Нясталы, як вецер, ён абпальвае, як сонца. Цёмны бок аднаўляльнай энергіі

Аднаўляльныя крыніцы энергіі - гэта не толькі мары, надзеі і аптымістычныя прагнозы. Праўда таксама ў тым, што аднаўляльныя крыніцы энергіі выклікаюць шмат блытаніны ў энергетычным свеце і выклікаюць праблемы, з якімі традыцыйныя сеткі і сістэмы не заўсёды могуць зладзіцца. Іх распрацоўка прыносіць шмат непрыемных сюрпрызаў і пытанняў, на якія мы пакуль не можам адказаць.

Энергія, якая вырабляецца ў аднаўляльных крыніцах энергіі - ветраных электрастанцыях і фотаэлектрычных устаноўках - уяўляе сабой сапраўдную праблему для нацыянальных энергасістэм.

Спажываная магутнасць сеткі нясталая. Ён схільны сутачным ваганням у даволі вялікім дыяпазоне значэнняў. Яго рэгуляванне са боку энергасістэмы застаецца складанай, паколькі злучана з неабходнасцю забеспячэння адпаведных параметраў сеткавага току (напружанні, частоты). У выпадку звычайных сілавых установак, напрыклад паравой турбіны, зніжэнне магутнасці магчыма за кошт зніжэння ціску пары або хуткасці кручэння турбіны. Такое рэгуляванне немагчыма ў ветраўстаноўцы. Хуткія змены сілы ветра (напрыклад, штармы) могуць, па агульным прызнанні, генераваць значную магутнасць за кароткі час, але энергасістэма з працай успрымае іх. Скокі напругі ў сетцы або яго часавая адсутнасць, у сваю чаргу, уяўляюць пагрозу для канчатковых карыстачоў, машын, кампутараў і г.д. інтэлектуальныя сеткі, так званыя аснашчаны адпаведнымі інструментамі, у тым ліку сістэмы захоўвання энергіі, эфектыўныя і комплексныя сістэмы размеркавання. Аднак такіх сістэм у свеце пакуль няшмат.

Твор аўстралійскіх зялёных, прысвечаны нулявым выкідам парніковых газаў

Выключэнні і нявыкарыстаныя паўнамоцтвы

Адключэнні электраэнергіі, якія адбыліся ў Паўднёвай Аўстраліі ў верасні мінулага года, былі выкліканы праблемамі на дзевяці з трынаццаці ветраных электрастанцый, якія забяспечваюць электраэнергіяй рэгіён. У выніку з сеткі было страчана 445 мегават электраэнергіі. Хоць аператары ветрапарку запэўнівалі, што абрывы былі выкліканыя не тыповымі для энергіі ветра ваганнямі – т. е. узмацненнем або паслабленнем павеву, – а праграмнымі праблемамі, уражанне аб не зусім надзейнай ВИЭ цяжка было знішчыць.

Доктар Алан Фінкель, які пазней даследаваў энергетычны рынак па даручэнні аўстралійскіх улад, прыйшоў да высновы, што развіццё аднаўляльных крыніц энергіі дыскрымінуе бяднейшыя пласты грамадства. На яго думку, паколькі галіна ўкладвае значныя сродкі ў аднаўляльныя крыніцы энергіі, цэны на энергію павінны расці, што мацней за ўсё ўдарыць па самых нізкіх даходах.. Гэта актуальна для Аўстраліі, якая закрывае электрастанцыі на сваім танным вугле і спрабуе замяніць іх аднаўляльных крыніц энергіі.

На шчасце, апошняя вугальная электрастанцыя ў вышэйзгаданай пацярпелай ад адключэння электраэнергіі Паўднёвай Аўстраліі была зачынена якраз перад апісанымі праблемамі, у траўні 2016 года. Нестабільнасць паставак - вядомая, але да гэтага часу не вельмі знаёмая праблема аднаўляльнай энергетыкі. Мы таксама ведаем яго з Польшчы. Калі злучыць 4,9 ГВт магутнасці ветракоў, дасягнутыя 26 снежня 2016 года, калі ўраган «Барбара», з выпрацоўкай айчынных турбін тыднем раней, то атрымаецца, што ён быў тады ў семдзесят разоў ніжэй!

Германія і Кітай ужо зразумелі, што недастаткова пабудаваць ветракі і сонечныя батарэі, каб новая энергія працавала эфектыўна. Урад Германіі нядаўна было вымушана заплаціць уладальнікам ветраных турбін, якія вырошчваюць грыбы, за зніжэнне магутнасці, паколькі перадавальныя сеткі не вытрымлівалі пастаўляецца нагрузкі. У Кітаі таксама ёсць праблемы. Там вугальныя электрастанцыі, якія нельга хутка ўключаць і выключаць, прымушаюць ветракі прастойваць 15% часу, бо сетка не можа атрымліваць энергію ад электрастанцый і турбін. Гэта яшчэ не ўсё. Сонечныя электрастанцыі там будуюцца такімі тэмпамі, што перадавальная сетка не можа прыняць і 50% выпрацоўваемай імі энергіі.

Ветракі групамі губляюць магутнасць

У мінулым годзе даследчыкі з нямецкага Інстытута Макса Планка ў Ене апублікавалі ў прэстыжным навуковым часопісе Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS) артыкул, у якім паказана, што эфектыўнасць буйных ветраных электрастанцый нашмат ніжэй, чым гэта магло б быць проста вынікам іх маштаб. Чаму колькасць атрыманай энергіі не залежыць лінейна ад памеру ўстаноўкі? Навукоўцы мяркуюць, што менавіта ветракі самі запавольваюць вецер, выкарыстоўваючы яго энергію, а гэта значыць, што калі яе ўстанавіць на зададзенай тэрыторыі шмат, то некаторыя з іх не атрымаюць яе ў дастатковай колькасці для працы з максімальнай эфектыўнасцю.

Даследнікі выкарыстоўвалі дадзеныя шэрагу буйных ветраных электрастанцый і параўналі іх з дадзенымі асобных ветракоў, каб стварыць мадэль, заснаваную на ўжо вядомых мадэлях механікі ветра. Гэта дазваляла назіраць за кліматам у раёне ветракоў. Як адзначае доктар Лі Мілер, адзін з аўтараў публікацыі, разліковая энергаэфектыўнасць ізаляваных ветракоў значна вышэйшая за назіраную для іх цэлых установак.

Навукоўцы вызначылі, што ў крайнім выпадку вятрак, размешчаны ў раёне высокай шчыльнасці такіх установак, можа вырабляць толькі 20% патэнцыйна даступнай электраэнергіі, калі б ён размяшчаўся адзін.

Навукоўцы выкарыстоўвалі распрацаваную мадэль уздзеяння ветраных турбін для адзнакі іх глабальнага ўздзеяння. Гэта дазволіла разлічыць, колькі энергіі

электраэнергію можна вырабляць у глабальным маштабе з дапамогай ветраных турбін. Атрымліваецца, што толькі каля 4% зямной паверхні патэнцыйна могуць генераваць больш за 1 Вт/м.²а ў сярэднім каля 0,5 Вт/м² – гэтыя значэнні аналагічныя папярэднім ацэнкам, заснаваным на прасунутых кліматычных мадэлях, але прыкладна ў дзесяць разоў ніжэй, чым адзнакі, заснаваныя выключна на мясцовай сярэдняй хуткасці ветра. Гэта азначае, што пры захаванні аптымальнага размеркавання ветраных турбін планета зможа атрымліваць не больш за прыкладна 75 ТВт ветравой энергіі. Тым не менш, гэта ўсё ж нашмат больш, чым устаноўленая ў цяперашні час электрычная магутнасць у свеце (каля 20 ТВт), таму няма прычын для турботы, улічваючы, што сёння на Зямлі дзейнічае толькі каля 450 МВт ветравой энергіі.

Разня лятаючых істот

У апошнія гады з'явіліся паведамленні і інфармацыя аб забойстве птушак і лятучых мышэй ветранымі турбінамі. Вядомыя асцярогі, што машыны, круцячыся на пашах, палохаюць кароў, да таго ж яны павінны вырабляць шкодны інфрагук і т. д. Пераканаўчых навуковых даследаванняў на гэты конт няма, хоць паведамленні пра гекатомбы лятаючых стварэнняў з'яўляюцца адносна пэўнымі дадзенымі.

Выява з цеплавізійнай камеры, якое паказвае лятучую мыш, якая ляціць каля ветранай турбіны ўначы.

Кожны год сотні тысяч лятучых мышэй нападаюць на ветраныя электрастанцыі. Млекакормячыя, якія гняздуюцца на верхавінах дрэў, блытаюць паветраныя патокі вакол ветракоў з патокамі вакол сваіх дамоў, паведамляў сайт у 2014 годзе. Электрастанцыі таксама павінны нагадваць лятучым мышам высокія дрэвы, у кронах якіх яны чакаюць хмары казурак ці ўласнае гняздо. Гэта быццам бы пацвярджаецца запісамі з цеплавізійных камер, якія паказваюць, што лятучыя мышы паводзяць сябе ў выпадку з ветранымі электрастанцыямі гэтак жа, як і з дрэвамі. Навукоўцы сцвярджаюць, што сотні тысяч кажаноў маглі б выжыць, калі б была зменена канструкцыя лопасцяў ротара. Рашэнне таксама складаецца ў тым, каб павялічыць парог, пры якім ён пачынае круціцца. Даследнікі таксама думаюць аб абсталяванні турбін ультрагукавой сігналізацыяй, якая б папярэджвала лятучых мышэй.

Рэгістр сутыкненняў гэтых жывёл з ветранымі турбінамі, напрыклад для Германіі, праведзены Дзяржаўным агенцтвам па ахове навакольнага асяроддзя Брандэнбурга, пацвярджае масавы характар ​​смерцяў. Гэтую з'яву даследавалі і амерыканцы, пацвердзіўшы высокую смяротнасць сярод кажаноў, і было заўважана, што частата сутыкненняў моцна залежала ад умоў надвор'я. Пры высокіх хуткасцях ветра каэфіцыент сутыкнення быў ніжэй, а пры ніжэйшых хуткасцях ветра лік ахвяр удараў павялічвалася. Лімітавая хуткасць ветра, пры якой каэфіцыент сутыкненняў значна памяншаўся, была вызначана на ўзроўні 6 м/с.

Над комплексам Іванпа згарэла птушка

Як аказалася, на жаль, забівае і вялікая амерыканская сонечная электрастанцыя Ivanpah. Неўзабаве пасля запуску The Wall Street Journal абвясціў, што каліфарнійскі праект можа стаць апошнім у сваім родзе ў ЗША - менавіта з-за птушыных гекатомб.

Комплекс займае 1300 га ў адной з каліфарнійскіх пустыняў, на паўднёвы захад ад Лас-Вегаса. У ім тры вежы вышынёй 40 паверхаў і 350 тыс. люстэркі. Люстэркі адлюстроўваюць сонечнае святло ў бок кацельняў, размешчаных на вяршынях веж. Утвараецца пара, якая рухае генератары для вытворчасці электраэнергіі. Хопіць на 140 тысяч. дома. Аднак люстраная сістэма награвае паветра вакол веж да 540 ° С і лётаюць побач птушкі проста згараюць жыўцом. Паводле справаздачы Harvey & Associates, за год на заводзе загінула больш за 3,5 тысячы чалавек.

Занадта шмат шуміхі ў СМІ

Нарэшце, варта згадаць яшчэ аб адной неспрыяльнай з'яве. Вобраз аднаўляльных крыніц энергіі часта пакутуе перабольшаннем і празмерным ажыятажам у СМІ, што можа ўвесці людзей у зман адносна рэальнага стану развіцця гэтай тэхналогіі.

Напрыклад, загалоўкі навін аднойчы аб'явілі, што горад Лас-Вегас цалкам пераходзіць на аднаўляльныя крыніцы энергіі. Гэта прагучала сенсацыйна. Толькі ўчытаўшыся больш уважліва і глыбей у прадстаўленую інфармацыю, мы даведаліся, што так - у Лас-Вегасе пераходзяць на 100% аднаўляльную энергію, але толькі ... муніцыпальныя будынкі, якія складаюць долі працэнта будынкаў у гэтай агламерацыі.

мы запрашаем вас прачытаць НОМЕР ТЭМЫ у апошнім выпуску.