Il motivo per cui si utilizzano turbine eoliche e energia idroelettrica invece di pannelli solari per generare elettricità

Le ragioni per scegliere aerogeneratori e energia idroelettrica (centrali idroelettriche) rispetto ai pannelli solari per la generazione di energia su larga scala sono molteplici, spesso coinvolgono la posizione geografica, la disponibilità delle risorse, l'efficacia dei costi e la maturità tecnologica.

Stabilità energetica

Gli aerogeneratori e l'energia idroelettrica sono relativamente stabili

• Aerogeneratori: Anche se la velocità del vento fluttuerà, in una specifica area di un parco eolico, attraverso la gestione cluster di più turbine e mezzi di previsione meteorologica, si può garantire un output di potenza relativamente stabile fino a un certo punto. Ad esempio, in alcuni grandi parchi eolici, l'output di potenza dell'intero parco eolico può essere relativamente stabile e le grandi fluttuazioni possono essere ridotte con un'organizzazione razionale della posizione delle turbine e l'adozione di sistemi avanzati di monitoraggio e controllo.

• Energia idroelettrica: Alta stabilità e prevedibilità. Il flusso d'acqua del fiume ha solitamente un flusso e una variazione del livello dell'acqua relativamente stabili, attraverso la regolazione del bacino, la produzione di energia può essere tempestivamente regolata in base alla domanda di elettricità. Ad esempio, le grandi centrali idroelettriche possono ottenere un controllo preciso dell'output di potenza regolando lo stoccaggio e il rilascio dell'acqua nei bacini per soddisfare la domanda di elettricità in diversi momenti.

Al contrario, la generazione di energia tramite pannelli solari è più influenzata dalle condizioni atmosferiche e dalle variazioni tra giorno e notte. L'intensità della luce solare cambierà a causa di nubi, stagioni, posizione geografica e altri fattori, e non può generare elettricità di notte, risultando in un output di potenza instabile, difficile da soddisfare le esigenze di un fornitura di energia stabile su larga scala.

Adattabilità alla rete elettrica

Gli aerogeneratori e l'energia idroelettrica possono adattarsi meglio alle esigenze della rete. Poiché il loro output di potenza è relativamente stabile, è più facile farlo corrispondere ai requisiti di dispatching e operativi della rete. Ad esempio, durante il picco di carico della rete, la centrale idroelettrica può rapidamente aumentare la produzione di elettricità per soddisfare la domanda di elettricità; Quando il carico è basso, la produzione di energia può essere ridotta per evitare il sovraccarico della rete.

L'intermittenza e l'instabilità della generazione di energia solare portano grandi sfide al dispatching della rete. La rete deve essere dotata di più attrezzature di stoccaggio di energia e di energia di backup per far fronte alle fluttuazioni nella generazione di energia solare, aumentando i costi di costruzione e di funzionamento della rete.

Aspetto costi-benefici

Investimento iniziale e costi operativi

Gli aerogeneratori e l'energia idroelettrica presentano certi vantaggi di costo quando applicati su larga scala. Anche se l'investimento iniziale per la costruzione di aerogeneratori e centrali idroelettriche è elevato, i costi operativi sono relativamente bassi. Una volta costruiti, le risorse eoliche e idriche sono gratuite, richiedendo solo la manutenzione e la gestione dell'equipaggiamento. Ad esempio, grandi parchi eolici e centrali idroelettriche hanno lunghe durate di vita e possono continuare a produrre elettricità per decenni a costi relativamente bassi distribuiti nel tempo.

Il costo iniziale di investimento dei pannelli solari è anche elevato, e con il progresso continuo della tecnologia, anche se il suo prezzo sta gradualmente diminuendo, richiede comunque un'area di installazione maggiore e attrezzature di supporto. Inoltre, l'efficienza dei pannelli solari diminuisce nel tempo e richiede sostituzioni regolari, aumentando i costi operativi.

Effetto di scala

Gli aerogeneratori e l'idroelettricità sono più facili da realizzare su larga scala. Grandi parchi eolici e centrali idroelettriche possono generare grandi quantità di elettricità per soddisfare la domanda di elettricità su larga scala. Con l'aumento della scala, i costi unitari possono essere ulteriormente ridotti. Ad esempio, alcune grandi centrali idroelettriche possono avere una capacità installata di milioni di chilowatt o più, in grado di fornire un approvvigionamento di energia stabile a un'intera regione o paese.

Quando i pannelli solari vengono utilizzati su larga scala, sono limitati dall'area di installazione e dal sito. Anche se è possibile generare elettricità in diverse località attraverso l'installazione distribuita, complessivamente, la scala di singoli sistemi fotovoltaici è relativamente piccola, e difficilmente possono raggiungere gli stessi effetti di scala di grandi parchi eoliche e centrali idroelettriche.

Adattabilità ambientale

Efficienza nell'uso del terreno

Gli aerogeneratori e le centrali idroelettriche presentano certi vantaggi nell'uso del terreno. Gli aerogeneratori possono solitamente essere installati in pianure aperte, montagne o in mare, occupando una superficie terrestre relativamente piccola, e possono essere combinati con altre industrie come agricoltura e allevamento per migliorare l'efficienza nell'uso del terreno. Ad esempio, in alcune aree di prateria, gli aerogeneratori possono coesistere con l'allevamento senza influire sull'uso normale del terreno.

Anche se la centrale idroelettrica necessita di costruire bacini, può migliorare il valore complessivo dell'utilizzo del terreno e delle risorse idriche attraverso l'utilizzo integrato delle risorse dei bacini, come lo sviluppo della pesca e del turismo acquatico.

I pannelli solari richiedono un grande sito di installazione, solitamente su un tetto o su un terreno aperto. Nell'applicazione su larga scala, può occupare molte risorse terrestri e produrre certe restrizioni sull'uso del terreno.

Impatto ambientale

Gli aerogeneratori e l'energia idroelettrica hanno un impatto relativamente minore sull'ambiente. L'energia eolica è una fonte di energia pulita che non produce emissioni inquinanti e ha meno impatto sulla qualità dell'aria e sul cambiamento climatico. Anche se gli aerogeneratori produrranno una certa quantità di rumore durante l'operazione, questo può essere controllato attraverso la scelta di un luogo e mezzi tecnici ragionevoli.

Sebbene la produzione di energia idroelettrica avrà un certo impatto sull'ecosistema fluviale, l'impatto ambientale può essere minimizzato adottando misure come la garanzia del flusso ecologico e la costruzione di canali di migrazione per i pesci.

Il processo di produzione dei pannelli solari consumerà molta energia e risorse, e produrrà certe emissioni inquinanti. Inoltre, lo smaltimento dei pannelli solari causerà anche una certa pressione sull'ambiente.