Volubile come il vento, brucia come il sole. Il lato oscuro delle energie rinnovabili

Le fonti di energia rinnovabile non sono solo sogni, speranze e previsioni ottimistiche. La verità è anche che le rinnovabili stanno creando molta confusione nel mondo dell'energia e causando problemi che le reti ei sistemi tradizionali non sempre riescono a gestire. Il loro sviluppo porta molte spiacevoli sorprese e domande a cui non possiamo ancora rispondere.

L'energia prodotta da fonti rinnovabili - parchi eolici e impianti fotovoltaici - è una vera sfida per i sistemi energetici nazionali.

Il consumo di energia della rete non è costante. È soggetto a fluttuazioni giornaliere in un intervallo di valori abbastanza ampio. La sua regolazione da parte del sistema elettrico rimane difficoltosa, in quanto si associa alla necessità di garantire parametri adeguati della corrente di rete (tensione, frequenza). Nel caso di centrali elettriche convenzionali, come una turbina a vapore, è possibile ridurre la potenza riducendo la pressione del vapore o la velocità della turbina. Tale regolazione non è possibile in una turbina eolica. I rapidi cambiamenti della forza del vento (come le tempeste) possono certamente generare energia significativa in breve tempo, ma sono difficili da assorbire per la rete elettrica. Gli sbalzi di tensione nella rete o la sua temporanea assenza, a loro volta, rappresentano una minaccia per gli utenti finali, le macchine, i computer, ecc. reti intelligenti, le cosiddette dotato di strumenti adeguati, inclusi sistemi di accumulo di energia, sistemi di distribuzione efficienti e completi. Tuttavia, ci sono ancora pochi sistemi di questo tipo nel mondo.

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Eccezioni e poteri inutilizzati

I blackout che hanno colpito l'Australia Meridionale lo scorso settembre sono stati causati da problemi in nove dei tredici parchi eolici che forniscono elettricità alla regione. Di conseguenza, 445 megawatt di elettricità sono stati persi dalla rete. Sebbene i gestori dei parchi eolici abbiano assicurato che le interruzioni non sono state causate da fluttuazioni tipiche dell'energia eolica - cioè un aumento o una diminuzione dell'energia eolica - ma da problemi software, l'impressione di un'energia rinnovabile non del tutto affidabile era difficile da distruggere.

Il dottor Alan Finkel, che in seguito ha svolto ricerche sul mercato dell'energia per conto delle autorità australiane, è giunto alla conclusione che lo sviluppo di fonti di energia rinnovabile discrimina le fasce più povere della società. Secondo lui, poiché l'industria investe molto nelle energie rinnovabili, i prezzi dell'energia dovrebbero aumentare, colpendo più duramente il reddito più basso.. Questo è vero per l'Australia, che sta chiudendo le sue centrali elettriche a carbone a basso costo e sta cercando di sostituirle con fonti rinnovabili.

Fortunatamente, l'ultima centrale a carbone nell'Australia Meridionale suddetta, colpita dal blackout, è stata chiusa poco prima dei problemi descritti, a maggio 2016. La volatilità dell'offerta è un problema ben noto ma ancora poco familiare con le energie rinnovabili. Lo conosciamo anche dalla Polonia. Se si combinano i 4,9 GW di capacità della turbina eolica raggiunta il 26 dicembre 2016, quando ha colpito l'uragano Barbara, con la generazione di turbine domestiche una settimana prima, si scopre che era allora settanta volte inferiore!

Germania e Cina hanno già capito che non basta costruire mulini a vento e pannelli solari per far funzionare efficientemente la nuova energia. Il governo tedesco è stato recentemente costretto a pagare i proprietari di turbine eoliche che coltivano funghi per tagliare l'energia elettrica perché le reti di trasmissione non potevano sopportare il carico consegnato. Ci sono problemi anche in Cina. Lì, le centrali elettriche a carbone, che non possono essere accese e spente rapidamente, fanno sì che le turbine eoliche rimangano inattive per il 15% del tempo, poiché la rete non può ricevere energia da centrali elettriche e turbine. Non è tutto. Le centrali solari vengono costruite lì a un ritmo tale che la rete di trasmissione non può ricevere nemmeno il 50% dell'energia che generano.

Le turbine eoliche stanno perdendo potenza

L'anno scorso, i ricercatori del Max Planck Institute tedesco di Jena hanno pubblicato un articolo sulla prestigiosa rivista scientifica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) che mostra che l'efficienza dei grandi parchi eolici è molto inferiore a quello che potrebbe essere semplicemente il risultato della loro scala. Perché la quantità di energia ricevuta non dipende linearmente dalle dimensioni dell'impianto? Gli scienziati suggeriscono che sono gli stessi mulini a vento che rallentano il vento utilizzando la sua energia, il che significa che se ce n'è molto installato in una determinata area, alcuni di loro non lo riceveranno in quantità sufficiente per funzionare con la massima efficienza.

I ricercatori hanno utilizzato i dati di numerosi grandi parchi eolici e li hanno confrontati con i dati di singole turbine eoliche per creare un modello basato su modelli già noti della meccanica del vento. Ciò ha permesso di osservare il clima nella regione dei mulini a vento. Come notato dal Dr. Lee Miller, uno degli autori della pubblicazione, l'efficienza energetica stimata delle turbine eoliche isolate è significativamente superiore a quella osservata per le loro intere installazioni.

Gli scienziati hanno stabilito che, nel caso estremo, una turbina eolica situata in un'area ad alta densità di tali installazioni potrebbe produrre solo il 20% dell'elettricità potenzialmente disponibile se fosse situata da sola.

Gli scienziati hanno utilizzato il modello di impatto sviluppato delle turbine eoliche per stimare il loro impatto globale. Ciò ha permesso di calcolare quanta energia

L'elettricità può essere generata su scala globale utilizzando le turbine eoliche. Si scopre che solo il 4% circa della superficie terrestre può generare potenzialmente più di 1 W/m.²e in media circa 0,5 W / m² – Questi valori sono simili alle stime precedenti basate su modelli climatici avanzati, ma circa dieci volte inferiori alle stime basate esclusivamente sulla velocità media del vento locale. Ciò significa che pur mantenendo la distribuzione ottimale delle turbine eoliche, il pianeta potrà ricevere non più di circa 75 TW di energia eolica. Tuttavia, questo è ancora molto di più della capacità elettrica attualmente installata nel mondo (circa 20 TW), quindi non c'è motivo di preoccuparsi, dato che oggi sulla Terra sono in funzione solo circa 450 MW di energia eolica.

Massacro di creature volanti

Negli ultimi anni ci sono state segnalazioni e informazioni sull'uccisione di uccelli e pipistrelli da parte delle turbine eoliche. Sono noti i timori che le macchine, che ruotano nei pascoli, spaventino le mucche, inoltre, dovrebbero produrre infrasuoni dannosi, ecc. Non ci sono studi scientifici convincenti su questo argomento, sebbene i rapporti di ecatombe di creature volanti siano dati relativamente affidabili.

Immagine da una termocamera che mostra un pipistrello che vola di notte vicino a una turbina eolica.

Ogni anno centinaia di migliaia di pipistrelli attaccano i parchi eolici. I mammiferi che nidificano sulle cime degli alberi confondono le correnti d'aria intorno ai mulini a vento con le correnti intorno alle loro case, secondo il sito nel 2014. Le centrali elettriche dovrebbero anche ricordare ai pipistrelli gli alberi ad alto fusto, nelle cui chiome si aspettano nuvole di insetti o il proprio nido. Ciò sembra essere supportato dal filmato della termocamera, che mostra che i pipistrelli si comportano allo stesso modo con i parchi eolici come fanno con gli alberi. Gli scienziati affermano che centinaia di migliaia di pipistrelli potrebbero sopravvivere se il design delle pale del rotore fosse cambiato. La soluzione è anche aumentare la soglia alla quale inizia a girare. I ricercatori stanno anche pensando di dotare le turbine di allarmi a ultrasuoni per allertare i pipistrelli.

Un registro delle collisioni di questi animali con le turbine eoliche, ad esempio per la Germania, condotto dall'Agenzia per la protezione ambientale dello Stato di Brandeburgo, conferma la natura massiccia delle morti. Anche gli americani hanno indagato su questo fenomeno, confermando l'elevata mortalità tra i pipistrelli, e si è notato che la frequenza delle collisioni dipendeva fortemente dalle condizioni meteorologiche. Ad alte velocità del vento, il rapporto di impatto era inferiore e a velocità del vento inferiori il numero delle vittime dell'impatto aumentava. La velocità limite del vento alla quale la velocità di collisione è stata notevolmente ridotta è stata determinata in 6 m/s.

Un uccello bruciato sopra il complesso di Ivanpa

Come si è scoperto, purtroppo, anche la grande centrale solare americana Ivanpah uccide. Poco dopo il suo lancio, il Wall Street Journal ha annunciato che il progetto californiano potrebbe essere l'ultimo del genere negli Stati Uniti, proprio a causa delle ecatombe aviarie.

Il complesso occupa 1300 ettari in uno dei deserti californiani, a sud-ovest di Las Vegas. Ha tre torri con un'altezza di 40 piani e 350 mila specchi. Gli specchi riflettono la luce solare verso i locali caldaie situati sulla sommità delle torri. Viene prodotto vapore, che spinge i generatori a produrre elettricità. Abbastanza per 140 mila. a casa. Tuttavia il sistema di specchi riscalda l'aria intorno alle torri fino a 540°C e gli uccelli che volano nelle vicinanze semplicemente bruciano vivi. Secondo un rapporto di Harvey & Associates, più di 3,5 persone sono morte nello stabilimento durante l'anno.

Troppo clamore mediatico

Infine, vale la pena ricordare un altro fenomeno sfavorevole. L'immagine dell'energia rinnovabile soffre spesso di esagerazione e di un eccessivo clamore mediatico, che può fuorviare le persone sul reale stato di sviluppo di questa tecnologia.

Ad esempio, una volta i titoli dei giornali hanno annunciato che la città di Las Vegas sarebbe stata completamente rinnovabile. Sembrava sensazionale. Solo dopo aver letto più attentamente e più a fondo le informazioni fornite, abbiamo scoperto che sì - a Las Vegas stanno passando al 100% di energia rinnovabile, ma solo ... edifici municipali, che costituiscono una frazione dell'uno per cento degli edifici in questo agglomerazione.

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