Hay thay đổi như gió, nắng như nắng. Mặt tối của năng lượng tái tạo

Nguồn năng lượng tái tạo không chỉ là ước mơ, hy vọng và dự báo lạc quan. Sự thật là năng lượng tái tạo đang gây ra nhiều nhầm lẫn trong thế giới năng lượng và gây ra các vấn đề mà các hệ thống và lưới điện truyền thống không phải lúc nào cũng có thể xử lý được. Sự phát triển của chúng mang lại nhiều bất ngờ khó chịu và những câu hỏi mà chúng ta chưa thể trả lời.

Năng lượng được tạo ra từ các nguồn năng lượng tái tạo - trang trại gió và lắp đặt quang điện - là một thách thức thực sự đối với các hệ thống năng lượng quốc gia.

Công suất tiêu thụ của mạng không cố định. Nó có thể biến động hàng ngày trong một phạm vi giá trị khá lớn. Việc điều chỉnh nó bởi hệ thống điện vẫn còn khó khăn, vì nó gắn liền với nhu cầu đảm bảo các thông số thích hợp của dòng điện lưới (điện áp, tần số). Trong trường hợp các nhà máy điện thông thường, chẳng hạn như tuabin hơi, có thể giảm công suất bằng cách giảm áp suất hơi hoặc tốc độ của tuabin. Quy định như vậy là không thể trong một tuabin gió. Phải thừa nhận rằng những thay đổi nhanh chóng về cường độ gió (chẳng hạn như bão) có thể tạo ra năng lượng đáng kể trong thời gian ngắn, nhưng lưới điện khó hấp thụ. Ngược lại, nguồn điện tăng vọt trong mạng hoặc sự vắng mặt tạm thời của nó sẽ gây ra mối đe dọa cho người dùng cuối, máy móc, máy tính, v.v. lưới điện thông minh, được gọi là được trang bị các công cụ thích hợp, bao gồm hệ thống lưu trữ năng lượng, hệ thống phân phối hiệu quả và toàn diện. Tuy nhiên, vẫn còn rất ít hệ thống như vậy trên thế giới.

Tác phẩm nghệ thuật của Greens Úc kỷ niệm không phát thải khí nhà kính

Ngoại lệ và quyền hạn không sử dụng

Mất điện xảy ra ở Nam Úc vào tháng 445 năm ngoái là do sự cố tại chín trong số mười ba trang trại gió cung cấp điện cho khu vực. Kết quả là XNUMX megawatt điện đã bị thất thoát khỏi lưới điện. Mặc dù các nhà điều hành trang trại gió đảm bảo rằng sự cố không phải do dao động điển hình của năng lượng gió - nghĩa là tăng hoặc giảm năng lượng gió - mà do sự cố phần mềm, ấn tượng về một năng lượng tái tạo không hoàn toàn đáng tin cậy rất khó bị phá hủy.

Tiến sĩ Alan Finkel, người sau này đã thay mặt chính quyền Úc nghiên cứu thị trường năng lượng, đã đi đến kết luận rằng việc phát triển các nguồn năng lượng tái tạo là phân biệt đối xử với các bộ phận nghèo hơn trong xã hội. Trong ý kiến ​​của anh ấy, khi ngành này đầu tư mạnh vào năng lượng tái tạo, giá năng lượng sẽ tăng lên, ảnh hưởng nặng nề nhất đến những người có thu nhập thấp nhất.. Điều này đúng với Úc, quốc gia đang đóng cửa các nhà máy điện than giá rẻ và cố gắng thay thế chúng bằng năng lượng tái tạo.

May mắn thay, nhà máy nhiệt điện than cuối cùng ở Nam Úc bị mất điện nói trên đã đóng cửa ngay trước khi các sự cố được mô tả vào tháng 2016 năm 4,9. Biến động nguồn cung là một vấn đề nổi tiếng nhưng vẫn chưa quen thuộc lắm với năng lượng tái tạo. Chúng tôi cũng biết anh ấy từ Ba Lan. Nếu bạn kết hợp 26 GW công suất tua-bin gió đạt được vào ngày 2016 tháng XNUMX năm XNUMX, khi cơn bão Barbara xảy ra, với việc phát điện các tua-bin trong nước một tuần trước đó, thì hóa ra lúc đó nó thấp hơn bảy mươi lần!

Đức và Trung Quốc đã nhận ra rằng việc xây dựng các cối xay gió và các tấm pin mặt trời để làm cho năng lượng mới hoạt động hiệu quả là chưa đủ. Chính phủ Đức gần đây đã buộc phải trả tiền cho các chủ sở hữu tua-bin gió mọc như nấm để cắt điện vì lưới truyền tải không thể xử lý tải được phân phối. Ở Trung Quốc cũng có vấn đề. Ở đó, các nhà máy nhiệt điện than, không thể tắt mở nhanh chóng, khiến các tua-bin gió đứng yên 15% thời gian, do lưới điện không thể nhận năng lượng từ các nhà máy điện và tua-bin. Đó chưa phải là tất cả. Các nhà máy điện mặt trời đang được xây dựng ở đó với tốc độ đến mức mạng lưới truyền tải không thể nhận được dù chỉ 50% năng lượng mà chúng tạo ra.

Tua bin gió đang mất điện

Năm ngoái, các nhà nghiên cứu tại Viện Max Planck của Đức ở Jena đã xuất bản một bài báo trên tạp chí khoa học có uy tín Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (PNAS) cho thấy hiệu quả của các trang trại gió lớn thấp hơn nhiều so với những gì có thể đơn giản là kết quả của chúng. tỉ lệ. Tại sao lượng năng lượng nhận được không phụ thuộc tuyến tính vào kích thước của cây? Các nhà khoa học cho rằng chính các cối xay gió đã làm chậm gió bằng cách sử dụng năng lượng của nó, điều đó có nghĩa là nếu có rất nhiều cối xay gió được lắp đặt ở một khu vực nhất định, thì một số cối xay gió sẽ không nhận được đủ số lượng để hoạt động với hiệu suất tối đa.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ một số trang trại gió lớn và so sánh chúng với dữ liệu từ các tua-bin gió riêng lẻ để tạo ra một mô hình dựa trên các mô hình cơ học gió đã biết. Điều này làm cho nó có thể quan sát khí hậu trong khu vực cối xay gió. Theo ghi nhận của Tiến sĩ Lee Miller, một trong những tác giả của ấn phẩm, hiệu quả năng lượng ước tính của tua-bin gió cách nhiệt cao hơn đáng kể so với quan sát đối với toàn bộ hệ thống lắp đặt của chúng.

Các nhà khoa học xác định rằng, trong trường hợp cực đoan, một tuabin gió nằm trong khu vực có mật độ lắp đặt cao như vậy chỉ có thể sản xuất 20% lượng điện tiềm năng nếu nó được đặt riêng lẻ.

Các nhà khoa học đã sử dụng mô hình tác động đã phát triển của tua-bin gió để ước tính tác động toàn cầu của chúng. Điều này làm cho nó có thể tính toán bao nhiêu năng lượng

Điện có thể được tạo ra trên quy mô toàn cầu bằng cách sử dụng tua-bin gió. Hóa ra chỉ khoảng 4% bề mặt trái đất có khả năng tạo ra hơn 1 W/m.²và trung bình khoảng 0,5 W / m² – Các giá trị này tương tự như ước tính trước đây dựa trên các mô hình khí hậu tiên tiến, nhưng thấp hơn khoảng mười lần so với ước tính chỉ dựa trên tốc độ gió trung bình tại địa phương. Điều này có nghĩa là trong khi duy trì sự phân bố tối ưu của tua-bin gió, hành tinh sẽ có thể nhận được không quá 75 TW năng lượng gió. Tuy nhiên, con số này vẫn cao hơn nhiều so với công suất điện được lắp đặt hiện nay trên thế giới (khoảng 20 TW), vì vậy không có lý do gì phải lo lắng vì hiện nay chỉ có khoảng 450 MW điện gió đang hoạt động trên Trái đất.

Thảm sát sinh vật bay

Trong những năm gần đây, đã có báo cáo và thông tin về việc giết chim và dơi bằng tuabin gió. Người ta đã biết những lo ngại rằng máy móc quay trên đồng cỏ sẽ khiến bò sợ hãi, bên cạnh đó, chúng sẽ tạo ra sóng hạ âm có hại, v.v.

Hình ảnh từ camera nhiệt cho thấy một con dơi bay gần tuabin gió vào ban đêm.

Hàng năm, hàng trăm ngàn con dơi tấn công các trang trại gió. Các động vật có vú làm tổ trên ngọn cây nhầm lẫn các luồng không khí xung quanh cối xay gió với các luồng không khí xung quanh nhà của chúng, trang web đưa tin vào năm 2014. Các nhà máy điện cũng nên nhắc nhở loài dơi về những cây cao, trên những tán cây mà chúng mong đợi những đám mây côn trùng hoặc tổ của chúng. Điều này dường như được hỗ trợ bởi cảnh quay camera nhiệt, cho thấy dơi cư xử với các trang trại gió giống như cách chúng làm với cây cối. Các nhà khoa học tuyên bố rằng hàng trăm ngàn con dơi có thể sống sót nếu thiết kế của cánh quạt được thay đổi. Giải pháp cũng là tăng ngưỡng mà nó bắt đầu quay. Các nhà nghiên cứu cũng đang nghĩ đến việc trang bị các tua-bin báo động siêu âm để cảnh báo dơi.

Một sổ đăng ký va chạm của những con vật này với tua-bin gió, chẳng hạn như ở Đức, do Cơ quan Bảo vệ Môi trường Bang Brandenburg thực hiện, xác nhận tính chất hàng loạt của những cái chết. Người Mỹ cũng đã điều tra hiện tượng này, xác nhận tỷ lệ tử vong cao ở loài dơi và lưu ý rằng tần suất va chạm phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết. Ở tốc độ gió cao, tỷ lệ tác động thấp hơn và ở tốc độ gió thấp hơn, số nạn nhân bị va chạm tăng lên. Tốc độ gió giới hạn tại đó tốc độ va chạm giảm đáng kể được xác định là 6 m/s.

Một con chim bị cháy trên khu phức hợp Ivanpa

Hóa ra, thật không may, nhà máy điện mặt trời vĩ đại của Mỹ Ivanpah cũng giết chết. Ngay sau khi ra mắt, The Wall Street Journal đã thông báo rằng dự án ở California có thể là dự án cuối cùng thuộc loại này ở Hoa Kỳ, chính xác là do các hecatomb của gia cầm.

Khu phức hợp chiếm 1300 ha tại một trong những sa mạc ở California, phía tây nam Las Vegas. Nó có ba tòa tháp với chiều cao 40 tầng và 350 nghìn tấm gương. Những tấm gương phản chiếu ánh sáng mặt trời tới các phòng lò hơi nằm trên đỉnh tháp. Hơi nước được tạo ra, điều khiển máy phát điện để sản xuất điện. Đủ 140 ngàn. Những ngôi nhà. Tuy nhiên hệ thống gương làm nóng không khí xung quanh các tòa tháp lên tới 540°C và những con chim bay gần đó chỉ đơn giản là bị thiêu sống. Theo báo cáo của Harvey & Associates, hơn 3,5 người đã chết tại nhà máy trong năm.

Truyền thông thổi phồng quá nhiều

Cuối cùng, cần đề cập đến một hiện tượng bất lợi hơn. Hình ảnh về năng lượng tái tạo thường bị phóng đại và thổi phồng quá mức trên các phương tiện truyền thông, điều này có thể khiến mọi người hiểu sai về tình trạng phát triển thực sự của công nghệ này.

Ví dụ, các tiêu đề đã từng thông báo rằng thành phố Las Vegas sẽ hoàn toàn có thể tái tạo. Nghe có vẻ giật gân. Chỉ sau khi đọc kỹ hơn và sâu hơn thông tin được cung cấp, chúng tôi mới biết rằng có - ở Las Vegas, họ đang chuyển sang sử dụng 100% năng lượng tái tạo, nhưng chỉ ... các tòa nhà thành phố, chiếm một phần trăm các tòa nhà ở đây kết tụ.

chúng tôi mời bạn đọc SỐ CHỦ ĐỀ trong bản phát hành mới nhất.