnoviteľnej energie bolo ťažké zničiť.

Doktor Alan Finkel, ktorý neskôr v mene austrálskych úradov skúmal energetický trh, dospel k záveru, že rozvoj obnoviteľných zdrojov energie diskriminuje chudobnejšie vrstvy spoločnosti. Podľa jeho názoru keďže toto odvetvie vo veľkom investuje do obnoviteľnej energie, ceny energie by mali rásť a najtvrdšie zasiahnuť najnižšie príjmy.. Platí to pre Austráliu, ktorá odstavuje svoje lacné uhoľné elektrárne a snaží sa ich nahradiť obnoviteľnými zdrojmi.

Našťastie posledná uhoľná elektráreň v spomínanej južnej Austrálii zasiahnutej výpadkom prúdu zatvorila tesne pred popísanými problémami, v máji 2016. Nestálosť ponuky je známy, no stále nie veľmi známy problém obnoviteľnej energie. Poznáme ho aj z Poľska. Ak skombinujete 4,9 GW výkonu veternej turbíny dosiahnutej 26. decembra 2016, keď nastal hurikán Barbara, s generáciou domácich turbín o týždeň skôr, vyjde vám, že vtedy bola sedemdesiatkrát nižšia!

Nemecko a Čína si už uvedomili, že na efektívne fungovanie novej energie nestačí stavať veterné mlyny a solárne panely. Nemecká vláda bola nedávno prinútená zaplatiť vlastníkom veterných turbín, ktoré pestujú huby, aby znížili elektrinu, pretože prenosové siete nezvládli dodávanú záťaž. Problémy sú aj v Číne. Tam uhoľné elektrárne, ktoré sa nedajú rýchlo zapnúť a vypnúť, spôsobujú, že veterné turbíny stoja 15 % času nečinné, keďže sieť nemôže prijímať energiu z elektrární a turbín. To nie je všetko. Solárne elektrárne sa tam budujú takým tempom, že prenosová sieť nedokáže prijať ani 50 % energie, ktorú vyrobia.

Veterné turbíny strácajú výkon

Minulý rok vedci z nemeckého Inštitútu Maxa Plancka v Jene publikovali článok v prestížnom vedeckom časopise Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ktorý ukazuje, že efektivita veľkých veterných elektrární je oveľa nižšia, ako by mohla byť jednoducho výsledkom ich stupnica. Prečo množstvo prijatej energie nezávisí lineárne od veľkosti inštalácie? Vedci naznačujú, že sú to samotné veterné mlyny, ktoré spomaľujú vietor pomocou jeho energie, čo znamená, že ak je ho v danej oblasti nainštalovaných veľa, potom ho niektoré nedostanú v dostatočnom množstve na to, aby pracovali s maximálnou účinnosťou.

Výskumníci použili údaje z množstva veľkých veterných elektrární a porovnali ich s údajmi z jednotlivých veterných turbín, aby vytvorili model založený na už známych modeloch veternej mechaniky. To umožnilo pozorovať klímu v oblasti veterných mlynov. Ako poznamenal Dr. Lee Miller, jeden z autorov publikácie, odhadovaná energetická účinnosť izolovaných veterných turbín je výrazne vyššia, ako bolo pozorované pre celé ich inštalácie.

Vedci zistili, že v extrémnom prípade by veterná turbína umiestnená v oblasti s vysokou hustotou takýchto zariadení mohla produkovať iba 20% potenciálne dostupnej elektriny, ak by bola umiestnená samostatne.

Vedci použili vyvinutý dopadový model veterných turbín na odhad ich globálneho vplyvu. To umožnilo vypočítať, koľko energie

Elektrinu je možné vyrábať v celosvetovom meradle pomocou veterných turbín. Ukazuje sa, že len asi 4 % zemského povrchu môžu potenciálne generovať viac ako 1 W/m.²a v priemere asi 0,5 W / m² – Tieto hodnoty sú podobné predchádzajúcim odhadom založeným na pokročilých klimatických modeloch, ale asi desaťkrát nižšie ako odhady založené výlučne na miestnych stredných rýchlostiach vetra. To znamená, že pri zachovaní optimálnej distribúcie veterných turbín bude planéta schopná prijať nie viac ako asi 75 TW veternej energie. To je však stále oveľa viac, ako je momentálne inštalovaný elektrický výkon vo svete (asi 20 TW), takže nie je dôvod na obavy, vzhľadom na to, že na Zemi dnes funguje len asi 450 MW veternej energie.

Masaker lietajúcich tvorov

V posledných rokoch sa objavili správy a informácie o zabíjaní vtákov a netopierov veternými turbínami. Sú známe obavy, že stroje rotujúce na pastvinách plašia kravy, okrem toho by mali produkovať škodlivý infrazvuk atď. Neexistujú žiadne presvedčivé vedecké štúdie na túto tému, hoci správy o hekatombách lietajúcich tvorov sú pomerne spoľahlivé údaje.

Snímka z termokamery zobrazujúca netopiera letiaceho v noci pri veternej turbíne.

Každý rok státisíce netopierov napadnú veterné elektrárne. Cicavce hniezdiace v korunách stromov si zamieňajú prúdenie vzduchu okolo veterných mlynov s prúdmi okolo svojich domovov, uvádza stránka v roku 2014. Elektrárne majú netopierom pripomínať aj vysoké stromy, v korunách ktorých očakávajú oblaky hmyzu či vlastné hniezdo. Zdá sa, že to podporujú aj zábery termokamery, ktoré ukazujú, že netopiere sa správajú rovnako k veterným elektrárňam ako aj k stromom. Vedci tvrdia, že státisíce netopierov by mohli prežiť, ak by sa zmenila konštrukcia lopatiek rotora. Riešením je aj zvýšenie prahu, pri ktorom sa začne točiť. Vedci uvažujú aj o vybavení turbín ultrazvukovými alarmmi, ktoré by varovali netopiere.

Register kolízií týchto zvierat s veternými turbínami, napríklad pre Nemecko, vedený Brandenburskou štátnou agentúrou pre ochranu životného prostredia, potvrdzuje masívny charakter úmrtí. Tento jav skúmali aj Američania, ktorí potvrdili vysokú úmrtnosť medzi netopiermi, pričom sa zistilo, že frekvencia zrážok veľmi závisela od poveternostných podmienok. Pri vysokej rýchlosti vetra bol pomer nárazu nižší a pri nižšej rýchlosti vetra sa zvýšil počet obetí nárazu. Hraničná rýchlosť vetra, pri ktorej sa výrazne znížila zrážka, bola určená na 6 m/s.

Nad komplexom Ivanpa zhorel vták

Ako sa ukázalo, bohužiaľ, zabíja aj veľká americká solárna elektráreň Ivanpah. The Wall Street Journal krátko po spustení oznámil, že kalifornský projekt by mohol byť posledným svojho druhu v USA, práve kvôli vtáčím hekatombám.

Komplex zaberá 1300 hektárov v jednej z kalifornských púští, juhozápadne od Las Vegas. Má tri veže s výškou 40 poschodí a 350-tisíc zrkadlami. Zrkadlá odrážajú slnečné svetlo smerom ku kotolniam umiestneným na vrcholoch veží. Vyrába sa para, ktorá poháňa generátory na výrobu elektriny. Dosť na 140 tisíc. doma. Avšak zrkadlový systém ohrieva vzduch okolo veží až na 540°C a vtáky lietajúce v blízkosti jednoducho zhoria zaživa. Podľa správy Harvey & Associates zomrelo v závode počas roka viac ako 3,5 XNUMX ľudí.

Príliš veľký mediálny humbuk

Na záver stojí za zmienku ešte jeden nepriaznivý jav. Imidž obnoviteľnej energie často trpí zveličovaním a nadmerným mediálnym humbukom, ktorý môže ľudí zavádzať o skutočnom stave vývoja tejto technológie.

Napríklad titulky raz oznamovali, že mesto Las Vegas bude úplne obnoviteľné. Znelo to senzačne. Až po pozornejšom a hlbšom prečítaní poskytnutých informácií sme zistili, že áno - v Las Vegas prechádzajú na 100% obnoviteľnú energiu, ale len ... obecné budovy, ktoré tvoria zlomok percenta budov v tomto aglomerácie.

pozývame vás na čítanie ČÍSLO TÉMY v najnovšom vydaní.