Przyczyna wykorzystywania turbin wiatrowych i elektrowni wodnych zamiast paneli słonecznych do generowania energii elektrycznej

Powody wyboru turbin wiatrowych i elektrowni wodnych (elektrowni wodnych) zamiast paneli słonecznych do produkcji energii na dużą skalę są wiele, często wiążą się z położeniem geograficznym, dostępnością zasobów, opłacalnością kosztową i technologiczną dojrzałością.

Stabilność energetyczna

Turby wiatrowe i energia wodna są względnie stabilne

• Turby wiatrowe: Chociaż prędkość wiatru będzie się zmieniać, to w określonym obszarze farmy wiatrowej, poprzez gromadzące zarządzanie wieloma turbinami i prognozy pogodowe, można zapewnić do pewnego stopnia względnie stabilną moc wyjściową. Na przykład, w niektórych dużych farmach wiatrowych, moc wyjściowa całej farmy może być względnie stabilna, a duże wahania można zredukować poprzez racjonalne rozmieszczenie turbin i zastosowanie zaawansowanych systemów monitorowania i sterowania.

• Energia wodna: Wysoka stabilność i przewidywalność. Przepływ rzeki zazwyczaj ma stosunkowo stabilny przepływ i zmiany poziomu wody, przez regulację zbiornika, generowanie energii można dostosować w czasie do zapotrzebowania na energię. Na przykład, duże elektrownie wodne mogą osiągnąć precyzyjną kontrolę mocy wyjściowej poprzez dostosowanie magazynowania i uwalniania wody w zbiornikach, aby spełnić zapotrzebowanie na energię w różnych porach dnia.

W przeciwieństwie do tego, generacja energii z paneli słonecznych jest bardziej podatna na warunki pogodowe i zmiany dziennoczesne. Intensywność światła słonecznego będzie się zmieniać ze względu na chmury, pory roku, położenie geograficzne i inne czynniki, a nie może generować energii w nocy, co prowadzi do niestabilnej mocy wyjściowej, trudnej do spełnienia potrzeb dużego skali stabilnego zaopatrzenia w energię.

Przystosowanie do sieci energetycznej

Turby wiatrowe i energia wodna mogą lepiej przystosować się do potrzeb sieci. Ponieważ ich moc wyjściowa jest stosunkowo stabilna, łatwiej jest dopasować ją do wymagań dyspozycji i działania sieci. Na przykład, podczas szczytowego obciążenia sieci, elektrownia wodna może szybko zwiększyć generowanie energii, aby spełnić zapotrzebowanie na energię; kiedy obciążenie jest niskie, generowanie energii można zredukować, aby uniknąć przeciążenia sieci.

Intermitencja i niestabilność generacji energii słonecznej stanowią duże wyzwanie dla dyspozycji sieci. Sieć musi być wyposażona w więcej urządzeń do magazynowania energii i rezerwową moc, aby radzić sobie z fluktuacjami generacji energii słonecznej, co zwiększa koszty budowy i eksploatacji sieci.

Aspekt koszt-benefit

Inwestycja początkowa i koszty operacyjne

Turby wiatrowe i energia wodna mają pewne korzyści kosztowe przy zastosowaniu na dużą skalę. Chociaż początkowe inwestycje w budowę turbin wiatrowych i elektrowni wodnych są wysokie, ich koszty operacyjne są stosunkowo niskie. Po zbudowaniu, zasoby wiatru i wody są darmowe, wymagane jest tylko utrzymanie i zarządzanie sprzętem. Na przykład, duże farmy wiatrowe i elektrownie wodne mają długie okresy użytkowania i mogą kontynuować generowanie energii przez dekady przy stosunkowo niskich kosztach rozłożonych w czasie.

Koszt początkowej inwestycji w panele słoneczne również jest wysoki, a dzięki ciągłemu postępowi technologicznemu, choć ich cena stopniowo spada, nadal wymaga większej powierzchni instalacji i sprzętu wspierającego. Dodatkowo, efektywność paneli słonecznych maleje z upływem czasu i wymaga regularnej wymiany, co zwiększa koszty operacyjne.

Efekt skali

Turby wiatrowe i energia wodna są łatwiejsze do osiągnięcia efektów skali. Duże farmy wiatrowe i elektrownie wodne mogą generować duże ilości energii, aby spełnić duże zapotrzebowanie na energię. Zwiększenie skali pozwala dalej obniżyć koszty jednostkowe. Na przykład, niektóre duże elektrownie wodne mogą mieć moc zainstalowaną na miliony kilowatów lub więcej, co pozwala zapewnić stabilne zaopatrzenie w energię całemu regionowi lub krajowi.

Gdy panele słoneczne są używane na dużą skalę, są ograniczone przez powierzchnię instalacji i lokalizację. Choć możliwe jest generowanie energii w różnych miejscach poprzez rozproszoną instalację, ogólnie, skala indywidualnych systemów słonecznych jest stosunkowo mała, a trudno jest osiągnąć takie same efekty skali jak duże farmy wiatrowe i elektrownie wodne.

Przystosowanie do środowiska

Efektywność użytkowania ziemi

Turby wiatrowe i elektrownie wodne mają pewne zalety w zakresie użytkowania ziemi. Turby wiatrowe mogą zwykle być instalowane na otwartych równinach, w górach lub na morzu, zajmują stosunkowo małą powierzchnię ziemi, a mogą być połączone z innymi branżami, takimi jak rolnictwo i hodowla zwierząt, aby zwiększyć efektywność użytkowania ziemi. Na przykład, w niektórych obszarach pastwisk, turbiny wiatrowe mogą współistnieć z hodowlą zwierząt bez wpływu na normalne użytkowanie ziemi.

Chociaż elektrownia wodna wymaga budowy zbiorników, można poprawić wartość kompletnej wykorzystania zasobów ziemi i wody poprzez kompleksowe wykorzystanie zasobów zbiornikowych, takich jak rozwój rybołówstwa i turystyki wodnej.

Panele słoneczne wymagają dużej powierzchni instalacji, zwykle na dachu lub otwartej przestrzeni. W przypadku zastosowania na dużą skalę, mogą zajmować dużo zasobów ziemi, co stwarza pewne ograniczenia w jej użytkowaniu.

Wpływ na środowisko

Turby wiatrowe i energia wodna mają stosunkowo mały wpływ na środowisko. Energia wiatrowa to czysta energia, która nie produk