像風一樣變幻無常,像太陽一樣燃燒。 可再生能源的黑暗面
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像風一樣變幻無常,像太陽一樣燃燒。 可再生能源的黑暗面

再生能源不僅僅是夢想、希望和樂觀的預測。 確實,再生能源為能源世界帶來了許多混亂,並造成了傳統網路和系統無法始終應對的問題。 它們的發展帶來了許多令人不快的驚喜和我們尚無法回答的問題。

再生能源(風電場和光電站)產生的能源對國家電網構成了真正的挑戰。

網路功耗不是恆定的。 它每天都會在相當大的數值範圍內波動。 電力系統側的調節仍然很複雜,因為它需要確保網路電流(電壓、頻率)的適當參數。 在傳統發電廠,例如蒸汽渦輪機的情況下,可以透過降低蒸汽壓力或渦輪機的轉速來降低功率。 這種調節在風力渦輪機中是不可能的。 風力強度的快速變化(例如暴風雨)固然可以在短時間內產生大量電力,但電網很難吸收它們。 網路中的電湧或暫時缺失又會對最終使用者、機器、電腦等構成威脅。 智慧網絡,即所謂的 配備適當的工具,包括儲能係統、高效率綜合的配電系統。 然而,世界上這樣的系統仍然很少。

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例外和未使用的權力

去年九月南澳大利亞州發生的停電事故是由向該地區供電的 445 個風電場中的 XNUMX 個出現問題造成的。 結果,電網損失了 XNUMX 兆瓦的電力。 儘管風電場營運商堅稱停電不是由風電的典型波動(即風力變強或變弱)引起的,而是由軟體問題引起的,但可再生能源並不完全可靠的印像很難消除。

後來代表澳洲政府對能源市場進行研究的艾倫·芬克爾博士得出的結論是,再生能源的開發歧視了社會較貧困的階層。 在他看來, 隨著該產業大力投資再生能源,能源價格必將上漲,對最低收入者的打擊最大。。 這與澳洲有關,該國正在關閉使用廉價煤炭的發電廠,並試圖用再生能源取代。

幸運的是,上述遭受停電打擊的南澳大利亞州的最後一個燃煤發電廠就在上述問題出現之前於 2016 年 4,9 月關閉。 供應不穩定是再生能源中一個已知但仍不太熟悉的問題。 我們也從波蘭認識他。 如果將 26 年 2016 月 XNUMX 日芭芭拉颶風期間實現的 XNUMX 吉瓦風力渦輪機容量與一周前國內渦輪機的輸出結合起來,結果會發現,當時的容量低了 XNUMX 倍!

德國和中國已經意識到,僅僅建造風車和太陽能板不足以讓新能源高效發揮作用。 德國政府最近被迫向蘑菇種植的風力渦輪機所有者支付減少電力的費用,因為傳輸網路無法處理所提供的負載。 中國也有問題。 那裡的燃煤發電廠無法快速開關,迫使風力渦輪機有 15% 的時間處於閒置狀態,因為電網無法從發電廠和渦輪機獲取能量。 那不是全部。 那裡的太陽能發電廠建設速度如此之快,以至於輸電網路甚至無法接受其產生的 50% 的能量。

風力渦輪機正在集體斷電

去年,德國耶拿馬克斯‧普朗克研究所的研究人員在著名科學期刊《美國國家科學院院刊》(PNAS) 上發表了一篇論文,顯示大型風電場的效率遠低於其他情況,這僅僅是因為他們的規模。 為什麼接收到的能量與裝置的尺寸不線性相關? 科學家認為,正是風力渦輪機本身利用其能量來減慢風速,這意味著,如果在給定區域安裝了很多風力渦輪機,那麼其中一些渦輪機將無法獲得足夠的能量來最大程度地運行。效率。

研究人員使用了許多大型風電場的數據,並將其與單一風力渦輪機的數據進行了比較,以基於已知的風力模型創建了一個模型。 這使得觀察風力渦輪機區域的氣候成為可能。 正如該出版物的作者之一李·米勒博士指出的那樣,孤立式風力渦輪機的估計能源效率明顯高於其整個裝置的觀察到的能源效率。

科學家已經確定,在極端情況下,放置在此類設施高度密集的區域的風力渦輪機所產生的電力可能僅為其單獨放置時的 20%。

科學家使用開發的風力渦輪機影響模型來估計其全球影響。 這使得計算有多少能量成為可能

可以利用風力渦輪機在全球生產電力。 事實證明,只有大約 4% 的地球表面有可能產生超過 1 W/m 的功率。2平均約 0,5 W/m2 – 這些值與之前基於先進氣候模型的估計值相似,但比僅基於當地平均風速的估計值低約十倍。 這意味著,在保持風力渦輪機最佳分佈的同時,地球將能夠接收不超過約 75 TW 的風能。 然而,這仍然遠遠超過世界上目前安裝的電力容量(約 20 TW),因此沒有理由擔心,因為今天地球上只有大約 450 兆瓦的風力發電在運行。

飛行生物大屠殺

近年來,有關鳥類和蝙蝠被風力渦輪機殺死的報導和資訊不斷出現。 眾所周知,汽車在牧場上旋轉會嚇到乳牛,而且它們一定會產生有害的次聲波等。儘管有關飛行生物大屠殺的報導是相對可靠的數據,但在這個問題上還沒有令人信服的科學研究。

熱成像儀影像顯示一隻蝙蝠在夜間靠近風力渦輪機飛行。

每年有數十萬隻蝙蝠攻擊風電場。 該網站 2014 年報導稱,在樹頂築巢的哺乳動物會將風車周圍的氣流與房屋周圍的氣流混淆。 發電廠也應該讓蝙蝠想起高大的樹木,它們期望樹冠上有成群的昆蟲或自己的巢穴。 這似乎得到了熱成像攝影機鏡頭的支持,該鏡頭顯示蝙蝠在風電場周圍的行為與它們在樹木周圍的行為相同。 科學家表示,如果改變轉子葉片的設計,數十萬隻蝙蝠可以生存。 解決方案還在於提高其開始旋轉的閾值。 研究人員也正在考慮為渦輪機配備超音波警報器來提醒蝙蝠。

勃蘭登堡國家環境局對這些動物與風力渦輪機相撞的記錄(例如在德國)證實了死亡事件的廣泛性。 美國人也研究了這一現象,證實了蝙蝠的高死亡率,並指出碰撞的頻率高度依賴天氣條件。 在高風速下,撞擊率較低,在較低風速下,撞擊傷亡人數增加。 碰撞率顯著降低時的最大風速確定為6 m/s。

一隻鳥在伊凡帕建築群上方被燒毀

不幸的是,事實證明,美國偉大的伊凡帕太陽能發電廠也在殺人。 啟動後不久,《華爾街日報》宣布,加州的這個計畫可能是美國最後一個此類計畫——正是因為鳥類大屠殺。

建築群佔地 1300 公頃,位於拉斯維加斯西南部的加州沙漠之一。 它有三座塔樓,高40層,有350萬面鏡子。 鏡子將陽光反射到塔頂的鍋爐房。 產生蒸汽,驅動發電機發電。 夠140萬了。 房屋。 然而 鏡子系統將塔周圍的空氣加熱到 540°C,附近飛翔的鳥兒會被活活燒死。 根據 Harvey & Associates 的一份報告,該工廠年內有超過 3,5 人死亡。

媒體炒作太多

最後,還值得一提的是一個不利的現象。 再生能源的形象經常受到媒體的誇大和過度炒作,這可能會誤導人們對該技術發展的真實狀況。

例如,頭條新聞曾宣布拉斯維加斯市將完全採用可再生能源。 聽起來很轟動。 只有在更仔細、更深入地閱讀所提供的信息之後,我們才發現是的——在拉斯維加斯,他們正在轉向 100% 的可再生能源,但只有……市政建築,它們只佔本地區建築的一小部分集聚。

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