Силата на вятъра и изменението на климата вървят заедно с вятъра

Статия от Тибо Лаконде, основател на Callendar, стартираща компания, специализирана в оценката на рисковете, свързани с изменението на климата.

Докато подготвях тази статия, направих малък експеримент: въведох „енергиен преход“ в търсачка и преброих сред изображенията, които получих, които представляват вятърни турбини. Резултат: 20 сред първите 30 резултата.

Този резултат не е изненадващ, вятърните турбини са се превърнали в един от символите на борбата с изменението на климата, може би дори най-вездесъщият символ в колективните изображения.

И това не е без причина: вятърната енергия сега е третият източник на електроенергия без въглерод на планетата с малко над 1130 TWh произведени.

Производството на вятърна енергия се е увеличило четирикратно за 10 години, с темп, който може да му позволи да изпревари ядрената енергия и да застраши първото място на ВЕЦ през следващото десетилетие.

Но ако вятърните турбини са шампионите за намаляване на емисиите, те въоръжени ли са сами да се справят с последиците от изменението на климата? ?

Как силата на вятъра варира в зависимост от вятъра

Подобно на водноелектричеството, което вече обсъдихме, вятърната енергия използва ресурс, пряко свързан с функционирането на климатичната система. Следователно изменението на климата, ако доведе до вариране на вятърните ресурси, ще има незабавен ефект върху производството.

Но за разлика от това между валежите и водноелектричеството, връзката между скоростта на вятъра и производството на вятър далеч не е линейна.
Схематично производството на вятърна турбина се развива, както следва:

Ако вятърът е по-нисък от стартовата скорост (около 10 км/ч), продукцията е нула
Между стартовата скорост и номиналната скорост (около 50 км/ч), производството бързо се увеличава със скоростта на вятъра,
Над номиналната скорост производството остава приблизително постоянно ...
... до изключваща скорост (около 90 км/ч), когато вятърната турбина е в безопасност и производството спира.

Еволюция на производството като функция на вятъра за различни вятърни турбини от гамата на Vestas (източник)

Областта, която ни интересува най-много, е тази между стартовата скорост и номиналната скорост, това е зоната, в която вятърните турбини работят през повечето време. В тази област производството на енергия е приблизително пропорционално на куба на средната скорост на вятъра.

Това означава, че дори незначителна промяна в режима на вятъра ще има непропорционално въздействие върху производството: ако средната скорост на вятъра спадне с 1%, производството на електроенергия ще спадне с около 3%, ако вятърът падне с 5%, производството ще спадне с 14% и 20% спад на скоростта на вятъра би намалил производството на електроенергия наполовина.

Обратно, разбира се, ако вятърът увеличи производствените печалби също ще бъдат увеличени, но не за неопределено време: няма какво повече да се спечели след достигане на номиналната скорост и ако вятърът продължава да увеличава производството на електроенергия. Може вместо това да бъде спряно.

Въпросът за променливостта

Друга особеност на вятърната енергия в сравнение с водноелектрическата е, че тя няма средства за изглаждане или съхранение на експлоатирания ресурс. Следователно не само средната скорост на вятъра определя производството, но и неговото разпределение.

Ако например моментната скорост е по-често по-ниска от стартовата или по-висока от пределната скорост, производството на електроенергия ще спадне, дори ако средната скорост е непроменена.