Причината за използването на вятърни турбини и водна енергия вместо слънчеви панели за производство на електричество

Причините за избора на вятърни турбини и водна енергия (водохранилища) вместо фотоелементи за генериране на електроенергия в големи мащаби са много, често свързани с географското разположение, наличието на ресурси, икономичността и технологичната зрелост.

Енергийна стабилност

Вятърните турбини и водната енергия са относително стабилни

• Вятърни турбини: Макар скоростта на вятъра да варира, в определена зона на вятърна ферма, чрез кластерно управление на многобройни турбини и метеорологични прогнози, може да се осигури относително стабилен енергиен изход до известна степен. Например, в някои големи вятърни ферми, общият изходен мощност на цялата ферма може да бъде относително стабилен, а големите колебания могат да бъдат намалени чрез рационално подреждане на позицията на турбините и прилагане на напредък в системите за наблюдение и контрол.

• Водна енергия: Висока стабилност и предвидимост. Потокът на реката обикновено има относително стабилен поток и закономерности на промяна на равнището на водата, чрез регулиране на водохранилището, производството на електроенергия може да бъде своевременно коригирано според нуждите от електроенергия. Например, големите хидроелектрични станции могат да постигнат прецизен контрол над изходящата мощност, като регулират запазването и изпускането на вода в водохранилищата, за да отговарят на нуждите от електроенергия в различни моменти.

В сравнение, генерирането на електроенергия от фотоелементи е по-силно влияето от времето и дневните и нощните вариации. Интензитетът на слънчевата светлина ще се променя поради облаците, сезоните, географското разположение и други фактори, и не може да произвежда електроенергия през нощта, което води до нестабилен изходен мощност, трудно удовлетворяващ нуждите от голям мащаб стабилно снабдяване с електроенергия.

Адаптивност към електрическата мрежа

Вятърните турбини и водната енергия могат по-добре да се адаптират към нуждите на мрежата. Тъй като техният изходен мощност е относително стабилен, е по-лесно да се съобрази с изискванията за диспечериране и операция на електрическата мрежа. Например, по време на пикиране на мрежата, хидроелектричната станция може бързо да увеличи производството на електроенергия, за да отговори на нуждите от електроенергия; Когато товарът е нисък, производството на електроенергия може да бъде намалено, за да се избегне прекомерното товарене на мрежата.

Прекъсваността и нестабилността на генерирането на слънчева енергия представляват големи предизвикателства за диспечерирането на електрическата мрежа. Мрежата трябва да бъде оборудвана с повече устройства за съхранение на енергия и резервна мощност, за да се справи с колебанията в генерирането на слънчева енергия, увеличавайки строителните и експлоатационните разходи на мрежата.

Икономически аспект

Начални инвестиции и експлоатационни разходи

Вятърните турбини и водната енергия имат определени икономически предимства, когато се прилагат в големи мащаби. Макар началните инвестиции за строителство на вятърни турбини и хидроелектрични станции да са високи, техните експлоатационни разходи са относително ниски. След завършването на строителството, вятърните и водни ресурси са безплатни, с единственото изискване за поддръжка и управление на оборудването. Например, големите вятърни ферми и хидроелектрични станции имат дълъг срок на служба и могат да продължават да произвеждат електроенергия на относително ниски разходи, разпределени във времето.

Началните инвестиционни разходи за фотоелементи също са високи, и въпреки постоянното прогресивно развитие на технологиите, цената им се понижава, все още изискват по-голяма площ за инсталация и придружаващи устройства. Освен това, ефективността на фотоелементите намалява с времето и изисква периодично заместване, увеличавайки експлоатационните разходи.

Мащабен ефект

Вятърните турбини и водната енергия са по-лесни за постигане на мащабен ефект. Големите вятърни ферми и хидроелектрични станции могат да произвеждат големи количества електроенергия, за да отговарят на големи мащабни потребности. С увеличаването на мащаба, единичните разходи могат да бъдат допълнително намалени. Например, някои големи хидроелектрични станции могат да имат инсталационна мощност от милиони киловатта или повече, способни да предоставят стабилно снабдяване с електроенергия на цяла област или страна.

Когато фотоелементите се използват в големи мащаби, те са ограничени от площта за инсталация и местоположението. Въпреки, че е възможно да се произвежда електроенергия в различни места чрез разпределена инсталация, в цяло, мащабът на отделните слънчеви системи е относително малък, и е трудно да се постигнат същите мащабни ефекти, както при големите вятърни и хидроелектрични централи.

Екологична адаптивност

Ефективност на използването на земята

Вятърните турбини и хидроелектричните станции имат определени предимства в използването на земята. Вятърните турбини обикновено могат да бъдат инсталирани в открити равнини, планини или в море, заемат относително малка площ и могат да се комбинират с други отрасли, като селско стопанство и животновъдство, за да се подобри ефективността на използването на земята. Например, в някои тревисти области, вятърните турбини могат да съществуват заедно с животновъдството, без да влияе на нормалното използване на земята.

Въпреки, че хидроелектричната станция изисква строителство на водохранилища, тя може да подобри комплексната използваема стойност на земята и водните ресурси чрез комплексното използване на ресурсите на водохранилищата, като развитието на риболова и водния туризъм.

Фотоелементите изискват голяма площ за инсталация, обикновено на покрив или отворена земя. При големи мащаби, това може да заеме много земни ресурси и да създаде определени ограничения в използването на земята.

Екологично влияние

Вятърните турбини и водната енергия имат относително малко влияние върху околната среда. Вятърната енергия е чист източник на енергия, който не произвежда замърсяващи емисии и има по-малко влияние върху качеството на въздуха и климатичните промени. Въпреки, че вятърните турбини ще произвеждат определено количество шум по време на експлоатация, той може да бъде контролиран чрез рационално местоположение и технически средства.

Въпреки, че генерирането на водна енергия ще има определено влияние върху екосистемата на реката, екологичното влияние може да бъде минимизирано чрез прилагане на мерки, като гарантиране на екологичен поток и строителство на канали за миграция на риби.

Производственият процес на фотоелементите ще изразходва много енергия и ресурси, и ще произведе определени замърсяващи емисии. Освен това, изхвърлянето на фотоелементите също ще причини определено натоварване върху околната среда.