A szélerőművek és vízerőművek használata a napelempárok helyett az elektromosság termelésére

A szélerőművek és a vízerőművek (vízerőállomások) nagy léptékű energia-termelésre történő kiválasztásának több oka is van a napelemelekkel szemben, amelyek gyakran geográfiai helyzet, erőforrás elérhetőség, költséghatékonyság és technológiai fejlettességgel kapcsolatosak.

Energia stabilitása

A szélerőművek és a vízerőművek viszonylag stabilisak

• Szélerőművek: Bár a szélsebesség folyamatosan változik, de egy adott szélerőpark területén, a számos szélerőmű csoportos kezelése és az időjárás-előrejelzés segítségével bizonyos mértékig garantálható egy relatív stabil energia-termelés. Például, néhány nagyobb szélerőparkban a teljes park energia-termelése viszonylag stabil marad, és a nagy ingadozásokat csökkenthetjük a szélerőművek racionális elhelyezésével és a modern figyelési és irányítási rendszerek használatával.

• Vízerő: Magas stabilitás és előrejelzhetőség. A folyó vízfolyása általában viszonylag stabil, a vízszint változása is előre megjósolható, a tavak beavatkozásával a termelt energia időben módosítható a keresletnek megfelelően. Például, a nagy vízerőállomások a tavarak tárolásának és kiengedésének szabályozásával pontossan irányíthatják az energia-termelést, hogy különböző időpontokban kielégítsék a villamosenergia igényét.

Összehasonlítva, a napelemek energia-termelése sokkal inkább befolyásolódik az időjárás és a nappali-sötét időszakok változásától. A napfény intenzitása felhők, évszakok, földrajzi helyzet és más tényezők miatt változik, és nem tud elektromos energiát termelni éjszaka, ami instabil energia-termelést eredményez, ami nehézkesen felel meg a nagy léptékű stabil energiaellátás igényeinek.

Adaptálódás a hálózathoz

A szélerőművek és a vízerőművek jobban alkalmazkodnak a hálózat igényeihez. Mivel az általuk termelt energia viszonylag stabil, könnyebb a hálózat ütemezési és működési igényeinek megfelelni. Például, a hálózat csúcsfogyasztásának idején a vízerőállomás gyorsan megnövelheti az energia-termelést, hogy kielégítse a villamosenergia igényét; Alacsonyabb fogyasztás esetén pedig csökkentheti az energia-termelést, hogy elkerülje a hálózat túlterhelődését.

A napelemek energia-termelésének szakadékos és instabil jellege jelentős kihívást jelent a hálózat ütemezésére. A hálózatnak több energiatároló és tartalék energiaforrást kell rendelkeznie, hogy kezelje a napelemek energia-termelésének ingadozásait, ami növeli a hálózat építési és üzemeltetési költségeit.

Költség-hatékonyság szempontja

Kezdeti befektetés és üzemeltetési költségek

A szélerőművek és a vízerőművek bizonyos költséghatékonysági előnyökkel bírnak, ha nagy léptékben vannak alkalmazva. Bár a szélerőművek és a vízerőművek kezdeti építési költségei magasak, az üzemeltetési költségeik viszonylag alacsonyak. Az építkezés után a szél- és vízerőforrások ingyenesek, csak a berendezések karbantartása és menedzsmentje szükséges. Például, a nagy szélerőparkok és vízerőállomások hosszú élettartamúak, és évtizedekig képesek relatíve alacsony költségen energia-termelésre.

A napelemek kezdeti befektetési költségei is magasak, és bár a technológia folyamatos fejlődésével a díjak lassan csökkennek, továbbra is nagyobb telepítési területet és kiegészítő berendezéseket igényelnek. Ezenkívül a napelemek hatékonysága idővel csökken, és rendszeres cserére van szükség, ami növeli az üzemeltetési költségeket.

Skálaszintű hatás

A szélerőművek és a vízerőművek könnyebben érik el a skálaszintű hatásokat. A nagy szélerőparkok és vízerőállomások nagy mennyiségű energiát termelnek, amely kielégíti a nagy léptékű energiaigényt. Ahogy a méret növekszik, a szegmént költségeket tovább csökkenthetjük. Például, néhány nagy vízerőállomás millió kilowatt vagy annál nagyobb telepített teljesítményű lehet, képes egész régiók vagy országok számára stabilitásos energiaellátást biztosítani.

Amikor a napelemek nagy léptékben vannak alkalmazva, korlátozó tényező a telepítési terület és hely. Bár a decentralizált telepítések révén különböző helyeken lehetséges energia-termelés, összességében a különálló napelem-rendszer méretei relatíve kisebbek, és nehezebben érik el ugyanazokat a skálaszintű hatásokat, mint a nagy szélerő- és vízerőállomások.

Környezeti alkalmazkodás

Földhasználati hatékonyság

A szélerőművek és a vízerőművek bizonyos előnyökkel bírnak a földhasználat szempontjából. A szélerőműveket általában nyílt mezők, hegyvidékek vagy tengerparton lehet telepíteni, viszonylag kis területet foglalnak el, és kombinálhatók más iparágakkal, mint például a mezőgazdaság és a állattenyésztés, hogy javítsák a földhasználati hatékonyságot. Például, a füves területeken a szélerőművek együtt tudnak működni a szarvasmarha-gazdálkodással, anélkül, hogy befolyásolnák a föld normál használatát.

Bár a vízerőállomásnak tavarakat kell építenie, a tavar-erőforrások komplex használatával, mint például a halgazdálkodás és a víz-turizmus fejlesztése, javítható a föld- és vízerőforrások komplex használatának értéke.

A napelemek nagy telepítési területet igényelnek, általában tetőkre vagy nyílt területekre. Nagy léptékű alkalmazás során jelentős mennyiségű földterületet foglalhatnak el, és bizonyos korlátozásokat jelenthetnek a földhasználatra.

Környezeti hatás

A szélerőművek és a vízerőművek viszonylag kevésbé befolyásolják a környezetet. A szélerőművek tiszta energiaforrás, amely nem okoz zártanyag-kibocsátást, és kevésbé befolyásolja a levegő minőségét és az éghajlatváltozást. Bár a szélerőművek működése során bizonyos zajot termelnek, ez a zaj kontrollálható megfelelő elhelyezéssel és technikai intézkedésekkel.

Bár a vízerőművek energia-termelése bizonyos hatással van a folyami ökoszisztémára, a környezeti hatás minimalizálható az ökológiai folyam garanciálásával és a halak migrációs útvonalainak kialakításával.

A napelemek gyártási folyamata jelentős mennyiségű energiát és erőforrást fogyaszt, és bizonyos zártanyag-kibocsátást okoz. Ezenkívül a napelemek kezelése is bizonyos környezeti nyomást jelenthet.