Anledningen till att vindkraftverk och vattenkraft används istället för solpaneler för att generera el

Anledningarna till att välja vindkraftverk och vattenkraft (vattenkraftverk) framför solceller för storskalig elproduktion är många, ofta involverar geografisk plats, resursutgång, kostnadseffektivitet och teknologisk mognad.

Energiens stabilitет

Vindkraftverk och vattenkraft är relativt stabila

• Vindkraftverk: Även om vindhastigheten kan fluktuera, men i en specifik vindparkområde, genom klusterhantering av flera fläktar och väderprognosmetoder, kan man säkerställa en relativt stabil effektutmatning till viss del. Till exempel, i vissa stora vindparker, kan hela vindparkens effektutmatning vara relativt stabil och stora svängningar kan minskas genom att rätt utforma fläktarnas placering och använda avancerade övervaknings- och kontrollsystem.

• Vattenkraft: Hög stabilitet och förutsägbarhet. Flödet i floden har vanligtvis en relativt stabil ström och vattenståndsförändring, genom reglering av reservoaren kan elproduktionen justeras i tid enligt behovet av elektricitet. Till exempel, stora vattenkraftverk kan uppnå precis kontroll av effektutmatningen genom att justera lagring och frigivning av vatten i reservoarer för att möta behovet av elektricitet vid olika tider.

I kontrast påverkas solcellseldproduktion mer av väder och dag-och-nattvariationer. Solens intensitet ändras på grund av moln, årstider, geografisk plats och andra faktorer, och den kan inte producera el på natten, vilket resulterar i instabil effektutmatning som är svår att uppfylla kraven på storskalig stabil elförsörjning.

Anpassning till elkraftnätet

Vindkraftverk och vattenkraft kan bättre anpassas till elkraftnätets behov. Eftersom dess effektutmatning är relativt stabil, är det lättare att matcha elkraftnätets schemaläggning och driftskrav. Till exempel, under elkraftnätets belastningspeak, kan vattenkraftverket snabbt öka elproduktionen för att möta behovet av elektricitet; när belastningen är låg, kan elproduktionen minska för att undvika överbelastning av elkraftnätet.

Solenergins intermittens och instabilitet ger stora utmaningar för elkraftnätets schemaläggning. Elkraftnätet behöver utrustas med mer energilagring och reservströmkällor för att hantera variationer i solenergiproduktion, vilket ökar byggnads- och driftskostnaderna för elkraftnätet.

Kostnad-fördelsaspekt

Inledande investering och driftskostnader

Vindkraftverk och vattenkraft har vissa kostnadsfördelar när de tillämpas på storskala. Även om den inledande byggnadsinvesteringen för vindkraftverk och vattenkraftverk är hög, är deras driftskostnader relativt låga. När de väl är byggda, är vind- och vattenresurserna gratis, endast underhåll och hantering av utrustningen krävs. Till exempel, stora vindparker och vattenkraftverk har lång livslängd och kan fortsätta generera el i decennier med relativt låga kostnader fördelade över tiden.

Den inledande investeringskostnaden för solceller är också hög, och med den kontinuerliga tekniska framstegen, även om priset gradvis sjunker, fordrar det fortfarande en större installationsyta och tillhörande utrustning. Dessutom minskar solcellernas effektivitet över tid och kräver regelbunden ersättning, vilket ökar driftskostnaderna.

Skaleffekt

Vindkraftverk och vattenkraft är lättare att uppnå ekonomi av skala. Stora vindparker och vattenkraftverk kan generera stora mängder el för att möta storskaliga elförsörjningsbehov. När skalan ökar, kan enhetskostnader ytterligare minska. Till exempel, kan vissa stora vattenkraftverk ha en installerad kapacitet på miljontals kilowatt eller mer, kapabla att erbjuda en stabil elförsörjning till en hel region eller land.

När solceller används på storskala begränsas de av installationsyta och plats. Även om det är möjligt att generera el på olika platser genom distribuerad installation, är skalan av enskilda solcellssystem överlag relativt små, och det är svårt att uppnå samma skaleffekter som stora vind- och vattenkraftverk.

Miljöanpassning

Markanvändningseffektivitet

Vindkraftverk och vattenkraftverk har vissa fördelar vad gäller markanvändning. Vindkraftverk kan vanligtvis installeras på öppna slätter, berg eller hav, tar upp relativt liten markyta, och kan kombineras med andra industrier som jordbruk och boskapsskötsel för att förbättra markanvändningseffektiviteten. Till exempel, i vissa gräslandsområden, kan vindkraftverk existera tillsammans med boskapsskötsel utan att påverka normal användning av marken.

Även om vattenkraftverket behöver bygga reservoarer, kan det förbättra den totala nyttovärdet av mark- och vattenresurser genom den integrerade användningen av reservoarresurser, såsom utveckling av fiske och vattenturism.

Solceller kräver en stor installationsplats, vanligtvis på ett tak eller öppen mark. Vid storskalig tillämpning kan det ta upp mycket markresurser och producera vissa begränsningar för markanvändning.

Miljöpåverkan

Vindkraftverk och vattenkraft har relativt liten påverkan på miljön. Vindkraft är en ren energikälla som producerar inga föroreningar och har mindre påverkan på luftkvalitet och klimatförändring. Även om vindkraftverk producerar viss buller under drift, kan detta kontrolleras genom rimlig placering och tekniska medel.

Även om vattenkraftsgenerering kommer att ha viss påverkan på flodens ekosystem, kan miljöpåverkan minimeras genom att anta åtgärder som ekologisk flödesgaranti och fiskmigreringskanalkonstruktion.

Produktionsprocessen för solceller kommer att förbruka mycket energi och resurser, och producera vissa föroreningar. Dessutom, avfallshantering av solceller kommer också att orsaka viss tryck på miljön.