متقلب مثل الريح ، يحترق مثل الشمس. الجانب المظلم للطاقة المتجددة
محتوى
مصادر الطاقة المتجددة ليست مجرد أحلام وآمال وتوقعات متفائلة. الحقيقة هي أيضًا أن مصادر الطاقة المتجددة تسبب الكثير من الارتباك في عالم الطاقة وتسبب مشاكل لا تستطيع الشبكات والأنظمة التقليدية التعامل معها دائمًا. يأتي تطورهم بالعديد من المفاجآت والأسئلة غير السارة التي لا يمكننا الإجابة عليها بعد.
تمثل الطاقة المنتجة في مصادر الطاقة المتجددة - مزارع الرياح والمنشآت الكهروضوئية - تحديًا حقيقيًا لأنظمة الطاقة الوطنية.
استهلاك الطاقة للشبكة غير ثابت. إنه يخضع لتقلبات يومية في نطاق كبير إلى حد ما من القيم. لا يزال تنظيمه بواسطة نظام الطاقة صعبًا ، لأنه مرتبط بالحاجة إلى ضمان المعلمات المناسبة لتيار التيار الكهربائي (الجهد ، التردد). في حالة محطات الطاقة التقليدية ، مثل التوربينات البخارية ، يمكن تقليل الطاقة عن طريق تقليل ضغط البخار أو سرعة التوربين. مثل هذا التنظيم غير ممكن في توربينات الرياح. يمكن للتغيرات السريعة في قوة الرياح (مثل العواصف) أن تولد طاقة كبيرة في وقت قصير ، ولكن يصعب على شبكة الطاقة امتصاصها. زيادة الطاقة في الشبكة أو غيابها المؤقت ، بدوره ، يشكل تهديدًا للمستخدمين النهائيين ، والآلات ، وأجهزة الكمبيوتر ، وما إلى ذلك. الشبكات الذكية ، ما يسمى مجهزة بالأدوات المناسبة ، بما في ذلك أنظمة تخزين الطاقة وأنظمة التوزيع الفعالة والشاملة. ومع ذلك ، لا يزال هناك عدد قليل من هذه الأنظمة في العالم.
عمل فني للخضر الأسترالي يحتفل بانعدام انبعاثات غازات الاحتباس الحراري
الاستثناءات والصلاحيات غير المستخدمة
كانت حالات انقطاع التيار الكهربائي التي ضربت جنوب أستراليا في سبتمبر الماضي ناجمة عن مشاكل في تسعة من مزارع الرياح الثلاثة عشر التي تزود المنطقة بالكهرباء. ونتيجة لذلك ، فقد 445 ميغاواط من الكهرباء من الشبكة. على الرغم من أن مشغلي مزارع الرياح أكدوا أن الانقطاعات لم تكن ناجمة عن التقلبات النموذجية لطاقة الرياح - أي زيادة أو نقصان في طاقة الرياح - ولكن بسبب مشاكل البرامج ، كان من الصعب تدمير الانطباع بأن الطاقة المتجددة غير الموثوقة تمامًا.
توصل الدكتور آلان فينكل ، الذي بحث لاحقًا في سوق الطاقة نيابة عن السلطات الأسترالية ، إلى استنتاج مفاده أن تطوير مصادر الطاقة المتجددة يميز ضد القطاعات الأكثر فقراً في المجتمع. في رأيه ، نظرًا لأن الصناعة تستثمر بكثافة في الطاقة المتجددة ، يجب أن ترتفع أسعار الطاقة ، لتصل إلى أدنى دخل.. هذا صحيح بالنسبة لأستراليا ، التي تغلق محطات توليد الطاقة الرخيصة التي تعمل بالفحم وتحاول استبدالها بمصادر الطاقة المتجددة.
لحسن الحظ ، أغلقت آخر محطة طاقة تعمل بالفحم في جنوب أستراليا التي ضربها انقطاع التيار الكهربائي المذكورة أعلاه قبل المشاكل الموضحة ، في مايو 2016. يعد تقلب العرض مشكلة معروفة ولكنها ليست مألوفة للغاية مع الطاقة المتجددة. نحن نعرفه أيضًا من بولندا. إذا قمت بدمج 4,9 جيجاواط من سعة توربينات الرياح التي تم تحقيقها في 26 ديسمبر 2016 ، عندما حدث إعصار باربرا ، مع توليد التوربينات المحلية قبل أسبوع ، اتضح أنها كانت أقل بسبعين مرة!
أدركت ألمانيا والصين بالفعل أنه لا يكفي بناء طواحين هواء وألواح شمسية لجعل الطاقة الجديدة تعمل بكفاءة. اضطرت الحكومة الألمانية مؤخرًا إلى دفع المال لمالكي توربينات الرياح التي تزرع الفطر لقطع الطاقة لأن شبكات النقل لا يمكنها التعامل مع الحمولة التي يتم تسليمها. هناك مشاكل في الصين أيضا. هناك ، تتسبب محطات الطاقة التي تعمل بالفحم ، والتي لا يمكن تشغيلها وإيقافها بسرعة ، في توقف توربينات الرياح 15٪ من الوقت ، نظرًا لأن الشبكة لا يمكنها تلقي الطاقة من محطات الطاقة والتوربينات. هذا ليس كل شئ. يتم بناء محطات الطاقة الشمسية هناك بوتيرة لا يمكن لشبكة النقل أن تستقبل حتى 50٪ من الطاقة التي تولدها.
توربينات الرياح تفقد طاقتها
في العام الماضي ، نشر باحثون في معهد ماكس بلانك الألماني في يينا ورقة بحثية في المجلة العلمية المرموقة Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) تظهر أن كفاءة مزارع الرياح الكبيرة أقل بكثير مما يمكن أن يكون ببساطة نتيجة لحجمها. لماذا لا تعتمد كمية الطاقة المتلقاة بشكل خطي على حجم التركيب؟ يقترح العلماء أن طواحين الهواء نفسها هي التي تبطئ الرياح باستخدام طاقتها ، مما يعني أنه إذا كان هناك الكثير منها مثبت في منطقة معينة ، فلن يستقبلها البعض بكميات كافية للعمل بأقصى قدر من الكفاءة.
استخدم الباحثون بيانات من عدد من مزارع الرياح الكبيرة وقارنوها ببيانات من توربينات الرياح الفردية لإنشاء نموذج يعتمد على نماذج معروفة بالفعل لميكانيكا الرياح. هذا جعل من الممكن مراقبة المناخ في منطقة طواحين الهواء. كما لاحظ الدكتور لي ميلر ، أحد مؤلفي المنشور ، فإن كفاءة الطاقة المقدرة لتوربينات الرياح المعزولة أعلى بكثير مما لوحظ في منشآتها بأكملها.
قرر العلماء ، في الحالة القصوى ، أن توربينات الرياح الموجودة في منطقة ذات كثافة عالية من هذه المنشآت يمكن أن تنتج 20 ٪ فقط من الكهرباء المحتملة المتاحة إذا كانت موجودة بمفردها.
استخدم العلماء نموذج التأثير المطور لتوربينات الرياح لتقدير تأثيرها العالمي. جعل هذا من الممكن حساب مقدار الطاقة
يمكن توليد الكهرباء على نطاق عالمي باستخدام توربينات الرياح. اتضح أن حوالي 4 ٪ فقط من سطح الأرض يمكن أن يولد أكثر من 1 وات / م.2وفي المتوسط حوالي 0,5 واط / م2 - تتشابه هذه القيم مع التقديرات السابقة المستندة إلى نماذج مناخية متقدمة ، ولكنها أقل بنحو عشر مرات من التقديرات التي تعتمد فقط على متوسط سرعات الرياح المحلية. هذا يعني أنه مع الحفاظ على التوزيع الأمثل لتوربينات الرياح ، لن يتمكن الكوكب من استقبال أكثر من 75 تيراواط من طاقة الرياح. ومع ذلك ، لا يزال هذا أكثر بكثير من القدرة الكهربائية المثبتة حاليًا في العالم (حوالي 20 تيراواط) ، لذلك لا داعي للقلق ، نظرًا لوجود حوالي 450 ميجاوات فقط من طاقة الرياح تعمل على الأرض اليوم.
مذبحة المخلوقات الطائرة
في السنوات الأخيرة ، كانت هناك تقارير ومعلومات عن قتل الطيور والخفافيش بواسطة توربينات الرياح. هناك مخاوف معروفة من أن الآلات ، التي تدور في المراعي ، تخيف الأبقار ، بالإضافة إلى أنها يجب أن تنتج أشعة تحت صوتية ضارة ، وما إلى ذلك. لا توجد دراسات علمية مقنعة حول هذا الموضوع ، على الرغم من أن التقارير عن القبور السداسية للمخلوقات الطائرة هي بيانات موثوقة نسبيًا.
صورة من كاميرا حرارية تظهر خفاشًا يطير بالقرب من توربينات الرياح في الليل.
في كل عام ، تهاجم مئات الآلاف من الخفافيش مزارع الرياح. أفاد الموقع في عام 2014 أن الثدييات التي تعيش في أعشاش قمم الأشجار تخلط بين التيارات الهوائية حول طواحين الهواء والتيارات المحيطة بمنازلها. يجب أن تذكر محطات توليد الطاقة أيضًا الخفافيش بالأشجار الطويلة ، التي يتوقعون في تيجانها سحبًا من الحشرات أو أعشاشها الخاصة. يبدو أن هذا مدعومًا من خلال لقطات الكاميرا الحرارية ، والتي تُظهر أن الخفافيش تتصرف بنفس الطريقة مع مزارع الرياح كما تفعل مع الأشجار. يدعي العلماء أن مئات الآلاف من الخفافيش يمكن أن تنجو إذا تم تغيير تصميم ريش الدوار. الحل أيضًا هو زيادة الحد الأدنى الذي يبدأ عنده في الدوران. يفكر الباحثون أيضًا في تجهيز التوربينات بأجهزة إنذار فوق صوتية لتحذير الخفافيش.
يؤكد سجل اصطدام هذه الحيوانات مع توربينات الرياح ، على سبيل المثال في ألمانيا ، أجرته وكالة حماية البيئة في ولاية براندنبورغ ، الطبيعة الهائلة للوفيات. كما حقق الأمريكيون في هذه الظاهرة ، مؤكدين ارتفاع معدل النفوق بين الخفافيش ، ولوحظ أن تكرار الاصطدامات يعتمد بشكل كبير على الظروف الجوية. عند سرعات الرياح العالية ، كانت نسبة التأثير أقل ، وفي سرعات الرياح المنخفضة ، زاد عدد ضحايا الاصطدام. تم تحديد سرعة الرياح التي تم تقليل معدل الاصطدام بها بشكل كبير لتكون 6 م / ث.
طائر احترق فوق مجمع إيفانبا
كما اتضح ، لسوء الحظ ، فإن محطة الطاقة الشمسية الأمريكية الكبيرة Ivanpah تقتل أيضًا. بعد وقت قصير من إطلاقه ، أعلنت صحيفة وول ستريت جورنال أن مشروع كاليفورنيا يمكن أن يكون الأخير من نوعه في الولايات المتحدة ، على وجه التحديد بسبب قذائف الطيور.
يحتل المجمع مساحة 1300 هكتار في إحدى صحاري كاليفورنيا ، جنوب غرب لاس فيغاس. بها ثلاثة أبراج بارتفاع 40 طابقا و 350 ألف مرآة. تعكس المرايا ضوء الشمس باتجاه غرف الغلايات الموجودة على قمم الأبراج. يتم إنتاج البخار الذي يدفع المولدات لإنتاج الكهرباء. يكفي 140 الف. منازل. لكن يقوم نظام المرآة بتسخين الهواء حول الأبراج حتى 540 درجة مئوية والطيور التي تحلق في مكان قريب تحترق ببساطة على قيد الحياة. وفقًا لتقرير Harvey & Associates ، توفي أكثر من 3,5 شخص في المصنع خلال العام.
الكثير من الضجيج الإعلامي
أخيرًا ، تجدر الإشارة إلى ظاهرة أخرى غير مواتية. غالبًا ما تعاني صورة الطاقة المتجددة من المبالغة والضجيج الإعلامي المفرط ، مما قد يضلل الناس بشأن الحالة الحقيقية لتطور هذه التكنولوجيا.
على سبيل المثال ، أعلنت العناوين الرئيسية ذات مرة أن مدينة لاس فيغاس كانت متجددة تمامًا. بدا الأمر مثيرا. فقط بعد قراءة المعلومات المقدمة بعناية أكبر وبشكل أعمق ، اكتشفنا أن نعم - في لاس فيجاس يتحولون إلى طاقة متجددة بنسبة 100٪ ، ولكن فقط ... مباني البلدية ، التي تشكل جزءًا صغيرًا من نسبة المباني في هذا تكتل.
ندعوك للقراءة رقم الموضوع في أحدث إصدار.
