Inconstante como o vento, queima como o sol. O lado negro da energia renovável

As fontes de energia renováveis ​​não são apenas sonhos, esperanças e previsões otimistas. A verdade também é que as energias renováveis ​​estão causando muita confusão no mundo da energia e causando problemas que as redes e sistemas tradicionais nem sempre conseguem lidar. Seu desenvolvimento traz muitas surpresas desagradáveis ​​e perguntas que ainda não podemos responder.

A energia produzida em fontes de energia renováveis ​​– parques eólicos e instalações fotovoltaicas – é um verdadeiro desafio para os sistemas energéticos nacionais.

O consumo de energia da rede não é constante. Está sujeito a flutuações diárias em uma faixa bastante ampla de valores. A sua regulação pelo sistema eléctrico continua a ser difícil, uma vez que está associada à necessidade de assegurar os parâmetros adequados da corrente da rede (tensão, frequência). No caso de usinas convencionais, como uma turbina a vapor, a redução de potência é possível reduzindo a pressão do vapor ou a velocidade de rotação da turbina. Tal regulação não é possível em uma turbina eólica. Mudanças rápidas na força do vento (como tempestades) podem gerar energia significativa em pouco tempo, mas são difíceis de serem absorvidas pela rede elétrica. Os picos de energia na rede ou sua ausência temporária, por sua vez, representam uma ameaça para usuários finais, máquinas, computadores etc. redes inteligentes, chamadas equipado com ferramentas apropriadas, incluindo sistemas de armazenamento de energia, sistemas de distribuição eficientes e abrangentes. No entanto, ainda existem poucos sistemas desse tipo no mundo.

Arte dos verdes australianos celebrando zero emissões de gases de efeito estufa

Exceções e poderes não utilizados

Os apagões que atingiram a Austrália do Sul em setembro passado foram causados ​​por problemas em nove dos treze parques eólicos que fornecem eletricidade para a região. Como resultado, 445 megawatts de eletricidade foram perdidos da rede. Embora os operadores do parque eólico assegurassem que as quebras não eram causadas por flutuações típicas da energia eólica - ou seja, aumento ou diminuição da energia eólica - mas por problemas de software, a impressão de uma energia renovável não totalmente confiável era difícil de destruir.

O Dr. Alan Finkel, que mais tarde pesquisou o mercado de energia em nome das autoridades australianas, chegou à conclusão de que o desenvolvimento de fontes de energia renovável discrimina as camadas mais pobres da sociedade. Na opinião dele, como a indústria investe pesadamente em energias renováveis, os preços da energia devem subir, atingindo mais fortemente a renda mais baixa.. Isso é verdade para a Austrália, que está fechando suas usinas de carvão baratas e tentando substituí-las por energias renováveis.

Felizmente, a última usina a carvão na Austrália do Sul, atingida pelo apagão acima mencionado, fechou pouco antes dos problemas descritos, em maio de 2016. A volatilidade da oferta é um problema bem conhecido, mas ainda não muito familiar com as energias renováveis. Também o conhecemos da Polônia. Se você combinar os 4,9 GW de capacidade de turbina eólica alcançada em 26 de dezembro de 2016, quando o furacão Barbara atingiu, com a geração de turbinas domésticas uma semana antes, verifica-se que era então setenta vezes menor!

A Alemanha e a China já perceberam que não basta construir moinhos de vento e painéis solares para que a nova energia funcione com eficiência. O governo alemão foi recentemente forçado a pagar aos proprietários de turbinas eólicas que cultivam cogumelos para cortar a energia porque as redes de transmissão não conseguiam lidar com a carga que estava sendo entregue. Há problemas na China também. Lá, as usinas a carvão, que não podem ser ligadas e desligadas rapidamente, fazem com que as turbinas eólicas fiquem ociosas 15% do tempo, já que a rede não pode receber energia das usinas e turbinas. Isso não é tudo. As usinas de energia solar estão sendo construídas ali em tal ritmo que a rede de transmissão não pode receber nem 50% da energia que elas geram.

As turbinas eólicas estão perdendo energia

No ano passado, pesquisadores do Instituto Alemão Max Planck em Jena publicaram um artigo na prestigiosa revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) mostrando que a eficiência de grandes parques eólicos é muito menor do que poderia ser simplesmente o resultado de sua escala. Por que a quantidade de energia recebida não depende linearmente do tamanho da instalação? Os cientistas sugerem que são os próprios moinhos de vento que desaceleram o vento usando sua energia, o que significa que, se houver muito instalado em uma determinada área, alguns deles não o receberão em quantidade suficiente para trabalhar com a máxima eficiência.

Os pesquisadores usaram dados de vários grandes parques eólicos e os compararam com dados de turbinas eólicas individuais para criar um modelo baseado em modelos já conhecidos de mecânica do vento. Isso possibilitou observar o clima na área dos moinhos de vento. Conforme observado pelo Dr. Lee Miller, um dos autores da publicação, a eficiência energética calculada de turbinas eólicas isoladas é significativamente maior do que a observada para todas as suas instalações.

Os cientistas determinaram que, no caso extremo, uma turbina eólica localizada em uma área de alta densidade de tais instalações poderia produzir apenas 20% da eletricidade potencialmente disponível se estivesse localizada sozinha.

Os cientistas usaram o modelo de impacto desenvolvido de turbinas eólicas para estimar seu impacto global. Isso possibilitou calcular quanta energia

A eletricidade pode ser gerada em escala global usando turbinas eólicas. Acontece que apenas cerca de 4% da superfície da Terra pode gerar potencialmente mais de 1 W/m.²e em média cerca de 0,5 W/m² – Esses valores são semelhantes às estimativas anteriores baseadas em modelos climáticos avançados, mas cerca de dez vezes menores do que as estimativas baseadas apenas nas velocidades médias locais do vento. Isso significa que, mantendo a distribuição ideal das turbinas eólicas, o planeta não poderá receber mais do que cerca de 75 TW de energia eólica. No entanto, isso ainda é muito mais do que a capacidade elétrica atualmente instalada no mundo (cerca de 20 TW), portanto não há motivo para preocupação, visto que existem apenas cerca de 450 MW de energia eólica operando na Terra hoje.

Massacre de criaturas voadoras

Nos últimos anos, surgiram relatos e informações sobre a morte de pássaros e morcegos por turbinas eólicas. Existem temores conhecidos de que máquinas, girando em pastagens, assustem vacas, além de produzirem infra-som nocivo, etc. Não há estudos científicos convincentes sobre o assunto, embora relatos de hecatombes de criaturas voadoras sejam dados relativamente confiáveis.

Imagem da câmera térmica mostrando um morcego voando perto de uma turbina eólica à noite.

Todos os anos, centenas de milhares de morcegos atacam parques eólicos. Os mamíferos que nidificam nas copas das árvores confundem as correntes de ar em torno dos moinhos de vento com as correntes em torno de suas casas, informou o site em 2014. As usinas de energia também devem lembrar os morcegos de árvores altas, nas copas das quais eles esperam nuvens de insetos ou seu próprio ninho. Isso parece ser apoiado por imagens de câmeras térmicas, que mostram que os morcegos se comportam da mesma maneira com parques eólicos e árvores. Os cientistas afirmam que centenas de milhares de morcegos poderiam sobreviver se o design das pás do rotor fosse alterado. A solução também é aumentar o limite no qual ele começa a girar. Os pesquisadores também estão pensando em equipar turbinas com alarmes ultrassônicos para alertar os morcegos.

Um registro de colisões desses animais com turbinas eólicas, por exemplo para a Alemanha, realizado pela Agência de Proteção Ambiental do Estado de Brandemburgo, confirma a natureza maciça das mortes. Os americanos também investigaram esse fenômeno, confirmando a alta mortalidade entre os morcegos, e notou-se que a frequência das colisões era altamente dependente das condições climáticas. Em altas velocidades de vento, a razão de impacto foi menor e em velocidades de vento mais baixas, o número de vítimas de impacto aumentou. A velocidade limite do vento na qual a taxa de colisão diminuiu significativamente foi determinada em 6 m/s.

Um pássaro queimado sobre o complexo de Ivanpa

Como se viu, infelizmente, a grande usina solar americana Ivanpah também mata. Logo após seu lançamento, o The Wall Street Journal anunciou que o projeto californiano poderia ser o último do gênero nos EUA, justamente por causa das hecatombes aviárias.

O complexo ocupa 1300 hectares em um dos desertos da Califórnia, a sudoeste de Las Vegas. Possui três torres com 40 andares de altura e 350 mil espelhos. Os espelhos refletem a luz do sol em direção às salas das caldeiras localizadas no topo das torres. É produzido vapor, que aciona geradores para produzir eletricidade. O suficiente para 140 mil. em casa. No entanto o sistema de espelhos aquece o ar ao redor das torres até 540°C e os pássaros que voam nas proximidades simplesmente queimam vivos. De acordo com um relatório da Harvey & Associates, mais de 3,5 pessoas morreram na fábrica durante o ano.

Excesso de propaganda midiática

Por fim, vale mencionar mais um fenômeno desfavorável. A imagem das energias renováveis ​​muitas vezes sofre de exageros e exageros midiáticos excessivos, o que pode induzir em erro as pessoas sobre o real estado de desenvolvimento dessa tecnologia.

Por exemplo, as manchetes uma vez anunciaram que a cidade de Las Vegas estava se tornando completamente renovável. Parecia sensacional. Somente depois de ler com mais atenção e profundidade as informações fornecidas, descobrimos que sim - em Las Vegas eles estão mudando para 100% de energia renovável, mas apenas ... edifícios municipais, que representam uma fração de um por cento dos edifícios neste aglomeração.

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