Причины использования ветряных турбин и гидроэнергии вместо солнечных панелей для выработки электричества

Причины выбора ветрогенераторов и гидроэлектростанций (ГЭС) вместо солнечных панелей для крупномасштабного производства электроэнергии многочисленны и часто связаны с географическим расположением, доступностью ресурсов, экономической целесообразностью и технологической зрелостью.

Энергетическая стабильность

Ветрогенераторы и гидроэнергия относительно стабильны

• Ветрогенераторы: Хотя скорость ветра может колебаться, но в определенной зоне ветропарка, посредством кластерного управления несколькими ветряками и прогнозирования погоды, можно обеспечить относительно стабильный выход мощности. Например, в некоторых крупных ветропарках, за счет рационального размещения ветряков и использования передовых систем мониторинга и контроля, можно добиться относительно стабильного и уменьшенного выхода мощности всего ветропарка.

• Гидроэнергия: Высокая стабильность и предсказуемость. Скорость течения реки обычно имеет относительно стабильный поток и закон изменения уровня воды, через регулирование водохранилищ, производство электроэнергии можно своевременно корректировать в соответствии с потребностями. Например, крупные ГЭС могут точно контролировать выход мощности, регулируя хранение и выпуск воды из водохранилищ, чтобы удовлетворить спрос на электроэнергию в разное время.

В отличие от этого, производство электроэнергии с помощью солнечных панелей больше подвержено влиянию погоды и суточных изменений. Интенсивность солнечного света меняется из-за облаков, сезонов, географического положения и других факторов, и они не могут вырабатывать электроэнергию ночью, что приводит к нестабильному выходу мощности, затрудняющему обеспечение крупномасштабной стабильной подачи электроэнергии.

Приспособленность к электросети

Ветрогенераторы и гидроэнергия лучше адаптируются к потребностям электросети. Поскольку их выходная мощность относительно стабильна, ее легче согласовать с требованиями диспетчеризации и эксплуатации электросети. Например, во время пиковой нагрузки на сеть, ГЭС может быстро увеличить производство электроэнергии, чтобы удовлетворить спрос; при низкой нагрузке, производство электроэнергии можно уменьшить, чтобы избежать перегрузки сети.

Непостоянство и нестабильность производства электроэнергии солнечными панелями создают большие вызовы для диспетчеризации электросети. Сети необходимо оснащать большим количеством оборудования для хранения энергии и резервного питания, чтобы справиться с колебаниями в производстве солнечной энергии, что увеличивает затраты на строительство и эксплуатацию сетей.

Аспект соотношения затрат и выгод

Первоначальные инвестиции и эксплуатационные расходы

Ветрогенераторы и гидроэнергия имеют определенные преимущества в плане затрат при крупномасштабном применении. Хотя первоначальные инвестиции в строительство ветрогенераторов и ГЭС высоки, их эксплуатационные расходы относительно низки. После постройки, ветер и водные ресурсы бесплатны, требуются только обслуживание и управление оборудованием. Например, крупные ветропарки и ГЭС имеют длительный срок службы и могут продолжать вырабатывать электроэнергию десятилетиями при относительно низкой стоимости, распределенной во времени.

Первоначальные инвестиционные затраты на солнечные панели также высоки, и хотя их цена постепенно снижается благодаря технологическому прогрессу, все же требуется большая площадь для установки и дополнительное оборудование. Кроме того, эффективность солнечных панелей со временем уменьшается, и требуется их регулярная замена, что увеличивает эксплуатационные расходы.

Эффект масштаба

Ветрогенераторы и гидроэнергия легче достигают эффекта масштаба. Крупные ветропарки и ГЭС могут производить большое количество электроэнергии, чтобы удовлетворить крупномасштабный спрос на электроэнергию. По мере увеличения масштаба, единичные затраты могут быть еще более снижены. Например, некоторые крупные ГЭС могут иметь установленную мощность в миллионы киловатт или более, способную обеспечивать стабильное энергоснабжение целого региона или страны.

При крупномасштабном использовании солнечных панелей, они ограничены площадью установки и местом. Хотя возможно производство электроэнергии в разных местах путем распределенной установки, в целом, масштаб отдельных солнечных энергетических систем относительно мал, и трудно достичь такого же эффекта масштаба, как у крупных ветро- и гидроэлектростанций.

Экологическая адаптивность

Эффективность использования земли

Ветрогенераторы и ГЭС имеют определенные преимущества в использовании земли. Ветрогенераторы обычно можно устанавливать на открытых равнинах, горах или в море, занимая относительно небольшую площадь, и их можно сочетать с другими отраслями, такими как сельское хозяйство и животноводство, чтобы повысить эффективность использования земли. Например, в некоторых степных районах ветрогенераторы могут сосуществовать с животноводством, не влияя на нормальное использование земли.

Хотя ГЭС требует строительства водохранилищ, через комплексное использование ресурсов водохранилищ, например, развитие рыболовства и водного туризма, можно повысить комплексную ценность использования земельных и водных ресурсов.

Солнечные панели требуют большой площади для установки, обычно на крыше или открытой местности. При крупномасштабном применении они могут занимать значительные земельные ресурсы, что создает определенные ограничения в использовании земли.

Экологическое воздействие

Ветрогенераторы и гидроэнергия имеют относительно небольшое воздействие на окружающую среду. Ветроэнергия является чистым источником энергии, который не производит выбросов загрязняющих веществ и имеет меньшее влияние на качество воздуха и изменение климата. Хотя ветрогенераторы производят некоторый шум во время работы, его можно контролировать через рациональное расположение и технические средства.

Хотя производство электроэнергии на ГЭС оказывает определенное влияние на речные экосистемы, это воздействие можно минимизировать, используя меры, такие как обеспечение экологического стока и строительство каналов для миграции рыбы.

Процесс производства солнечных панелей потребляет большое количество энергии и ресурсов, а также производит определенные выбросы загрязняющих веществ. Кроме того, утилизация солнечных панелей также создает определенное давление на окружающую среду.