Άστατο σαν τον άνεμο, καίει σαν τον ήλιο. Η σκοτεινή πλευρά των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας

Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν είναι μόνο όνειρα, ελπίδες και αισιόδοξες προβλέψεις. Η αλήθεια είναι επίσης ότι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας προκαλούν μεγάλη σύγχυση στον ενεργειακό κόσμο και προκαλούν προβλήματα που τα παραδοσιακά δίκτυα και συστήματα δεν μπορούν πάντα να χειριστούν. Η ανάπτυξή τους φέρνει πολλές δυσάρεστες εκπλήξεις και ερωτήματα που δεν μπορούμε να απαντήσουμε ακόμη.

Η ενέργεια που παράγεται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας - αιολικά πάρκα και φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις - αποτελεί πραγματική πρόκληση για τα εθνικά ενεργειακά συστήματα.

Η κατανάλωση ενέργειας του δικτύου δεν είναι σταθερή. Υπόκειται σε καθημερινές διακυμάνσεις σε ένα αρκετά μεγάλο εύρος τιμών. Η ρύθμισή του από το ηλεκτρικό σύστημα παραμένει δύσκολη, αφού συνδέεται με την ανάγκη εξασφάλισης των κατάλληλων παραμέτρων του ρεύματος του δικτύου (τάση, συχνότητα). Στην περίπτωση συμβατικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, όπως ένας ατμοστρόβιλος, η μείωση της ισχύος είναι δυνατή με τη μείωση της πίεσης του ατμού ή της ταχύτητας του στροβίλου. Τέτοια ρύθμιση δεν είναι δυνατή σε μια ανεμογεννήτρια. Οι γρήγορες αλλαγές στην ισχύ του ανέμου (όπως οι καταιγίδες) μπορούν ομολογουμένως να παράγουν σημαντική ισχύ σε σύντομο χρονικό διάστημα, αλλά είναι δύσκολο να απορροφηθεί από το ηλεκτρικό δίκτυο. Οι υπερτάσεις ισχύος στο δίκτυο ή η προσωρινή απουσία του, με τη σειρά τους, αποτελούν απειλή για τους τελικούς χρήστες, τα μηχανήματα, τους υπολογιστές κ.λπ. έξυπνα δίκτυα, τα λεγόμενα εξοπλισμένα με κατάλληλα εργαλεία, συμπεριλαμβανομένων συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας, αποδοτικών και ολοκληρωμένων συστημάτων διανομής. Ωστόσο, υπάρχουν ακόμη λίγα τέτοια συστήματα στον κόσμο.

Έργο τέχνης των Πρασίνων της Αυστραλίας που γιορτάζουν τις μηδενικές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου

Εξαιρέσεις και αχρησιμοποίητες εξουσίες

Τα μπλακ άουτ που έπληξαν τη Νότια Αυστραλία τον περασμένο Σεπτέμβριο προκλήθηκαν από προβλήματα σε εννέα από τα δεκατρία αιολικά πάρκα που παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια στην περιοχή. Ως αποτέλεσμα, χάθηκαν 445 μεγαβάτ ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο. Αν και οι διαχειριστές αιολικών πάρκων διαβεβαίωσαν ότι οι διακοπές δεν προκλήθηκαν από διακυμάνσεις τυπικές για την αιολική ενέργεια -δηλαδή αύξηση ή μείωση της αιολικής ενέργειας- αλλά από προβλήματα λογισμικού, η εντύπωση μιας όχι απολύτως αξιόπιστης ανανεώσιμης ενέργειας ήταν δύσκολο να καταστραφεί.

Ο Δρ Alan Finkel, ο οποίος αργότερα ερεύνησε την αγορά ενέργειας για λογαριασμό των αυστραλιανών αρχών, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η ανάπτυξη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας κάνει διακρίσεις σε βάρος των φτωχότερων στρωμάτων της κοινωνίας. Κατά τη γνώμη του, Καθώς ο κλάδος επενδύει σε μεγάλο βαθμό στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, οι τιμές της ενέργειας θα πρέπει να αυξηθούν, πλήττοντας περισσότερο το χαμηλότερο εισόδημα.. Αυτό ισχύει για την Αυστραλία, η οποία κλείνει τα φτηνά εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής με άνθρακα και προσπαθεί να τα αντικαταστήσει με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Ευτυχώς, το τελευταίο εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα στην προαναφερθείσα πληγείσα από συσκότιση Νότια Αυστραλία έκλεισε λίγο πριν από τα προβλήματα που περιγράφηκαν, τον Μάιο του 2016. Η αστάθεια της προσφοράς είναι ένα πολύ γνωστό αλλά όχι πολύ γνωστό πρόβλημα με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Τον ξέρουμε και από την Πολωνία. Αν συνδυάσετε τα 4,9 GW χωρητικότητας ανεμογεννητριών που επιτεύχθηκε στις 26 Δεκεμβρίου 2016, όταν σημειώθηκε ο τυφώνας Barbara, με την παραγωγή εγχώριων ανεμογεννητριών μια εβδομάδα νωρίτερα, αποδεικνύεται ότι τότε ήταν εβδομήντα φορές χαμηλότερη!

Η Γερμανία και η Κίνα έχουν ήδη συνειδητοποιήσει ότι δεν αρκεί η κατασκευή ανεμόμυλων και ηλιακών συλλεκτών για να λειτουργήσει αποτελεσματικά η νέα ενέργεια. Η γερμανική κυβέρνηση αναγκάστηκε πρόσφατα να πληρώσει τους ιδιοκτήτες ανεμογεννητριών που καλλιεργούν μανιτάρια για να κόψουν το ρεύμα, επειδή τα δίκτυα μεταφοράς δεν μπορούσαν να χειριστούν το φορτίο που παραδίδεται. Υπάρχουν προβλήματα και στην Κίνα. Εκεί, οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα, οι οποίοι δεν μπορούν να ενεργοποιηθούν και να απενεργοποιηθούν γρήγορα, αναγκάζουν τις ανεμογεννήτριες να παραμένουν σε αδράνεια στο 15% του χρόνου, καθώς το δίκτυο δεν μπορεί να λάβει ενέργεια από σταθμούς παραγωγής ενέργειας και ανεμογεννήτριες. Δεν είναι μόνο αυτό. Εκεί κατασκευάζονται σταθμοί ηλιακής ενέργειας με τέτοιους ρυθμούς που το δίκτυο μεταφοράς δεν μπορεί να λάβει ούτε το 50% της ενέργειας που παράγουν.

Οι ανεμογεννήτριες χάνουν την ισχύ τους

Πέρυσι, ερευνητές του γερμανικού Ινστιτούτου Max Planck στην Ιένα δημοσίευσαν μια εργασία στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) που δείχνει ότι η απόδοση των μεγάλων αιολικών πάρκων είναι πολύ χαμηλότερη από αυτό που θα μπορούσε να είναι απλώς το αποτέλεσμα των κλίμακα. Γιατί η ποσότητα της ενέργειας που λαμβάνεται δεν εξαρτάται γραμμικά από το μέγεθος της εγκατάστασης; Οι επιστήμονες προτείνουν ότι είναι οι ίδιοι οι ανεμόμυλοι που επιβραδύνουν τον άνεμο χρησιμοποιώντας την ενέργειά του, πράγμα που σημαίνει ότι εάν είναι εγκατεστημένο πολύ σε μια δεδομένη περιοχή, τότε κάποιοι από αυτούς δεν θα το λάβουν σε επαρκείς ποσότητες για να λειτουργήσουν με τη μέγιστη απόδοση.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δεδομένα από μια σειρά από μεγάλα αιολικά πάρκα και τα συνέκριναν με δεδομένα από μεμονωμένες ανεμογεννήτριες για να δημιουργήσουν ένα μοντέλο βασισμένο σε ήδη γνωστά μοντέλα αιολικής μηχανικής. Αυτό κατέστησε δυνατή την παρατήρηση του κλίματος στην περιοχή των ανεμόμυλων. Όπως σημειώνει ο Δρ. Lee Miller, ένας από τους συγγραφείς της δημοσίευσης, η εκτιμώμενη ενεργειακή απόδοση των μονωμένων ανεμογεννητριών είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή που παρατηρείται για ολόκληρες τις εγκαταστάσεις τους.

Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι, στην ακραία περίπτωση, μια ανεμογεννήτρια που βρίσκεται σε μια περιοχή υψηλής πυκνότητας τέτοιων εγκαταστάσεων θα μπορούσε να παράγει μόνο το 20% της δυνητικά διαθέσιμης ηλεκτρικής ενέργειας εάν βρισκόταν μόνη της.

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το αναπτυγμένο μοντέλο πρόσκρουσης των ανεμογεννητριών για να εκτιμήσουν τον παγκόσμιο αντίκτυπό τους. Αυτό κατέστησε δυνατό να υπολογίσουμε πόση ενέργεια

Η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να παραχθεί σε παγκόσμια κλίμακα χρησιμοποιώντας ανεμογεννήτριες. Αποδεικνύεται ότι μόνο το 4% περίπου της επιφάνειας της γης μπορεί δυνητικά να παράγει περισσότερα από 1 W/m.²και κατά μέσο όρο περίπου 0,5 W / m² – Αυτές οι τιμές είναι παρόμοιες με προηγούμενες εκτιμήσεις που βασίζονται σε προηγμένα κλιματικά μοντέλα, αλλά περίπου δέκα φορές χαμηλότερες από τις εκτιμήσεις που βασίζονται αποκλειστικά στην τοπική μέση ταχύτητα ανέμου. Αυτό σημαίνει ότι διατηρώντας τη βέλτιστη κατανομή των ανεμογεννητριών, ο πλανήτης θα μπορεί να λαμβάνει όχι περισσότερο από περίπου 75 TW αιολικής ενέργειας. Ωστόσο, αυτό εξακολουθεί να είναι πολύ περισσότερο από την τρέχουσα εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύ στον κόσμο (περίπου 20 TW), επομένως δεν υπάρχει λόγος ανησυχίας, δεδομένου ότι υπάρχουν μόνο περίπου 450 MW αιολικής ενέργειας που λειτουργούν στη Γη σήμερα.

Σφαγή ιπτάμενων πλασμάτων

Τα τελευταία χρόνια υπάρχουν αναφορές και πληροφορίες για θανάτωση πτηνών και νυχτερίδων από ανεμογεννήτριες. Υπάρχουν γνωστοί φόβοι ότι οι μηχανές, που περιστρέφονται σε βοσκοτόπια, τρομάζουν τις αγελάδες, εξάλλου, θα πρέπει να παράγουν επιβλαβείς υπέρηχους κ.λπ. Δεν υπάρχουν πειστικές επιστημονικές μελέτες για αυτό το θέμα, αν και οι αναφορές για εκατόμβες ιπτάμενων πλασμάτων είναι σχετικά αξιόπιστα δεδομένα.

Εικόνα από θερμική κάμερα που δείχνει μια νυχτερίδα να πετά κοντά σε μια ανεμογεννήτρια τη νύχτα.

Κάθε χρόνο, εκατοντάδες χιλιάδες νυχτερίδες επιτίθενται σε αιολικά πάρκα. Τα θηλαστικά που φωλιάζουν στην κορυφή των δέντρων μπερδεύουν τα ρεύματα αέρα γύρω από τους ανεμόμυλους με τα ρεύματα γύρω από τα σπίτια τους, ανέφερε η τοποθεσία το 2014. Τα εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας θα πρέπει επίσης να θυμίζουν στις νυχτερίδες ψηλά δέντρα, στις κορώνες των οποίων περιμένουν σύννεφα εντόμων ή τη δική τους φωλιά. Αυτό φαίνεται να υποστηρίζεται από πλάνα θερμικής κάμερας, που δείχνει ότι οι νυχτερίδες συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο στα αιολικά πάρκα όπως και στα δέντρα. Οι επιστήμονες ισχυρίζονται ότι εκατοντάδες χιλιάδες νυχτερίδες θα μπορούσαν να επιβιώσουν αν άλλαζε ο σχεδιασμός των πτερυγίων του ρότορα. Η λύση είναι επίσης να αυξηθεί το κατώφλι στο οποίο αρχίζει να περιστρέφεται. Οι ερευνητές σκέφτονται επίσης να εξοπλίσουν τις τουρμπίνες με υπερηχητικούς συναγερμούς για να προειδοποιούν τις νυχτερίδες.

Ένα μητρώο συγκρούσεων αυτών των ζώων με ανεμογεννήτριες, για παράδειγμα για τη Γερμανία, που διενεργήθηκε από την Κρατική Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος του Βραδεμβούργου, επιβεβαιώνει τη μαζική φύση των θανάτων. Οι Αμερικανοί ερεύνησαν επίσης αυτό το φαινόμενο, επιβεβαιώνοντας την υψηλή θνησιμότητα μεταξύ των νυχτερίδων και διαπιστώθηκε ότι η συχνότητα των συγκρούσεων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις καιρικές συνθήκες. Σε υψηλές ταχύτητες ανέμου, ο λόγος πρόσκρουσης ήταν χαμηλότερος και σε χαμηλότερες ταχύτητες ανέμου, ο αριθμός των θυμάτων πρόσκρουσης αυξήθηκε. Η οριακή ταχύτητα ανέμου στην οποία ο ρυθμός σύγκρουσης μειώθηκε σημαντικά προσδιορίστηκε στα 6 m/s.

Ένα πουλί κάηκε πάνω από το συγκρότημα Ivanpa

Όπως αποδείχθηκε, δυστυχώς, σκοτώνει και το μεγάλο αμερικανικό εργοστάσιο ηλιακής ενέργειας Ivanpah. Λίγο μετά την έναρξή του, η Wall Street Journal ανακοίνωσε ότι το έργο της Καλιφόρνια θα μπορούσε να είναι το τελευταίο του είδους του στις ΗΠΑ, ακριβώς λόγω των εκατόμβων των πτηνών.

Το συγκρότημα καταλαμβάνει 1300 εκτάρια σε μια από τις ερήμους της Καλιφόρνια, νοτιοδυτικά του Λας Βέγκας. Έχει τρεις πύργους με ύψος 40 ορόφους και 350 χιλιάδες καθρέφτες. Οι καθρέφτες αντανακλούν το φως του ήλιου προς τα λεβητοστάσια που βρίσκονται στις κορυφές των πύργων. Παράγεται ατμός, ο οποίος οδηγεί τις γεννήτριες να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Αρκετά για 140 χιλιάδες. στο σπίτι. Ωστόσο το σύστημα καθρέφτη θερμαίνει τον αέρα γύρω από τους πύργους στους 540°C και τα πουλιά που πετούν κοντά απλά καίγονται ζωντανά. Σύμφωνα με έκθεση της Harvey & Associates, περισσότεροι από 3,5 άνθρωποι πέθαναν στο εργοστάσιο κατά τη διάρκεια του έτους.

Υπερβολική διαφημιστική εκστρατεία μέσων ενημέρωσης

Τέλος, αξίζει να αναφέρουμε ένα ακόμη δυσμενές φαινόμενο. Η εικόνα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας συχνά υποφέρει από υπερβολές και υπερβολική διαφημιστική εκστρατεία μέσων ενημέρωσης, η οποία μπορεί να παραπλανήσει τους ανθρώπους σχετικά με την πραγματική κατάσταση ανάπτυξης αυτής της τεχνολογίας.

Για παράδειγμα, τα πρωτοσέλιδα κάποτε ανήγγειλαν ότι η πόλη του Λας Βέγκας ήταν πλήρως ανανεώσιμη. Ακούστηκε συγκλονιστικό. Μόνο αφού διαβάσαμε πιο προσεκτικά και βαθύτερα τις πληροφορίες που παρέχονται, ανακαλύψαμε ότι ναι - στο Λας Βέγκας αλλάζουν σε 100% ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, αλλά μόνο ... δημοτικά κτίρια, τα οποία αποτελούν ένα κλάσμα του ποσοστού των κτιρίων σε αυτό συσσώρευση.

σας προσκαλούμε να διαβάσετε ΑΡΙΘΜΟΣ ΘΕΜΑΤΟΣ στην τελευταία έκδοση.