مثل باد بی ثبات، مثل خورشید می سوزد. سمت تاریک انرژی های تجدیدپذیر

منابع انرژی تجدیدپذیر تنها رویاها، امیدها و پیش بینی های خوش بینانه نیستند. حقیقت همچنین این است که انرژی‌های تجدیدپذیر سردرگمی زیادی در دنیای انرژی ایجاد می‌کنند و مشکلاتی را ایجاد می‌کنند که شبکه‌ها و سیستم‌های سنتی همیشه نمی‌توانند از عهده آن برآیند. توسعه آنها شگفتی ها و سوالات ناخوشایند بسیاری را به همراه دارد که هنوز نمی توانیم به آنها پاسخ دهیم.

انرژی تولید شده در منابع انرژی تجدیدپذیر - مزارع بادی و تاسیسات فتوولتائیک - یک چالش واقعی برای سیستم های انرژی ملی است.

مصرف برق شبکه ثابت نیست. در معرض نوسانات روزانه در محدوده نسبتاً زیادی از مقادیر است. تنظیم آن توسط سیستم قدرت دشوار است، زیرا با نیاز به اطمینان از پارامترهای مناسب جریان اصلی (ولتاژ، فرکانس) همراه است. در مورد نیروگاه های معمولی مانند توربین بخار، کاهش توان با کاهش فشار بخار یا سرعت توربین امکان پذیر است. چنین تنظیمی در یک توربین بادی امکان پذیر نیست. تغییرات سریع در قدرت باد (مانند طوفان) مسلماً می تواند در مدت زمان کوتاهی توان قابل توجهی تولید کند، اما جذب شبکه برق برای شبکه برق دشوار است. نوسانات برق در شبکه یا عدم حضور موقت آن، به نوبه خود تهدیدی برای کاربران نهایی، ماشین‌ها، رایانه‌ها و غیره است. شبکه های هوشمند، به اصطلاح مجهز به ابزار مناسب از جمله سیستم های ذخیره سازی انرژی، سیستم های توزیع کارآمد و جامع. با این حال، هنوز تعداد کمی از این سیستم ها در جهان وجود دارد.

آثار هنری سبزهای استرالیایی که انتشار گازهای گلخانه ای صفر را جشن می گیرند

استثناها و قدرت های استفاده نشده

خاموشی هایی که در سپتامبر گذشته در استرالیای جنوبی رخ داد، ناشی از مشکلات 445 مزرعه از سیزده مزرعه بادی است که برق این منطقه را تامین می کنند. در نتیجه XNUMX مگاوات برق از شبکه تلف شد. اگرچه اپراتورهای مزرعه بادی اطمینان دادند که شکست‌ها ناشی از نوسانات معمول برای انرژی باد - یعنی افزایش یا کاهش قدرت باد - نیست، اما به دلیل مشکلات نرم‌افزاری، تصور یک انرژی تجدیدپذیر غیرقابل اطمینان کاملاً از بین نمی‌رود.

دکتر آلن فینکل، که بعداً از طرف مقامات استرالیایی در مورد بازار انرژی تحقیق کرد، به این نتیجه رسید که توسعه منابع انرژی تجدید پذیر تبعیض علیه اقشار فقیر جامعه است. به نظر او، از آنجایی که صنعت به شدت در انرژی‌های تجدیدپذیر سرمایه‌گذاری می‌کند، قیمت انرژی باید افزایش یابد و به کمترین درآمد ضربه بزند.. این در مورد استرالیا صدق می کند که نیروگاه های زغال سنگ ارزان خود را تعطیل می کند و سعی می کند انرژی های تجدیدپذیر را جایگزین آنها کند.

خوشبختانه، آخرین نیروگاه زغال‌سنگ در استرالیای جنوبی که تحت تاثیر خاموشی ذکر شده بود، درست قبل از مشکلاتی که شرح داده شد، در می 2016 بسته شد. نوسانات عرضه یک مشکل شناخته شده است اما هنوز خیلی آشنا در مورد انرژی های تجدیدپذیر نیست. او را از لهستان هم می شناسیم. اگر 4,9 گیگاوات ظرفیت توربین بادی به دست آمده در 26 دسامبر 2016، زمانی که طوفان باربارا رخ داد، با تولید توربین های داخلی یک هفته زودتر ترکیب کنید، معلوم می شود که در آن زمان هفتاد برابر کمتر شده است!

آلمان و چین قبلاً دریافته‌اند که ساخت آسیاب‌های بادی و پنل‌های خورشیدی برای کارآمد کردن انرژی جدید کافی نیست. دولت آلمان اخیراً مجبور شد برای قطع برق به صاحبان توربین‌های بادی که قارچ پرورش می‌دهند پول بپردازد، زیرا شبکه‌های انتقال قادر به تحمل بار در حال تحویل نبودند. در چین هم مشکلاتی وجود دارد. در آنجا، نیروگاه‌های زغال‌سنگ، که نمی‌توانند به سرعت روشن و خاموش شوند، باعث می‌شوند توربین‌های بادی در ۱۵ درصد مواقع بیکار بمانند، زیرا شبکه نمی‌تواند انرژی را از نیروگاه‌ها و توربین‌ها دریافت کند. این همش نیست. نیروگاه های خورشیدی با سرعتی در آنجا ساخته می شوند که شبکه انتقال نمی تواند حتی 15 درصد انرژی تولید شده را دریافت کند.

توربین های بادی قدرت خود را از دست می دهند

سال گذشته، محققان مؤسسه ماکس پلانک آلمان در ینا مقاله‌ای را در مجله علمی معتبر Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) منتشر کردند که نشان می‌داد راندمان نیروگاه‌های بادی بزرگ بسیار کمتر از آن چیزی است که می‌تواند صرفاً نتیجه مزرعه‌های بادی باشد. مقیاس چرا مقدار انرژی دریافتی به طور خطی به اندازه نصب بستگی ندارد؟ دانشمندان پیشنهاد می‌کنند که این خود آسیاب‌های بادی هستند که باد را با استفاده از انرژی آن کاهش می‌دهند، به این معنی که اگر تعداد زیادی باد در یک منطقه نصب شده باشد، برخی از آنها آن را به مقدار کافی دریافت نمی‌کنند تا با حداکثر کارایی کار کنند.

محققان از داده‌های تعدادی مزرعه بادی بزرگ استفاده کردند و آنها را با داده‌های توربین‌های بادی منفرد مقایسه کردند تا مدلی بر اساس مدل‌های قبلاً شناخته شده مکانیک بادی ایجاد کنند. این امر امکان مشاهده آب و هوا در منطقه آسیاب های بادی را فراهم می کند. همانطور که دکتر لی میلر، یکی از نویسندگان این نشریه اشاره کرد، بازده انرژی تخمین زده شده توربین های بادی عایق شده به طور قابل توجهی بالاتر از آنچه برای کل تاسیسات آنها مشاهده می شود، است.

دانشمندان به این نتیجه رسیدند که در حالت شدید، یک توربین بادی واقع در منطقه ای با تراکم بالا از چنین تاسیساتی می تواند تنها 20 درصد از برق بالقوه موجود را تولید کند، اگر به تنهایی واقع شود.

دانشمندان از مدل ضربه توسعه یافته توربین های بادی برای تخمین تاثیر جهانی آنها استفاده کردند. این امکان محاسبه میزان انرژی را فراهم کرد

برق را می توان در مقیاس جهانی با استفاده از توربین های بادی تولید کرد. به نظر می رسد که تنها حدود 4 درصد از سطح زمین به طور بالقوه می تواند بیش از 1 W/m تولید کند.²و به طور متوسط ​​حدود 0,5 وات بر متر است² - این مقادیر مشابه تخمین‌های قبلی بر اساس مدل‌های آب و هوایی پیشرفته است، اما حدود ده برابر کمتر از تخمین‌هایی است که صرفاً بر اساس میانگین سرعت باد محلی است. این بدان معنی است که با حفظ توزیع بهینه توربین های بادی، سیاره قادر خواهد بود بیش از 75 TW انرژی باد دریافت کند. با این حال، این هنوز هم بسیار بیشتر از ظرفیت الکتریکی نصب شده در حال حاضر در جهان است (حدود 20 TW)، بنابراین با توجه به اینکه امروزه تنها حدود 450 مگاوات نیروی بادی روی زمین کار می کند، دلیلی برای نگرانی وجود ندارد.

قتل عام موجودات پرنده

در سال های اخیر گزارش ها و اطلاعاتی در مورد کشته شدن پرندگان و خفاش ها توسط توربین های بادی منتشر شده است. ترس های شناخته شده ای وجود دارد که ماشین ها در حال چرخش در مراتع، گاوها را می ترسانند، علاوه بر این، آنها باید مادون صوت مضر تولید کنند و غیره. هیچ مطالعه علمی قانع کننده ای در مورد این موضوع وجود ندارد، اگرچه گزارش های مربوط به هکاتومب موجودات پرنده داده های نسبتاً قابل اعتمادی هستند.

تصویری از یک دوربین حرارتی که یک خفاش را در حال پرواز در نزدیکی یک توربین بادی در شب نشان می دهد.

هر ساله صدها هزار خفاش به نیروگاه های بادی حمله می کنند. این سایت در سال 2014 گزارش داد که پستانداران لانه ساز روی درختان، جریان هوای اطراف آسیاب های بادی را با جریان های اطراف خانه هایشان اشتباه می گیرند. نیروگاه ها همچنین باید درختان بلندی را به خفاش ها یادآوری کنند که در تاج آنها انتظار ابر حشرات یا لانه خود را دارند. به نظر می رسد که این موضوع توسط فیلم دوربین حرارتی پشتیبانی می شود، که نشان می دهد خفاش ها با مزارع بادی به همان شیوه ای رفتار می کنند که با درختان انجام می دهند. دانشمندان ادعا می کنند که اگر طراحی تیغه های روتور تغییر کند، صدها هزار خفاش می توانند زنده بمانند. راه حل نیز افزایش آستانه شروع چرخش است. محققان همچنین به فکر تجهیز توربین ها به آلارم های اولتراسونیک برای هشدار دادن به خفاش ها هستند.

ثبتی از برخورد این حیوانات با توربین های بادی، به عنوان مثال برای آلمان، که توسط آژانس حفاظت از محیط زیست ایالت براندنبورگ انجام شده است، ماهیت گسترده مرگ و میر را تأیید می کند. آمریکایی ها نیز این پدیده را بررسی کردند و مرگ و میر بالای خفاش ها را تأیید کردند و اشاره شد که فراوانی برخوردها به شدت به شرایط آب و هوایی بستگی دارد. در سرعت باد زیاد، نسبت ضربه کمتر و در سرعت باد کمتر، تعداد قربانیان ضربه افزایش می‌یابد. سرعت محدود کننده باد که در آن نرخ برخورد به طور قابل توجهی کاهش یافت 6 متر بر ثانیه تعیین شد.

یک پرنده بر فراز مجتمع ایوانپا سوخت

همانطور که معلوم شد، متأسفانه نیروگاه خورشیدی بزرگ آمریکایی ایوانپا نیز می کشد. اندکی پس از راه اندازی، وال استریت ژورنال اعلام کرد که پروژه کالیفرنیا می تواند آخرین پروژه از نوع خود در ایالات متحده باشد، دقیقاً به دلیل وجود هکاتمب های پرندگان.

این مجموعه 1300 هکتار را در یکی از بیابان های کالیفرنیا در جنوب غربی لاس وگاس اشغال کرده است. دارای سه برج با ارتفاع 40 طبقه و 350 هزار آینه است. آینه ها نور خورشید را به سمت اتاق های دیگ بخار واقع در بالای برج ها منعکس می کنند. بخار تولید می شود که ژنراتورها را به سمت تولید برق سوق می دهد. برای 140 هزار کافیه در خانه. با این حال سیستم آینه ای هوای اطراف برج ها را تا 540 درجه سانتی گراد گرم می کند و پرندگانی که در نزدیکی پرواز می کنند به سادگی زنده می سوزند.. بر اساس گزارش هاروی و همکاران، بیش از 3,5 نفر در طول سال در این کارخانه جان خود را از دست دادند.

تبلیغات بیش از حد رسانه ای

در پایان لازم است به یک پدیده نامطلوب دیگر اشاره کنیم. تصویر انرژی های تجدیدپذیر اغلب از اغراق و هیاهوی رسانه ای بیش از حد رنج می برد که می تواند مردم را در مورد وضعیت واقعی توسعه این فناوری گمراه کند.

به عنوان مثال، یک بار سرفصل ها اعلام کردند که شهر لاس وگاس کاملاً قابل تجدید است. به نظر پر شور می آمد. تنها پس از مطالعه دقیق تر و عمیق تر اطلاعات ارائه شده، متوجه شدیم که بله - در لاس وگاس آنها به انرژی 100٪ تجدید پذیر تغییر می کنند، اما فقط ... ساختمان های شهرداری، که کسری از درصد ساختمان ها را تشکیل می دهند. تراکم.

شما را به خواندن دعوت می کنیم شماره موضوع در آخرین نسخه