Ο λόγος χρήσης ανεμογεννήτριων και υδροηλεκτρικής ενέργειας αντί για φωτοβολταϊκά πάνελ για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

Οι λόγοι για την επιλογή ανεμογεννήτριων και υδροηλεκτρικής ενέργειας (υδροηλεκτρικών σταθμών) έναντι φωτοβολταϊκών πανελ (φωτοβολταϊκών πάνελ) για μεγάλη κλίμακα παραγωγής ενέργειας είναι πολλοί, συχνά περιλαμβάνοντας τη γεωγραφική θέση, τη διαθεσιμότητα πόρων, την οικονομική αποδοτικότητα και την τεχνολογική ωριμότητα.

Ενεργειακή σταθερότητα

Οι ανεμογενήτριες και η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι σχετικά σταθερές

• Ανεμογενήτριες: Παρόλο που η ταχύτητα του ανέμου θα μπορεί να παρουσιάζει ταλαντώσεις, σε μια συγκεκριμένη περιοχή ανεμοπαρκού, μέσω της συλλογικής διαχείρισης πολλών ανεμογεννητών και των μεθόδων προβλέψεων του καιρού, μπορεί να εξασφαλιστεί μια σχετικά σταθερή παραγωγή ενέργειας. Για παράδειγμα, σε μερικά μεγάλα ανεμοπάρκα, η παραγωγή ενέργειας του συνόλου του ανεμοπάρκου μπορεί να είναι σχετικά σταθερή και μεγάλες ταλαντώσεις μπορούν να μειωθούν μέσω της λογικής διάταξης της θέσης των ανεμογεννητών και της χρήσης προηγμένων συστημάτων παρακολούθησης και ελέγχου.

• Υδροηλεκτρική ενέργεια: Υψηλή σταθερότητα και προβλεψιμότητα. Ο ροή του ποταμού συνήθως έχει μια σχετικά σταθερή ροή και μεταβολή του επιπέδου του νερού, μέσω της ρύθμισης της λίμνης, η παραγωγή ενέργειας μπορεί να προσαρμοστεί στην ζήτηση. Για παράδειγμα, μεγάλοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί μπορούν να επιτύχουν ακριβή έλεγχο της παραγωγής ενέργειας προσαρμόζοντας την αποθήκευση και αποστολή του νερού στη λίμνη για να καλύψουν την ζήτηση σε διαφορετικές ώρες.

Σε αντίθεση, η παραγωγή ενέργειας από φωτοβολταϊκά πάνελ επηρεάζεται περισσότερο από τον καιρό και τις μεταβολές μέσα στην ημέρα. Η ένταση του ήλιου θα μπορεί να αλλάξει λόγω νεφών, εποχών, γεωγραφικής θέσης και άλλων παραγόντων, και δεν μπορεί να παράγει ενέργεια κατά τη διάρκεια της νύχτας, προκαλώντας ασταθή παραγωγή ενέργειας, δύσκολη να καλύψει τις απαιτήσεις μεγάλης κλίμακας σταθερής παροχής ενέργειας.

Προσαρμοστικότητα στο δίκτυο

Οι ανεμογενήτριες και η υδροηλεκτρική ενέργεια μπορούν να προσαρμοστούν καλύτερα στις ανάγκες του δικτύου. Διότι η παραγωγή ενέργειας τους είναι σχετικά σταθερή, είναι ευκολότερο να συμβαδίσουν με τις απαιτήσεις διαχείρισης και λειτουργίας του δικτύου. Για παράδειγμα, κατά την κορυφαία φορτία του δικτύου, ο υδροηλεκτρικός σταθμός μπορεί να αυξήσει την παραγωγή ενέργειας για να καλύψει την ζήτηση. Κατά την χαμηλή φορτία, η παραγωγή ενέργειας μπορεί να μειωθεί για να αποφευχθεί η υπερφόρτωση του δικτύου.

Η διακοπή και η αστάθεια της παραγωγής ενέργειας από το ήλιο προκαλούν μεγάλες προκλήσεις στη διαχείριση του δικτύου. Το δίκτυο χρειάζεται να εξοπλιστεί με περισσότερα εξοπλισμού αποθήκευσης ενέργειας και επικουρικής ενέργειας για να αντιμετωπίσει τις ταλαντώσεις της παραγωγής ενέργειας από το ήλιο, αυξάνοντας το κόστος κατασκευής και λειτουργίας του δικτύου.

Κόστος-οφέλος

Αρχική επένδυση και λειτουργικά έξοδα

Οι ανεμογενήτριες και η υδροηλεκτρική ενέργεια έχουν ορισμένα οικονομικά πλεονεκτήματα όταν εφαρμόζονται σε μεγάλη κλίμακα. Παρόλο που η αρχική επένδυση κατασκευής ανεμογενητών και υδροηλεκτρικών σταθμών είναι υψηλή, τα λειτουργικά έξοδα είναι σχετικά χαμηλά. Μόλις κατασκευαστούν, οι πόροι ανέμου και νερού είναι δωρεάν, με μόνο την διατήρηση και διαχείριση του εξοπλισμού να απαιτείται. Για παράδειγμα, μεγάλα ανεμοπάρκα και υδροηλεκτρικοί σταθμοί έχουν μακρά διάρκεια ζωής και μπορούν να συνεχίσουν να παράγουν ενέργεια για δεκαετίες με χαμηλό κόστος που εξομοιώνεται με το χρόνο.

Το αρχικό κόστος επένδυσης των φωτοβολταϊκών πάνελ είναι επίσης υψηλό, και με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας, παρόλο που το τιμή τους μειώνεται σταδιακά, απαιτείται μεγαλύτερη εγκαταστάσεις και συνοδευτικός εξοπλισμός. Επιπλέον, η απόδοση των φωτοβολταϊκών πάνελ μειώνεται με το χρόνο και απαιτεί τακτική ανανέωση, αυξάνοντας τα λειτουργικά έξοδα.

Επίδραση της κλίμακας

Οι ανεμογενήτριες και η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι ευκολότερες να επιτευχθούν οικονομίες κλίμακας. Μεγάλα ανεμοπάρκα και υδροηλεκτρικοί σταθμοί μπορούν να παράγουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας για να καλύψουν την ζήτηση μεγάλης κλίμακας. Καθώς αυξάνεται η κλίμακα, το ενδεικτικό κόστος μπορεί να μειωθεί περαιτέρω. Για παράδειγμα, κάποιοι μεγάλοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί μπορούν να έχουν εγκατεστημένη ισχύ της τάξης εκατομμυρίων κιλοβατών ή περισσότερων, επιτρέποντας την παροχή σταθερής ενέργειας σε ολόκληρη μια περιοχή ή χώρα.

Όταν τα φωτοβολταϊκά πάνελ χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα, είναι περιορισμένα από την εγκαταστάσεις και τοποθεσίες. Αν και είναι δυνατό να παράγουν ενέργεια σε διαφορετικές τοποθεσίες μέσω διανεμημένης εγκατάστασης, συνολικά, η κλίμακα ξεχωριστών φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι σχετικά μικρή και δύσκολο να επιτευχθεί η ίδια επίδραση κλίμακας όπως σε μεγάλα ανεμοπάρκα και υδροηλεκτρικούς σταθμούς.

Περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα

Αποδοτικότητα χρήσης γης

Οι ανεμογενήτριες και οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα στην χρήση γης. Οι ανεμογενήτριες μπορούν συνήθως να εγκατασταθούν σε ανοιχτά επίπεδα, βουνά ή στη θάλασσα, καταλαμβάνοντας μικρότερη επιφάνεια γης, και μπορούν να συνδυαστούν με άλλες βιομηχανίες, όπως η γεωργία και η κτηνοτροφία, για να βελτιώσουν την αποδοτικότητα χρήσης της γης. Για παράδειγμα, σε μερικές περιοχές λιβάδων, οι ανεμογενήτριες μπορούν να συνυπάρχουν με την κτηνοτροφία χωρίς να επηρεάζουν την κανονική χρήση της γης.

Παρόλο που οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί χρειάζονται να κατασκευάσουν λίμνες, μπορούν να βελτιώσουν την ολοκληρωμένη αξία χρήσης των πόρων γης και νερού μέσω της ολοκληρωμένης χρήσης των πόρων της λίμνης, όπως η ανάπτυξη αλιείας και ναυτικού τουρισμού.

Τα φωτοβολταϊκά πάνελ απαιτούν μεγάλη εγκατάσταση, συνήθως σε οροφή ή ανοιχτό έδαφος. Στην εφαρμογή σε μεγάλη κλίμακα, μπορεί να καταλάβει πολλά γης πόρους, και να προκαλέσει ορισμένες περιορισμούς στην χρήση της γης.

Περιβαλλοντική επίδραση

Οι ανεμογενήτριες και η υδροηλεκτρική ενέργεια έχουν σχετικά μικρή επίδραση στο περιβάλλον. Η ανεμοηλεκτρική ενέργεια είναι μια καθαρή πηγή ενέργειας που δεν παράγει εκπομπές ρυπαντών και έχει λιγότερη επίδραση στην ποιότητα του αέρα και την κλιματική αλλαγή. Παρόλο που οι ανεμογενήτριες παράγουν κάποιο θόρυβο κατά τη λειτουργία τους, αυτός μπορεί να ελεγχθεί μέσω λογικής τοποθέτησης και τεχνικών μέσων.

Παρόλο που η παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας θα έχει κάποια επίδραση στο ποταμιαίο οικοσύστημα, η περιβαλλοντική επίδραση μπορεί να ελαχιστοποιηθεί μέσω μέτρων, όπως η εγγύηση οικολογικής ροής και η κατασκευή διαδρομών μετακίνησης ιχθύων.

Η διαδικασία παραγωγής των φωτοβολταϊκών πάνελ θα καταναλώσει πολλή ενέργεια και πόρους, και θα παράγει κάποιες εκπομπές ρυπαντών. Επιπλέον, η αποθήκευση των φωτοβολταϊκών πάνελ θα προκαλέσει κάποια πίεση στο περιβάλλον.