เหตุผลในการใช้กังหันลมและพลังงานน้ำแทนแผงโซลาร์เพื่อผลิตไฟฟ้า

เหตุผลในการเลือกใช้กังหันลมและพลังงานน้ำ (โรงไฟฟ้าพลังน้ำ) มากกว่าแผงโซลาร์เซลล์สำหรับการผลิตไฟฟ้าในขนาดใหญ่ มีหลายประการ เช่น ทำเลที่ตั้ง การมีอยู่ของทรัพยากร ความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ และความพร้อมทางเทคโนโลยี

ความเสถียรของพลังงาน

กังหันลมและพลังงานน้ำมีความเสถียรค่อนข้างสูง

• กังหันลม: แม้ว่าความเร็วลมจะมีการผันผวน แต่ในพื้นที่ฟาร์มลมเฉพาะเจาะจง ผ่านการจัดการแบบกลุ่มของกังหันหลายตัวและการพยากรณ์อากาศ สามารถรับประกันการผลิตไฟฟ้าที่ค่อนข้างเสถียรได้ระดับหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ในฟาร์มลมขนาดใหญ่บางแห่ง การผลิตไฟฟ้าของฟาร์มลมทั้งหมดสามารถมีความเสถียรและลดการผันผวนที่มากโดยการจัดวางตำแหน่งกังหันอย่างเหมาะสมและใช้ระบบตรวจสอบและควบคุมขั้นสูง

• พลังงานน้ำ: มีความเสถียรและความสามารถในการคาดการณ์สูง กระแสน้ำในแม่น้ำมักจะมีการไหลและการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำที่ค่อนข้างเสถียร โดยผ่านการควบคุมของเขื่อน สามารถปรับการผลิตไฟฟ้าตามความต้องการไฟฟ้าได้อย่างทันท่วงที ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่สามารถควบคุมการผลิตไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำโดยการปรับปริมาณการเก็บและปล่อยน้ำในเขื่อนเพื่อตอบสนองความต้องการไฟฟ้าในเวลาต่าง ๆ

ในทางตรงกันข้าม การผลิตไฟฟ้าจากแผงโซลาร์เซลล์ได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศและวันคืนมากขึ้น ความเข้มแสงอาทิตย์จะเปลี่ยนแปลงเนื่องจากเมฆ ฤดูกาล และทำเลที่ตั้ง และไม่สามารถผลิตไฟฟ้าได้ในเวลากลางคืน ทำให้การผลิตไฟฟ้าไม่เสถียรและยากที่จะตอบสนองความต้องการของการจ่ายไฟฟ้าในขนาดใหญ่

ความเหมาะสมกับระบบไฟฟ้า

กังหันลมและพลังงานน้ำสามารถปรับตัวเข้ากับความต้องการของระบบไฟฟ้าได้ดีกว่า เนื่องจากการผลิตไฟฟ้าค่อนข้างเสถียร ทำให้ง่ายต่อการจับคู่กับการจัดสรรและการดำเนินงานของระบบไฟฟ้า ตัวอย่างเช่น ในช่วงเวลาที่โหลดสูง โรงไฟฟ้าพลังน้ำสามารถเพิ่มการผลิตไฟฟ้าอย่างรวดเร็วเพื่อตอบสนองความต้องการไฟฟ้า เมื่อโหลดต่ำ สามารถลดการผลิตไฟฟ้าเพื่อหลีกเลี่ยงการโหลดเกินของระบบไฟฟ้า

การขาดแคลนและความไม่เสถียรของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์สร้างความท้าทายในการจัดสรรระบบไฟฟ้า ระบบไฟฟ้าจำเป็นต้องมีอุปกรณ์เก็บพลังงานและแหล่งพลังงานสำรองเพิ่มเติมเพื่อรับมือกับความผันผวนของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ ทำให้ค่าใช้จ่ายในการก่อสร้างและดำเนินงานของระบบไฟฟ้าเพิ่มขึ้น

ด้านคุ้มค่าทางเศรษฐกิจ

การลงทุนเริ่มแรกและการดำเนินงาน

กังหันลมและพลังงานน้ำมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนเมื่อนำไปใช้ในขนาดใหญ่ แม้ว่าการลงทุนเริ่มแรกในการก่อสร้างกังหันลมและโรงไฟฟ้าพลังน้ำจะสูง แต่ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานค่อนข้างต่ำ หลังจากสร้างเสร็จแล้ว ทรัพยากรลมและน้ำฟรี โดยต้องการเพียงการบำรุงรักษาและจัดการอุปกรณ์เท่านั้น ตัวอย่างเช่น ฟาร์มลมขนาดใหญ่และโรงไฟฟ้าพลังน้ำมีอายุการใช้งานยาวนานและสามารถผลิตไฟฟ้าต่อเนื่องเป็นทศวรรษด้วยต้นทุนที่ต่ำ

ต้นทุนการลงทุนเริ่มแรกของแผงโซลาร์เซลล์ก็สูงเช่นกัน แม้ว่าราคาจะลดลงอย่างต่อเนื่องจากการพัฒนาเทคโนโลยี แต่ยังต้องการพื้นที่ติดตั้งและอุปกรณ์สนับสนุนที่มากขึ้น นอกจากนี้ ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์จะลดลงตามกาลเวลาและต้องเปลี่ยนใหม่เป็นระยะ ๆ ทำให้ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานเพิ่มขึ้น

ผลกระทบจากขนาด

กังหันลมและพลังงานน้ำสามารถสร้างความประหยัดจากขนาดได้ง่ายกว่า ฟาร์มลมและโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่สามารถผลิตไฟฟ้าได้จำนวนมากเพื่อตอบสนองความต้องการไฟฟ้าในขนาดใหญ่ เมื่อขนาดเพิ่มขึ้น ต้นทุนต่อหน่วยสามารถลดลงได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่บางแห่งมีกำลังการผลิตหลายล้านกิโลวัตต์ สามารถจ่ายไฟฟ้าอย่างเสถียรให้กับภูมิภาคหรือประเทศทั้งหมด

เมื่อใช้แผงโซลาร์เซลล์ในขนาดใหญ่ จะจำกัดด้วยพื้นที่ติดตั้งและทำเลที่ตั้ง แม้ว่าจะสามารถผลิตไฟฟ้าในสถานที่ต่าง ๆ ผ่านการติดตั้งแบบกระจาย แต่โดยรวมแล้ว ขนาดของระบบโซลาร์เซลล์แต่ละแห่งยังคงเล็ก และยากที่จะสร้างความประหยัดจากขนาดเหมือนกับฟาร์มลมและโรงไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่

ความเหมาะสมกับสภาพแวดล้อม

ประสิทธิภาพการใช้ที่ดิน

กังหันลมและโรงไฟฟ้าพลังน้ำมีข้อได้เปรียบในด้านการใช้ที่ดิน กังหันลมสามารถติดตั้งบนทุ่งหญ้า ภูเขา หรือทะเล ใช้พื้นที่ที่ดินค่อนข้างน้อย และสามารถรวมกับอุตสาหกรรมอื่น ๆ เช่น การเกษตรและปศุสัตว์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ที่ดิน ตัวอย่างเช่น ในพื้นที่ทุ่งหญ้าบางแห่ง กังหันลมสามารถอยู่ร่วมกับการเลี้ยงสัตว์โดยไม่กระทบกับการใช้งานที่ดินปกติ

แม้ว่าโรงไฟฟ้าพลังน้ำจะต้องสร้างเขื่อน แต่สามารถเพิ่มมูลค่าการใช้ประโยชน์จากที่ดินและน้ำโดยการใช้ประโยชน์จากเขื่อนอย่างครบวงจร เช่น การพัฒนาการประมงและการท่องเที่ยวทางน้ำ

แผงโซลาร์เซลล์ต้องการพื้นที่ติดตั้งที่ใหญ่ ทั่วไปแล้วบนหลังคาหรือพื้นที่โล่ง ในการใช้งานขนาดใหญ่อาจใช้ทรัพยากรที่ดินจำนวนมาก และสร้างข้อจำกัดในการใช้ที่ดิน

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

กังหันลมและพลังงานน้ำมีผลกระทบที่น้อยต่อสิ่งแวดล้อม พลังงานลมเป็นพลังงานสะอาดที่ไม่ปล่อยมลพิษและมีผลกระทบน้อยต่อคุณภาพอากาศและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ แม้ว่ากังหันลมจะสร้างเสียงขณะทำงาน แต่สามารถควบคุมได้ผ่านการทำเลที่ตั้งและเทคนิคต่าง ๆ

แม้ว่าการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานน้ำจะมีผลกระทบต่อระบบนิเวศน์ของแม่น้ำ แต่สามารถลดผลกระทบที่เกิดขึ้นได้โดยการใช้มาตรการเช่น การรับรองการไหลของน้ำเพื่อการอนุรักษ์และสร้างช่องทางการโยกย้ายปลา

กระบวนการผลิตแผงโซลาร์เซลล์จะใช้พลังงานและทรัพยากรจำนวนมาก และสร้างมลพิษบางส่วน นอกจากนี้ การกำจัดแผงโซลาร์เซลล์ยังสร้างแรงกดดันต่อสิ่งแวดล้อม