สั่นไหวเหมือนลม มันแผดเผาเหมือนดวงอาทิตย์ ด้านมืดของพลังงานทดแทน

แหล่งพลังงานหมุนเวียนไม่ได้เป็นเพียงความฝัน ความหวัง และการคาดการณ์ในแง่ดีเท่านั้น ความจริงก็คือพลังงานหมุนเวียนทำให้เกิดความสับสนอย่างมากในโลกของพลังงานและก่อให้เกิดปัญหาที่กริดและระบบแบบเดิมไม่สามารถจัดการได้เสมอไป การพัฒนาของพวกเขานำมาซึ่งความประหลาดใจและคำถามอันไม่พึงประสงค์มากมายที่เรายังตอบไม่ได้

พลังงานที่ผลิตในแหล่งพลังงานหมุนเวียน - ฟาร์มกังหันลมและการติดตั้งโซลาร์เซลล์ - เป็นความท้าทายที่แท้จริงสำหรับระบบพลังงานของประเทศ

การใช้พลังงานของเครือข่ายไม่คงที่ ขึ้นอยู่กับความผันผวนรายวันในช่วงค่าที่ค่อนข้างใหญ่ การควบคุมโดยระบบไฟฟ้ายังคงยาก เนื่องจากมีความเกี่ยวข้องกับความจำเป็นในการตรวจสอบพารามิเตอร์ที่เหมาะสมของกระแสไฟหลัก (แรงดัน ความถี่) ในกรณีของโรงไฟฟ้าทั่วไป เช่น กังหันไอน้ำ การลดกำลังไฟฟ้าทำได้โดยการลดแรงดันไอน้ำหรือความเร็วของการหมุนของกังหัน ระเบียบดังกล่าวไม่สามารถทำได้ในกังหันลม การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของความแรงของลม (เช่น พายุ) สามารถสร้างพลังงานที่สำคัญได้ในระยะเวลาอันสั้น แต่กริดพลังงานจะดูดซับได้ยาก ไฟกระชากในเครือข่ายหรือขาดไปชั่วคราว ในทางกลับกัน ภัยคุกคามต่อผู้ใช้ เครื่องจักร คอมพิวเตอร์ ฯลฯ สมาร์ทกริดที่เรียกว่า มีเครื่องมือที่เหมาะสม ได้แก่ ระบบกักเก็บพลังงาน ระบบจำหน่ายที่มีประสิทธิภาพและครอบคลุม อย่างไรก็ตาม ยังมีระบบดังกล่าวน้อยในโลก

งานศิลปะสีเขียวของออสเตรเลียฉลองการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเป็นศูนย์

ข้อยกเว้นและอำนาจที่ไม่ได้ใช้

ไฟฟ้าดับที่เกิดขึ้นในรัฐเซาท์ออสเตรเลียเมื่อเดือนกันยายนที่ผ่านมาเกิดจากปัญหาที่ฟาร์มกังหันลมเก้าจากสิบสามแห่งที่จ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับภูมิภาค ส่งผลให้ไฟฟ้าสูญเสียไป 445 เมกะวัตต์จากโครงข่ายไฟฟ้า แม้ว่าผู้ประกอบการฟาร์มกังหันลมจะรับรองว่าการหยุดชะงักดังกล่าวไม่ได้เกิดจากความผันผวนตามปกติของพลังงานลม กล่าวคือ พลังงานลมเพิ่มขึ้นหรือลดลง แต่ด้วยปัญหาด้านซอฟต์แวร์ ความประทับใจของพลังงานหมุนเวียนที่ไม่น่าเชื่อถือโดยสิ้นเชิงจึงยากต่อการทำลาย

ดร.อลัน ฟิงเคิล ซึ่งต่อมาได้ศึกษาตลาดพลังงานในนามของทางการออสเตรเลีย ได้ข้อสรุปว่าการพัฒนาแหล่งพลังงานหมุนเวียนนั้นเลือกปฏิบัติต่อกลุ่มคนยากจนในสังคม ในความเห็นของเขา เนื่องจากอุตสาหกรรมมีการลงทุนอย่างมากในด้านพลังงานหมุนเวียน ราคาพลังงานจึงควรสูงขึ้น โดยกระทบต่อรายได้ต่ำสุดที่ยากที่สุด. นี่เป็นเรื่องจริงสำหรับออสเตรเลียที่กำลังปิดโรงไฟฟ้าถ่านหินราคาถูกและพยายามแทนที่ด้วยพลังงานหมุนเวียน

โชคดีที่โรงไฟฟ้าถ่านหินแห่งสุดท้ายในรัฐเซาท์ออสเตรเลียที่เกิดเหตุไฟฟ้าดับดังกล่าวปิดตัวลงก่อนปัญหาที่อธิบายไว้ในเดือนพฤษภาคม 2016 ความผันผวนของอุปทานเป็นปัญหาที่รู้จักกันดีแต่ยังไม่คุ้นเคยกับพลังงานหมุนเวียนมากนัก เรารู้จักเขาจากโปแลนด์ด้วย หากคุณรวมกำลังการผลิตกังหันลม 4,9 GW ที่ทำได้ในวันที่ 26 ธันวาคม 2016 เมื่อพายุเฮอริเคนบาร์บาราเกิดขึ้น กับรุ่นของกังหันในประเทศเมื่อสัปดาห์ก่อน ปรากฏว่าตอนนั้นลดลงเจ็ดสิบเท่า!

เยอรมนีและจีนตระหนักดีว่าการสร้างกังหันลมและแผงโซลาร์เซลล์ไม่เพียงพอจะทำให้พลังงานใหม่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อเร็วๆ นี้ รัฐบาลเยอรมันถูกบังคับให้จ่ายเงินให้เจ้าของกังหันลมที่ปลูกเห็ดเพื่อตัดกระแสไฟฟ้า เนื่องจากโครงข่ายส่งกำลังไม่สามารถรับน้ำหนักที่ส่งได้ ประเทศจีนก็มีปัญหาเช่นกัน โรงไฟฟ้าถ่านหินซึ่งไม่สามารถเปิดปิดได้อย่างรวดเร็ว ทำให้กังหันลมหยุดนิ่ง 15% ของเวลาทั้งหมด เนื่องจากกริดไม่สามารถรับพลังงานจากโรงไฟฟ้าและกังหันได้ นั่นไม่ใช่ทั้งหมด. โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์กำลังถูกสร้างขึ้นด้วยความเร็วที่เครือข่ายการส่งสัญญาณไม่สามารถรับพลังงานได้ถึง 50% ของพลังงานที่สร้างขึ้น

กังหันลมกำลังสูญเสียพลังงาน

ปีที่แล้ว นักวิจัยจากสถาบัน Max Planck ของเยอรมันในเมือง Jena ได้ตีพิมพ์บทความในวารสารทางวิทยาศาสตร์อันทรงเกียรติ Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) ที่แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพของฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่นั้นต่ำกว่าผลที่ตามมามาก มาตราส่วน. เหตุใดปริมาณพลังงานที่ได้รับจึงไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของการติดตั้งเป็นเส้นตรง นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าเป็นกังหันลมเองที่ใช้พลังงานลมช้าลง ซึ่งหมายความว่าหากมีการติดตั้งกังหันลมจำนวนมากในพื้นที่ที่กำหนด บางแห่งก็จะไม่ได้รับในปริมาณที่เพียงพอในการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

นักวิจัยใช้ข้อมูลจากฟาร์มกังหันลมขนาดใหญ่จำนวนหนึ่งและเปรียบเทียบกับข้อมูลจากกังหันลมแต่ละตัวเพื่อสร้างแบบจำลองตามแบบจำลองกลศาสตร์ลมที่ทราบกันดีอยู่แล้ว ทำให้สามารถสังเกตสภาพอากาศในบริเวณกังหันลมได้ ตามที่ระบุไว้โดยดร. ลี มิลเลอร์ หนึ่งในผู้เขียนสิ่งพิมพ์นี้ ประสิทธิภาพพลังงานโดยประมาณของกังหันลมที่มีฉนวนหุ้มนั้นสูงกว่าที่สังเกตได้จากการติดตั้งทั้งหมดอย่างมีนัยสำคัญ

นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าในกรณีสุดโต่ง กังหันลมที่อยู่ในพื้นที่ที่มีความหนาแน่นสูงของการติดตั้งดังกล่าวสามารถผลิตไฟฟ้าได้เพียง 20% ของพลังงานที่อาจมีอยู่หากตั้งอยู่ตามลำพัง

นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้แบบจำลองผลกระทบของกังหันลมที่พัฒนาขึ้นเพื่อประเมินผลกระทบทั่วโลก ทำให้สามารถคำนวณปริมาณพลังงานได้

สามารถผลิตไฟฟ้าได้ในระดับโลกโดยใช้กังหันลม ปรากฎว่ามีเพียง 4% ของพื้นผิวโลกเท่านั้นที่สามารถสร้างพลังงานได้มากกว่า 1 W/m²และโดยเฉลี่ยประมาณ 0,5 W / m² – ค่าเหล่านี้คล้ายกับค่าประมาณก่อนหน้านี้ตามแบบจำลองสภาพภูมิอากาศขั้นสูง แต่ต่ำกว่าค่าประมาณสิบเท่าโดยพิจารณาจากความเร็วลมเฉลี่ยในท้องถิ่นเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าในขณะที่รักษาการกระจายกังหันลมให้เหมาะสม โลกจะสามารถรับพลังงานลมได้ไม่เกินประมาณ 75 TW อย่างไรก็ตาม นี่ยังมากกว่ากำลังการผลิตไฟฟ้าที่ติดตั้งในโลก (ประมาณ 20 TW) มาก ดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลที่จะต้องกังวล เนื่องจากในปัจจุบันมีพลังงานลมเพียงประมาณ 450 เมกะวัตต์ที่ใช้งานบนโลก

การสังหารหมู่ของสิ่งมีชีวิตที่บินได้

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีรายงานและข้อมูลเกี่ยวกับการฆ่านกและค้างคาวโดยกังหันลม มีความกลัวที่ทราบกันดีว่าเครื่องจักรที่หมุนอยู่ในทุ่งหญ้าทำให้วัวตกใจ นอกจากนั้น พวกมันควรผลิตอินฟราซาวน์ที่เป็นอันตราย ฯลฯ ไม่มีการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ที่น่าเชื่อถือในเรื่องนี้ แม้ว่ารายงานเกี่ยวกับเฮคาตอมของสิ่งมีชีวิตที่บินได้นั้นเป็นข้อมูลที่ค่อนข้างน่าเชื่อถือ

ภาพจากกล้องถ่ายภาพความร้อนแสดงค้างคาวกำลังบินอยู่ใกล้กังหันลมในเวลากลางคืน

ทุกปี ค้างคาวหลายแสนตัวโจมตีฟาร์มกังหันลม สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ทำรังบนยอดไม้สร้างความสับสนให้กับกระแสอากาศรอบๆ กังหันลม กับกระแสน้ำรอบๆ บ้านของพวกเขา เว็บไซต์รายงานในปี 2014 โรงไฟฟ้าควรเตือนค้างคาวของต้นไม้สูงในมงกุฎที่พวกเขาคาดหวังเมฆของแมลงหรือรังของมันเอง ดูเหมือนว่าจะได้รับการสนับสนุนโดยฟุตเทจของกล้องถ่ายภาพความร้อน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าค้างคาวมีพฤติกรรมในลักษณะเดียวกันกับกังหันลมเหมือนกับที่ทำกับต้นไม้ นักวิทยาศาสตร์อ้างว่าค้างคาวหลายแสนตัวสามารถอยู่รอดได้หากการออกแบบใบพัดเปลี่ยน วิธีแก้ปัญหาคือเพิ่มเกณฑ์ที่จะเริ่มหมุน นักวิจัยยังคิดที่จะเตรียมกังหันด้วยสัญญาณอัลตราโซนิกเพื่อเตือนค้างคาว

การลงทะเบียนการชนกันของสัตว์เหล่านี้กับกังหันลม เช่น ในเยอรมนี ซึ่งดำเนินการโดยสำนักงานคุ้มครองสิ่งแวดล้อมแห่งรัฐบรันเดนบูร์ก ยืนยันลักษณะสำคัญของการเสียชีวิต ชาวอเมริกันยังได้ตรวจสอบปรากฏการณ์นี้ เป็นการยืนยันว่าค้างคาวมีอัตราการเสียชีวิตสูง และพบว่าความถี่ของการชนนั้นขึ้นอยู่กับสภาพอากาศเป็นอย่างมาก ที่ความเร็วลมสูง อัตราส่วนการกระแทกจะต่ำลง และที่ความเร็วลมที่ต่ำลง จำนวนผู้ตกเป็นเหยื่อจะเพิ่มขึ้น กำหนดความเร็วลมจำกัดที่อัตราการชนกันลดลงอย่างมีนัยสำคัญที่ 6 m/s

นกตัวหนึ่งถูกไฟไหม้เหนือ Ivanpa complex

เมื่อมันปรากฏออกมา โชคไม่ดีที่ Ivanpah โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่ยิ่งใหญ่ของอเมริกาก็เสียชีวิตเช่นกัน ไม่นานหลังจากการเปิดตัว The Wall Street Journal ประกาศว่าโครงการแคลิฟอร์เนียอาจเป็นโครงการสุดท้ายในสหรัฐฯ ได้อย่างแม่นยำเนื่องจาก hecatombs ของนก

คอมเพล็กซ์นี้มีพื้นที่ 1300 เฮกตาร์ในทะเลทรายแคลิฟอร์เนียแห่งหนึ่ง ทางตะวันตกเฉียงใต้ของลาสเวกัส มีสามหอคอยสูง 40 ชั้นและกระจก 350 ตัว กระจกสะท้อนแสงไปทางห้องหม้อไอน้ำที่อยู่บนยอดหอคอย มีการผลิตไอน้ำซึ่งขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า เพียงพอสำหรับ 140 ที่บ้าน. อย่างไรก็ตาม ระบบกระจกทำให้อากาศรอบๆ หอคอยร้อนขึ้นได้ถึง 540 องศาเซลเซียส และนกที่บินอยู่ใกล้ๆ ก็สามารถเผาไหม้ทั้งเป็นได้. ตามรายงานของ Harvey & Associates มีผู้เสียชีวิตมากกว่า 3,5 รายที่โรงงานแห่งนี้ในระหว่างปี

โฆษณาเกินจริง

ในที่สุดก็ควรกล่าวถึงปรากฏการณ์ที่ไม่เอื้ออำนวยอีกประการหนึ่ง ภาพลักษณ์ของพลังงานหมุนเวียนมักเกิดจากการพูดเกินจริงและโฆษณาเกินจริง ซึ่งอาจทำให้ผู้คนเข้าใจผิดเกี่ยวกับสถานะที่แท้จริงของการพัฒนาเทคโนโลยีนี้

ตัวอย่างเช่น พาดหัวข่าวเคยประกาศว่าเมืองลาสเวกัสกำลังจะสร้างใหม่ทั้งหมด มันฟังดูน่าตื่นเต้น หลังจากอ่านข้อมูลที่มีให้อย่างถี่ถ้วนและลึกซึ้งยิ่งขึ้นเราพบว่าใช่ - ในลาสเวกัสพวกเขากำลังเปลี่ยนมาใช้พลังงานหมุนเวียน 100% แต่มีเพียง ... อาคารเทศบาลซึ่งคิดเป็นเศษเสี้ยวของอาคารในนี้ การรวมตัวกัน

เราขอเชิญคุณอ่าน หมายเลขหัวข้อ ในรุ่นล่าสุด