Årsagerne til at bruge vindmøller og vandkraft i stedet for solceller til produktion af elektricitet

Årsagerne til at vælge vindmøller og vandkraft (vandkraftværker) i forhold til solceller til storskala elproduktion er mange, og involverer ofte geografisk placering, ressourcegennemskuelighed, kostnadseffektivitet og teknologisk modenhed.

Energi stabilitet

Vindmøller og vandkraft er relativt stabile

• Vindmøller: Selvom vindhastigheden vil fluktuerer, kan man i en bestemt vindpark gennem klyngeadministration af flere møller og vejrprognoser sikre en relativt stabil strømproduktion i en vis grad. For eksempel kan i nogle store vindparke den samlede effekt fra hele parken være relativt stabil, og store fluktueringer kan reduceres ved at ræsonabelt anordne møllerne og anvende avancerede overvågningssystemer.

• Vandkraft: Høj stabilitet og forudsigelighed. Vandløbet i en flod har normalt en relativt stabil strøm og vandstandsændring, og gennem regulering af reservoir kan strømproduktionen justeres efter behov. For eksempel kan store vandkraftværker opnå præcis kontrol af effekten ved at justere lagring og frigivelse af vand i reservoirer for at imødekomme forskellige elektricitetsbehov.

I modsætning hertil er solcellestrøm mere påvirket af vejret og dagslysvariationer. Solens intensitet ændrer sig pga. skyer, sæsoner, geografisk placering m.m., og den kan ikke producere strøm om natten, hvilket resulterer i ustabil effekt, der er svær at opfylde kravene til storskala stabil strømforsyning.

Tilpasning til elnettet

Vindmøller og vandkraft kan bedre tilpasses behovene i elnettet. Da deres effekt er relativt stabil, er det lettere at matche de dispatching og driftsbehov i elnettet. For eksempel kan et vandkraftværk hurtigt øge strømproduktionen under belastningshøjdepunkter for at imødekomme behovet for elektricitet, og reducere strømproduktionen, når belastningen er lav, for at undgå overbelastning af nettet.

Solcellestrøms intermittens og ustabilitet bringer store udfordringer for dispatching af elnettet. Nettet skal udstyres med mere energilagring og backupstrøm for at håndtere fluktueringer i solcellestrøm, hvilket øger konstruktions- og driftsomkostninger for nettet.

Kost-benefit aspekt

Oprindelig investering og driftsomkostninger

Vindmøller og vandkraft har visse kostnadsfordele, når de anvendes på storskala. Selvom den oprindelige konstruktionsinvestering for vindmøller og vandkraftværker er høj, er deres driftsomkostninger relativt lave. Efter bygget er vind- og vandressourcer gratis, og kun vedligeholdelse og administration af udstyr er nødvendig. For eksempel har store vindparke og vandkraftværker lang levetid og kan fortsætte med at producere strøm i årtier til relativt lave omkostninger, spredt over tiden.

Den oprindelige investeringsomkostning for solceller er også høj, og selvom prisen gradvis falder med teknologisk fremskridt, kræver det stadig en større installationsareal og tilhørende udstyr. Desuden mister solcellers effektivitet over tid og kræver regelmæssig udskiftning, hvilket øger driftsomkostningerne.

Skaleeffekt

Vindmøller og vandkraft er lettere at opnå skaleeffekter med. Store vindparke og vandkraftværker kan producere store mængder strøm til at imødekomme storskala strømforsyning. Jo større skala, jo mere kan enhedskostnaderne reduceres. For eksempel kan nogle store vandkraftværker have en installeret kapacitet på millioner af kilowatt eller mere, som kan give en stabil strømforsyning til en hel region eller land.

Når solceller anvendes på storskala, er de begrænset af installationsareal og lokalitet. Selvom det er muligt at producere strøm i forskellige lokationer gennem fordelt installation, er skalaen af individuelle solcellesystemer generelt mindre, og det er svært at opnå samme skaleeffekter som store vind- og vandkraftværker.

Miljøtilpasning

Jordbrugseffektivitet

Vindmøller og vandkraftværker har visse fordele i brugen af jord. Vindmøller kan normalt installeres på åbne planer, bjerge eller i havet, optager et relativt lille areal, og kan kombineres med andre industrier som landbrug og kvægbrug for at forbedre jordbrugseffektiviteten. For eksempel kan vindmøller i nogle græsmarker eksistere sammen med kvægbrug uden at påvirke den normale brug af jorden.

Selvom vandkraftværker skal bygge reservoirer, kan de forbedre den samlede udnyttelsesværdi af jord- og vandressourcer gennem en kombineret udnyttelse af reservoirressourcer, såsom udvikling af fiskeindustri og vandturisme.

Solceller kræver et stort installationssted, normalt på tag eller åben grund. I storskala anvendelse kan det optage mange jordressourcer og producere visse begrænsninger i brugen af jorden.

Miljøpåvirkning

Vindmøller og vandkraft har relativt lidt miljøpåvirkning. Vindkraft er en ren energikilde, der producerer ingen forurenende emissioner og har mindre indflydelse på luftkvalitet og klimaændringer. Selvom vindmøller producerer en vis mængde støj under drift, kan dette kontrolleres gennem passende placering og tekniske midler.

Selvom vandkraftproduktion har en vis påvirkning på flodekosystemet, kan miljøpåvirkningen minimiseres ved at træffe foranstaltninger som økologisk flowgaranti og fiske migreringskanalbygning.

Produktionsprocessen for solceller forbruger meget energi og ressourcer, og producerer visse forurenende emissioner. Desuden kan bortskaffelsen af solceller også give en vis pres på miljøet.