دلیل استفاده از توربین های بادی و انرژی آب به جای پانل های خورشیدی برای تولید برق

دلایل انتخاب توربین‌های بادی و نیروگاه‌های هیدروالکتریک (نیروگاه‌های آبی) برای تولید انرژی در مقیاس بزرگ نسبت به پانل‌های خورشیدی متنوع است، اغلب شامل موقعیت جغرافیایی، دسترسی به منابع، اقتصادی بودن و رسیدن فناوری به مرحله رشد.

پایداری انرژی

توربین‌های بادی و انرژی هیدروالکتریک نسبتاً پایدار هستند

• توربین‌های بادی: اگرچه سرعت باد متغیر است، اما در یک منطقه خاص نیروگاه بادی، با مدیریت گروهی چندین توربین و اقدامات پیش‌بینی هواشناسی، می‌توان تا حدی تضمین کرد که خروجی انرژی نسبتاً پایدار باشد. برای مثال، در برخی از نیروگاه‌های بادی بزرگ، با تنظیم مناسب موقعیت توربین‌ها و استفاده از سیستم‌های پیشرفته نظارت و کنترل، می‌توان خروجی انرژی کل نیروگاه را نسبتاً پایدار نگه داشت و نوسانات بزرگ را کاهش داد.

• انرژی هیدروالکتریک: پایداری و قابلیت پیش‌بینی بالا. جریان رودخانه معمولاً دارای جریان و تغییرات سطح آب نسبتاً پایدار است و با تنظیم مخازن، می‌توان تولید برق را به طور دقیق بر اساس تقاضای برق تنظیم کرد. برای مثال، نیروگاه‌های هیدروالکتریک بزرگ می‌توانند با تنظیم ذخیره و آزادسازی آب در مخازن، کنترل دقیق خروجی برق را برای پاسخگویی به نیازهای مختلف برق انجام دهند.

در مقابل، تولید برق با پانل‌های خورشیدی بیشتر تحت تأثیر شرایط آب و هوایی و تغییرات شب و روز قرار دارد. شدت نور خورشید به دلیل ابر، فصول، موقعیت جغرافیایی و عوامل دیگر تغییر می‌کند و در شب نمی‌تواند برق تولید کند، که منجر به عدم پایداری خروجی برق می‌شود و تأمین نیازهای تولید برق در مقیاس بزرگ را دشوار می‌کند.

تأقلم با شبکه برق

توربین‌های بادی و انرژی هیدروالکتریک می‌توانند بهتر با نیازهای شبکه برق تطبیق یابند. زیرا خروجی برق آنها نسبتاً پایدار است و ساده‌تر می‌تواند با الزامات تخصیص و عملیات شبکه برق هماهنگ شود. برای مثال، در حالت بار پیک شبکه، نیروگاه هیدروالکتریک می‌تواند تولید برق را به سرعت افزایش دهد تا تقاضای برق را برآورده کند؛ و وقتی بار کم است، می‌توان تولید برق را کاهش داد تا از بار زیاد شبکه جلوگیری شود.

مقطعی بودن و عدم پایداری تولید برق خورشیدی چالش‌های بزرگی را برای تخصیص شبکه برق ایجاد می‌کند. شبکه برق نیاز به تجهیزات ذخیره‌سازی انرژی و برق پشتیبان بیشتری دارد تا با نوسانات تولید برق خورشیدی مقابله کند، که موجب افزایش هزینه‌های ساخت و عملیات شبکه می‌شود.

جنبه‌ی هزینه-سود

سرمایه‌گذاری اولیه و هزینه‌های عملیاتی

توربین‌های بادی و انرژی هیدروالکتریک در مقیاس بزرگ مزایایی از لحاظ هزینه دارند. اگرچه سرمایه‌گذاری اولیه برای ساخت نیروگاه‌های بادی و هیدروالکتریک بالاست، اما هزینه‌های عملیاتی آنها نسبتاً کم است. پس از ساخت، منابع باد و آب رایگان هستند و فقط نیاز به نگهداری و مدیریت تجهیزات است. برای مثال، نیروگاه‌های بادی و هیدروالکتریک بزرگ عمر مفید بلندی دارند و می‌توانند برای دهه‌ها با هزینه‌های نسبتاً کم برق تولید کنند.

هزینه‌ی سرمایه‌گذاری اولیه پانل‌های خورشیدی نیز بالاست و با پیشرفت فناوری، اگرچه قیمت آنها به تدریج کاهش می‌یابد، اما هنوز نیاز به مساحت نصب بزرگ و تجهیزات همراه دارد. علاوه بر این، کارایی پانل‌های خورشیدی با گذشت زمان کاهش می‌یابد و نیاز به تعویض منظم دارد، که هزینه‌های عملیاتی را افزایش می‌دهد.

اثرات مقیاس

توربین‌های بادی و انرژی هیدروالکتریک به راحتی می‌توانند از اثرات مقیاس بهره‌مند شوند. نیروگاه‌های بادی و هیدروالکتریک بزرگ می‌توانند مقدار زیادی برق تولید کنند تا تقاضای برق در مقیاس بزرگ را برآورده کنند. با افزایش مقیاس، هزینه‌های واحد می‌توانند کاهش یابند. برای مثال، برخی از نیروگاه‌های هیدروالکتریک بزرگ می‌توانند ظرفیت نصبی میلیون‌ها کیلووات یا بیشتر داشته باشند و قادر به تأمین برق پایدار به یک منطقه یا کشور کامل باشند.

وقتی پانل‌های خورشیدی در مقیاس بزرگ استفاده می‌شوند، آنها محدودیت‌های مساحت نصب و محل دارند. اگرچه می‌توان از طریق نصب پخش‌شده در مکان‌های مختلف برق تولید کرد، اما به طور کلی، مقیاس سیستم‌های خورشیدی انفرادی نسبتاً کوچک است و دشوار است تا همان اثرات مقیاسی که نیروگاه‌های بادی و هیدروالکتریک بزرگ دارند، به دست آید.

تأقلم با محیط زیست

کارایی استفاده از زمین

توربین‌های بادی و نیروگاه‌های هیدروالکتریک مزایایی در استفاده از زمین دارند. توربین‌های بادی معمولاً می‌توانند در صحرای باز، کوهستان یا دریا نصب شوند، مساحت زمین کمتری را اشغال می‌کنند و می‌توانند با صنایع دیگر مانند کشاورزی و دامداری ترکیب شوند تا کارایی استفاده از زمین را افزایش دهند. برای مثال، در برخی از مناطق مرتع، توربین‌های بادی می‌توانند با دامداری همزیستی داشته باشند بدون اینکه استفاده معمولی از زمین را تحت تأثیر قرار دهند.

اگرچه نیروگاه‌های هیدروالکتریک نیاز به ساخت مخزن دارند، اما می‌توانند با استفاده از منابع مخزن، ارزش استفاده چندمنظوره از زمین و آب را افزایش دهند، مانند توسعه ماهیگیری و گردشگری آبی.

پانل‌های خورشیدی نیاز به مساحت نصب بزرگ دارند، معمولاً روی دachu