Vrtká jako vítr, pálí jako slunce. Temná strana obnovitelné energie

Obnovitelné zdroje energie nejsou jen sny, naděje a optimistické předpovědi. Pravdou také je, že obnovitelné zdroje způsobují ve světě energetiky spoustu zmatků a způsobují problémy, se kterými si tradiční sítě a systémy ne vždy dokážou poradit. Jejich vývoj přináší mnoho nepříjemných překvapení a otázek, na které zatím neumíme odpovědět.

Energie vyrobená v obnovitelných zdrojích energie – větrných elektrárnách a fotovoltaických zařízeních – je skutečnou výzvou pro národní energetické systémy.

Příkon sítě není konstantní. Podléhá denním výkyvům v poměrně velkém rozsahu hodnot. Jeho regulace elektrizační soustavou zůstává obtížná, neboť je spojena s nutností zajistit vhodné parametry síťového proudu (napětí, frekvence). V případě klasických elektráren, jako je parní turbína, je možné snížení výkonu snížením tlaku páry nebo rychlosti otáčení turbíny. Taková regulace není u větrné turbíny možná. Rychlé změny síly větru (jako jsou bouře) sice mohou v krátké době generovat značnou energii, ale energetická síť je těžko absorbuje. Výboje v síti nebo její dočasná nepřítomnost zase představují hrozbu pro koncové uživatele, stroje, počítače atd. chytré sítě, tzv vybavena vhodnými nástroji, včetně systémů skladování energie, účinných a komplexních distribučních systémů. Takových systémů je však na světě stále málo.

Umělecké dílo australských zelených oslavující nulové emise skleníkových plynů

Výjimky a nevyužité pravomoci

Výpadky, které zasáhly jižní Austrálii loni v září, byly způsobeny problémy v devíti ze třinácti větrných elektráren, které dodávají elektřinu do regionu. V důsledku toho se ze sítě ztratilo 445 megawattů elektřiny. Přestože provozovatelé větrných elektráren ujišťovali, že přestávky nejsou způsobeny výkyvy typickými pro větrnou energetiku – tedy nárůstem či poklesem výkonu větru – ale softwarovými problémy, dojem ne zcela spolehlivé obnovitelné energie bylo těžké zničit.

Dr. Alan Finkel, který později jménem australských úřadů zkoumal energetický trh, dospěl k závěru, že rozvoj obnovitelných zdrojů energie diskriminuje chudší vrstvy společnosti. podle jeho názoru Vzhledem k tomu, že průmysl masivně investuje do obnovitelných zdrojů energie, ceny energie by měly růst a nejtvrději zasáhnout nejnižší příjmy.. To platí pro Austrálii, která vypíná své levné uhelné elektrárny a snaží se je nahradit obnovitelnými zdroji.

Naštěstí poslední uhelná elektrárna ve zmiňované výpadkem proudu zasažené jižní Austrálii byla uzavřena těsně před popsanými problémy, v květnu 2016. Volatilita nabídky je známý, ale stále nepříliš známý problém obnovitelné energie. Známe ho i z Polska. Pokud spojíte 4,9 GW výkonu větrné turbíny dosažené 26. prosince 2016, kdy nastal hurikán Barbara, s generací domácích turbín o týden dříve, vyjde vám, že tehdy byla sedmdesátkrát nižší!

Německo a Čína si již uvědomily, že k efektivnímu fungování nové energie nestačí stavět větrné mlýny a solární panely. Německá vláda byla nedávno nucena platit vlastníkům větrných turbín, které pěstují houby, aby snížili elektřinu, protože přenosové sítě nezvládaly dodávanou zátěž. Problémy jsou i v Číně. Tam uhelné elektrárny, které nelze rychle zapnout a vypnout, způsobují, že větrné turbíny stojí 15 % času nečinné, protože síť nemůže přijímat energii z elektráren a turbín. To není vše. Solární elektrárny se tam staví takovým tempem, že přenosová síť nedokáže přijmout ani 50 % energie, kterou vyrobí.

Větrné turbíny ztrácejí výkon

Vědci z německého Institutu Maxe Plancka v Jeně publikovali v loňském roce v prestižním vědeckém časopise Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) článek, který ukazuje, že účinnost velkých větrných elektráren je mnohem nižší, než jaká by mohla být jednoduše výsledkem jejich měřítko. Proč množství přijaté energie nezávisí lineárně na velikosti instalace? Vědci naznačují, že jsou to samotné větrné mlýny, které zpomalují vítr pomocí jeho energie, což znamená, že pokud je ho v dané oblasti instalováno hodně, pak ho některé nedostanou v dostatečném množství, aby pracovaly s maximální účinností.

Vědci použili data z řady velkých větrných elektráren a porovnali je s daty z jednotlivých větrných turbín, aby vytvořili model založený na již známých modelech větrné mechaniky. To umožnilo pozorovat klima v oblasti větrných mlýnů. Jak poznamenal Dr. Lee Miller, jeden z autorů publikace, vypočítaná energetická účinnost izolovaných větrných turbín je výrazně vyšší, než jaká byla pozorována pro celé jejich instalace.

Vědci zjistili, že v extrémním případě by větrná turbína umístěná v oblasti s vysokou hustotou takových instalací mohla produkovat pouze 20 % potenciálně dostupné elektřiny, pokud by byla umístěna samostatně.

Vědci použili vyvinutý model dopadu větrných turbín k odhadu jejich globálního dopadu. To umožnilo vypočítat, kolik energie

Elektřinu lze vyrábět v globálním měřítku pomocí větrných turbín. Ukazuje se, že pouze asi 4 % zemského povrchu mohou potenciálně generovat více než 1 W/m.²a v průměru asi 0,5 W/m² – Tyto hodnoty jsou podobné předchozím odhadům založeným na pokročilých klimatických modelech, ale asi desetkrát nižší než odhady založené pouze na místních středních rychlostech větru. To znamená, že při zachování optimálního rozložení větrných turbín bude planeta schopna přijímat nejvýše asi 75 TW větrné energie. To je však stále mnohem více, než je aktuálně instalovaný elektrický výkon ve světě (asi 20 TW), takže není důvod k obavám, vzhledem k tomu, že na Zemi dnes funguje jen asi 450 MW větrné energie.

Masakr létajících tvorů

V posledních letech se objevují zprávy a informace o zabíjení ptáků a netopýrů větrnými turbínami. Jsou známy obavy, že stroje rotující na pastvinách plaší krávy, kromě toho by měly produkovat škodlivý infrazvuk atd. Neexistují žádné přesvědčivé vědecké studie na toto téma, ačkoli zprávy o hekatombách létajících tvorů jsou poměrně spolehlivými údaji.

Snímek z termokamery zobrazující netopýra letícího v noci poblíž větrné turbíny.

Každý rok na větrné elektrárny zaútočí statisíce netopýrů. Hnízdící savci v korunách stromů si pletou vzdušné proudy kolem větrných mlýnů s proudy kolem svých domovů, uvedl web v roce 2014. Elektrárny mají netopýrům připomínat i vysoké stromy, v jejichž korunách očekávají oblaka hmyzu nebo vlastní hnízdo. Zdá se, že to podporují záběry termokamery, které ukazují, že netopýři se chovají u větrných elektráren stejně jako u stromů. Vědci tvrdí, že stovky tisíc netopýrů by mohly přežít, kdyby se změnila konstrukce lopatek rotoru. Řešením je také zvýšení prahu, při kterém se začne točit. Vědci také uvažují o vybavení turbín ultrazvukovými alarmy, které by varovaly netopýry.

Registr střetů těchto zvířat s větrnými turbínami, například pro Německo, vedený Braniborskou státní agenturou pro ochranu životního prostředí, potvrzuje masivní charakter úmrtí. Američané také zkoumali tento jev a potvrdili vysokou úmrtnost mezi netopýry a bylo zaznamenáno, že frekvence kolizí byla vysoce závislá na povětrnostních podmínkách. Při vysokých rychlostech větru byl poměr nárazů nižší a při nižších rychlostech větru se zvýšil počet obětí nárazu. Limitní rychlost větru, při které se výrazně snížila srážková rychlost, byla stanovena na 6 m/s.

Nad komplexem Ivanpa shořel pták

Jak se bohužel ukázalo, zabíjí i velká americká solární elektrárna Ivanpah. The Wall Street Journal krátce po svém uvedení oznámil, že kalifornský projekt by mohl být posledním svého druhu v USA, právě kvůli ptačím hekatombám.

Komplex zabírá 1300 hektarů v jedné z kalifornských pouští, jihozápadně od Las Vegas. Má tři věže o výšce 40 pater a 350 tisíci zrcadly. Zrcadla odrážejí sluneční světlo směrem do kotelen umístěných na vrcholcích věží. Vyrábí se pára, která pohání generátory k výrobě elektřiny. Dost na 140tis. Domy. nicméně zrcadlový systém ohřívá vzduch kolem věží až na 540 °C a ptáci létající poblíž jednoduše uhoří zaživa. Podle zprávy Harvey & Associates zemřelo v továrně během roku více než 3,5 XNUMX lidí.

Příliš velký mediální humbuk

Na závěr se sluší zmínit ještě jeden nepříznivý jev. Image obnovitelné energie často trpí nadsázkou a přílišným mediálním humbukem, který může lidi uvádět v omyl o skutečném stavu vývoje této technologie.

Například titulky jednou oznamovaly, že město Las Vegas bude zcela obnovitelné. Znělo to senzačně. Až po pozornějším a hlubším přečtení uvedených informací jsme zjistili, že ano - v Las Vegas přecházejí na 100% obnovitelné zdroje energie, ale pouze ... obecní budovy, které tvoří zlomek procenta budov v tomto aglomerace.

zveme vás ke čtení ČÍSLO TÉMATU v nejnovější verzi.