Waarom kunnen we niet alle elektriciteit die we nodig hebben uit de wind halen? Dat is een vraag die ik vaak hoor van mensen die beginnen te leren over de milieu-uitdagingen waarmee we worden geconfronteerd, en het is een goede vraag. Op het eerste gezicht, het lijkt misschien eenvoudig:we produceren al schone elektriciteit met windturbines, dus we weten dat het werkt. Waarom niet gewoon heel veel bouwen totdat we genoeg stroom produceren, daarmee de problemen van vervuilde energiecentrales oplossen?

Helaas, zoals vaak het geval is, de werkelijkheid is iets complexer dan dat. Om deze vraag te beantwoorden, we moeten beter begrijpen hoe windenergie werkt, en hoe een elektriciteitsnet werkt. Laten we er meteen in duiken, zullen we?

Hoe werkt windenergie?

Tot zover goed, maar hier komt de echte uitdaging:de wind is intermitterend. Soms waait het, soms niet, en het is moeilijk om meer dan een paar uur van tevoren te voorspellen wat het zal doen. Daarom, windparken (groepen windturbines) hebben meestal twee vermogens:een capaciteitsnummer, en een capaciteitsfactornummer.

Bijvoorbeeld, een windpark kan 200 windturbines bevatten met elk een vermogen van 1,5 megawatt. Het vermogen van dit windpark is 300 megawatt (200 x 1,5), maar hoeveel elektriciteit het daadwerkelijk zal produceren, hangt van veel factoren af, en als je kijkt naar de gemiddelde productie van al die windturbines over een bepaalde periode - meestal een jaar - en dat aantal deelt door het maximale vermogen van al die windturbines, u krijgt het capaciteitsfactornummer.

Dus bijvoorbeeld als ons windpark hierboven werkt met een capaciteit van 30%, het zou op elk moment gemiddeld 100 megawatt produceren. Maar dit betekent niet dat je erop kunt rekenen dat er 100 megawatt uitkomt; op een dag kan het 300 zijn, en op andere kan het 30 zijn. Dit is niet alleen een probleem omdat je veel meer windturbines moet bouwen dan de capaciteitscijfers doen vermoeden (en de media rapporteren meestal capaciteitscijfers, geen capaciteitsfactoren), maar ook vanwege iets anders dat we in de volgende sectie hieronder zullen zien.

Hoe werkt het elektriciteitsnet?

"De opwekking en het verbruik van elektriciteit moeten in evenwicht zijn over het hele net, omdat energie vrijwel direct na de productie wordt verbruikt. Een grote storing in een deel van het net - tenzij snel gecompenseerd - kan ertoe leiden dat de stroom zichzelf omleidt om van de resterende generatoren naar de verbruikers te stromen via transmissielijnen met onvoldoende capaciteit, verdere storingen veroorzaken. Een nadeel van een breed verbonden netwerk is dus de mogelijkheid van een trapsgewijze storing en wijdverbreide stroomuitval." (bron)

Dit betekent dat als de wind stopt met waaien en een windpark stopt met het produceren van elektriciteit, een andere elektriciteitsbron moet de speling opvangen.

Dit probleem kan worden beperkt als u veel windparken heeft verspreid over een groot geografisch gebied, zodat als de wind niet ergens waait, de kans is groot dat het ergens anders waait. Dit helpt, maar lost het probleem niet helemaal op. Onthoud dat het net vraag en aanbod te allen tijde in evenwicht moet houden, dus als de pech het heeft dat er op de meeste van uw windparken op dezelfde dag geen of weinig wind staat, je hebt nog steeds een probleem. Dus, wat zullen we doen?

Wat is de toekomst van windenergie?

Maar wat kunnen we doen om de hoeveelheid schone, overal hernieuwbare energie door de wind wordt opgewekt?

Het eerste dat u moet doen, is transmissie verbeteren . Veel gebieden hebben een overschot van windenergie, maar ze kunnen het verkopen aan andere gebieden die het graag zouden kopen omdat die plaatsen niet met elkaar verbonden zijn. Er zijn ook gebieden waar nieuwe windparken kunnen worden gebouwd, maar dat zijn ze niet omdat er geen transmissielijnen zijn. Een beter distributiesysteem zou het gemakkelijker maken om een ​​tekort aan de ene kant te compenseren door het overschot aan de andere kant aan te boren.

Een andere manier om het elektriciteitsnet meer windenergie te laten verwerken, is door: vorm vraag (betekenis, om te beïnvloeden hoeveel elektriciteit mensen en industrieën gebruiken). Veel ervan kan worden gedaan met behulp van smart grid-technologieën, zoals slimme meters die de prijs van elektriciteit in realtime kunnen variëren (wanneer de prijs hoger is, vraag daalt, wanneer de prijs lager is, vraag stijgt) en om te gaan met de energieverslindende industrie, zodat ze een deel van hun activiteiten timen om optimaal gebruik te maken van de beschikbare energie.

Ten derde, het vergroten van de opslagcapaciteit van het net zou een groot verschil maken. Direct, de meeste stroom moet onmiddellijk worden gebruikt wanneer deze wordt geproduceerd, waarvan slechts een klein deel wordt opgeslagen voor later gebruik (dit kan met de waterreservoirs van waterkrachtcentrales, bijvoorbeeld). Als we meer stroom zouden kunnen opslaan, we kunnen die reserve aanboren als de wind niet waait. De grote uitdaging hier is om opslag te hebben die goedkoop genoeg is om logisch te zijn. Dit kan doorbraken in batterij- of hypercondensatortechnologie vereisen.

Eindelijk, de meest realistische optie lijkt te zijn diversificatie . Windenergie is momenteel de goedkoopste vorm van hernieuwbare energie, maar het zou met andere soorten moeten worden gecombineerd om het intermitterende probleem beter te verminderen. Fotovoltaïsche zonne-energie, thermische zonne-energie, diepe geothermische rots, golf kracht, waterkracht (mits goed gedaan), biomassa, enz. Die hebben we allemaal nodig, samen met een grote drang naar efficiëntie en besparing (het is meestal goedkoper om een ​​watt te besparen dan om een ​​nieuwe te produceren).