Vikling som vinden, den brenner som solen. Den mørke siden av fornybar energi

Fornybare energikilder er ikke bare drømmer, håp og optimistiske spådommer. Sannheten er også at fornybar energi skaper mye forvirring i energiverdenen og forårsaker problemer som tradisjonelle nett og systemer ikke alltid kan håndtere. Utviklingen deres bringer med seg mange ubehagelige overraskelser og spørsmål som vi ikke kan svare på ennå.

Energi produsert i fornybare energikilder – vindparker og solcelleanlegg – er en reell utfordring for nasjonale energisystemer.

Strømforbruket til nettverket er ikke konstant. Den er utsatt for daglige svingninger i et ganske stort verdiområde. Reguleringen av kraftsystemet er fortsatt vanskelig, siden det er forbundet med behovet for å sikre de riktige parameterne for nettstrømmen (spenning, frekvens). I tilfellet med konvensjonelle kraftverk, som for eksempel en dampturbin, er kraftreduksjon mulig ved å redusere damptrykket eller turbinens hastighet. Slik regulering er ikke mulig i en vindturbin. Raske endringer i vindstyrke (som stormer) kan riktignok generere betydelig kraft på kort tid, men er vanskelig for strømnettet å absorbere. Strømstøt i nettverket eller dets midlertidige fravær utgjør i sin tur en trussel mot sluttbrukere, maskiner, datamaskiner osv. smarte nett, såkalte utstyrt med passende verktøy, inkludert energilagringssystemer, effektive og omfattende distribusjonssystemer. Imidlertid er det fortsatt få slike systemer i verden.

Australian Greens-kunstverk som feirer null klimagassutslipp

Unntak og ubrukte fullmakter

Strømbruddene som rammet Sør-Australia i september i fjor var forårsaket av problemer ved ni av de tretten vindparkene som leverer strøm til regionen. Som et resultat gikk 445 megawatt strøm tapt fra nettet. Selv om vindparkoperatørene forsikret at bruddene ikke var forårsaket av svingninger som er typiske for vindkraft – det vil si en økning eller nedgang i vindkraft – men av programvareproblemer, var inntrykket av en ikke helt pålitelig fornybar energi vanskelig å ødelegge.

Dr. Alan Finkel, som senere forsket på energimarkedet på vegne av australske myndigheter, kom til den konklusjonen at utviklingen av fornybare energikilder diskriminerer de fattigere delene av samfunnet. Etter hans mening, ettersom industrien investerer tungt i fornybar energi, bør energiprisene stige, og ramme de laveste inntektene hardest.. Dette er sant for Australia, som legger ned sine billige kullkraftverk og prøver å erstatte dem med fornybar energi.

Heldigvis stengte det siste kullfyrte kraftverket i det nevnte blackout-rammede Sør-Australia rett før problemene beskrevet, i mai 2016. Tilførselsvolatilitet er et velkjent, men fortsatt lite kjent problem med fornybar energi. Vi kjenner ham også fra Polen. Hvis du kombinerer 4,9 GW med vindturbinkapasitet oppnådd 26. desember 2016, da orkanen Barbara rammet, med generasjonen av innenlandske turbiner en uke tidligere, viser det seg at den da var sytti ganger lavere!

Tyskland og Kina har allerede innsett at det ikke er nok å bygge vindmøller og solcellepaneler for å få den nye energien til å fungere effektivt. Den tyske regjeringen ble nylig tvunget til å betale eierne av vindturbiner som dyrker sopp for å kutte strømmen fordi overføringsnettene ikke kunne håndtere lasten som ble levert. Det er problemer i Kina også. Der fører kullkraftverk, som ikke kan slås av og på raskt, at vindturbiner står stille 15 % av tiden, siden nettet ikke kan motta energi fra kraftverk og turbiner. Det er ikke alt. Solkraftverk bygges der i et slikt tempo at overføringsnettet ikke kan motta engang 50 % av energien de genererer.

Vindturbiner mister kraft

I fjor publiserte forskere ved det tyske Max Planck-instituttet i Jena en artikkel i det prestisjetunge vitenskapelige tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) som viser at effektiviteten til store vindparker er mye lavere enn det som ganske enkelt kan være resultatet av deres skala. Hvorfor avhenger ikke mengden energi som mottas lineært av størrelsen på installasjonen? Forskere antyder at det er vindmøllene selv som bremser vinden ved å bruke energien, noe som betyr at hvis det er mye av det installert i et gitt område, vil noen av dem ikke motta det i tilstrekkelige mengder til å fungere med maksimal effektivitet.

Forskerne brukte data fra en rekke store vindparker og sammenlignet dem med data fra individuelle vindturbiner for å lage en modell basert på allerede kjente modeller for vindmekanikk. Dette gjorde det mulig å observere klimaet i området med vindmøller. Som bemerket av Dr. Lee Miller, en av forfatterne av publikasjonen, er den beregnede energieffektiviteten til isolerte vindturbiner betydelig høyere enn observert for hele installasjonen.

Forskerne slo fast at i ekstreme tilfelle kunne en vindturbin plassert i et område med høy tetthet av slike installasjoner bare produsere 20% av den potensielt tilgjengelige elektrisiteten hvis den var plassert alene.

Forskerne brukte den utviklede påvirkningsmodellen til vindturbiner for å estimere deres globale påvirkning. Dette gjorde det mulig å beregne hvor mye energi

Elektrisitet kan genereres på global skala ved hjelp av vindturbiner. Det viser seg at bare rundt 4 % av jordoverflaten potensielt kan generere mer enn 1 W/m.²og i gjennomsnitt ca 0,5 W/m² – Disse verdiene ligner tidligere estimater basert på avanserte klimamodeller, men omtrent ti ganger lavere enn estimater basert utelukkende på lokale middelvindhastigheter. Dette betyr at mens den opprettholder den optimale fordelingen av vindturbiner, vil planeten ikke kunne motta mer enn rundt 75 TW vindenergi. Dette er imidlertid fortsatt mye mer enn den for tiden installerte elektriske kapasiteten i verden (omtrent 20 TW), så det er ingen grunn til bekymring, gitt at det bare er rundt 450 MW vindkraft i drift på jorden i dag.

Massakre av flygende skapninger

De siste årene har det kommet rapporter og opplysninger om drap av fugler og flaggermus med vindturbiner. Det er kjent frykt for at maskiner, som roterer i beitemark, skremmer kyr, dessuten skal de produsere skadelig infralyd, etc. Det er ingen overbevisende vitenskapelige studier om dette emnet, selv om rapporter om hekatomber av flygende skapninger er relativt pålitelige data.

Termisk kamerabilde som viser en flaggermus som flyr nær en vindturbin om natten.

Hvert år angriper hundretusener av flaggermus vindparker. Hekkende pattedyr forvirrer luftstrømmer rundt vindmøller med strømmer rundt hjemmene deres, rapporterte stedet i 2014. Kraftverk bør også minne flaggermus om høye trær, i kronene som de forventer skyer av insekter eller sitt eget reir. Dette ser ut til å støttes av termiske kameraopptak, som viser at flaggermus oppfører seg på samme måte med vindparker som de gjør med trær. Forskere hevder at hundretusenvis av flaggermus kunne overleve hvis utformingen av rotorbladene ble endret. Løsningen er også å øke terskelen der den begynner å spinne. Forskere tenker også på å utstyre turbiner med ultralydalarmer for å advare flaggermus.

Et register over kollisjoner av disse dyrene med vindturbiner, for eksempel for Tyskland, utført av Brandenburg State Environmental Protection Agency, bekrefter den massive karakteren av dødsfallene. Amerikanerne undersøkte også dette fenomenet, og bekreftet den høye dødeligheten blant flaggermus, og det ble bemerket at hyppigheten av kollisjoner var svært avhengig av værforholdene. Ved høye vindhastigheter var støtforholdet lavere, og ved lavere vindhastigheter økte antallet støtofre. Den begrensende vindhastigheten hvor kollisjonsraten ble betydelig redusert ble bestemt til 6 m/s.

En fugl brant over Ivanpa-komplekset

Som det viste seg, dreper dessverre det store amerikanske solkraftverket Ivanpah også. Kort tid etter lanseringen kunngjorde The Wall Street Journal at det kaliforniske prosjektet kan bli det siste i sitt slag i USA, nettopp på grunn av fuglehekatombene.

Komplekset okkuperer 1300 hektar i en av de californiske ørkenene, sørvest for Las Vegas. Den har tre tårn med en høyde på 40 etasjer og 350 tusen speil. Speil reflekterer sollys mot fyrrommene som ligger på toppen av tårnene. Det produseres damp, som driver generatorer til å produsere elektrisitet. Nok for 140 tusen. Hus. derimot speilsystemet varmer luften rundt tårnene opp til 540°C og fugler som flyr i nærheten brenner ganske enkelt levende. I følge en rapport fra Harvey & Associates døde mer enn 3,5 mennesker på anlegget i løpet av året.

For mye mediehype

Til slutt er det verdt å nevne enda et ugunstig fenomen. Bildet av fornybar energi lider ofte av overdrivelse og overdreven mediehype, noe som kan villede folk om den virkelige utviklingen av denne teknologien.

For eksempel kunngjorde overskriftene en gang at byen Las Vegas ble fullstendig fornybar. Det hørtes oppsiktsvekkende ut. Først etter å ha lest mer nøye og dypere inn i informasjonen som ble gitt, fant vi ut at ja - i Las Vegas går de over til 100 % fornybar energi, men bare ... kommunale bygninger, som utgjør en brøkdel av en prosent av bygningene i dette agglomerasjon.

vi inviterer deg til å lese TEMANUMMER i den siste utgivelsen.