science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Hoe klimaatverandering windenergie beïnvloedt

Veranderingen van de gemiddelde jaarlijkse windenergieproductie (Eout, in procenten) in Europa van 2071 tot 2100 vergeleken met 1971 tot 2000. Credit:Moemken et al. (2018), onder redactie van J. Mömken, KIT

Klimaatverandering vormt een grote uitdaging voor de productie van windenergie in Europa. Dit is de conclusie van een studie uitgevoerd door onderzoekers van het Karlsruhe Institute of Technology (KIT) met behulp van ruimtelijke en temporeel sterk opgeloste klimaatmodellen. De gemiddelde windenergieproductie van het hele Europese continent zal tegen het einde van de 21e eeuw slechts in geringe mate veranderen. Echter, sterkere seizoensfluctuaties en een frequenter optreden van lage windfasen worden verwacht.

Elektriciteit uit hernieuwbare bronnen draagt ​​nu al een groot deel bij aan de Europese energievoorziening. In het kader van de energietransitie het aandeel van regeneratieve bronnen in de Duitse energiemix zal verder worden vergroot. Windenergie is een veelbelovende duurzame energiebron gebleken. Nog altijd, aangezien de productie van windenergie sterk wordt beïnvloed door de heersende weers- en klimaatomstandigheden, het is onderhevig aan zowel kortetermijnschommelingen als klimaatverandering. Wetenschappers van de Regional Climate and Weather Hazards-groep van KIT's Institute of Meteorology and Climate Research – Troposphere Research Division (IMK-TRO), samen met onderzoekers van de Universiteit van Keulen, analyseerde regionale klimaatprojecties om toekomstige veranderingen van windsnelheden en windenergiepotentieel in Europa tot het einde van deze eeuw te bestuderen. De resultaten zijn nu gepubliceerd in de Journal of Geophysical Research:Atmosferen .

Voor hun studie de onderzoekers gebruikten een modelensemble met een hoge ruimtelijke en temporele resolutie, die is gebaseerd op simulaties van het Europese klimaatmodelleringsproject EURO-CORDEX (Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment – ​​European Domain). CORDEX is de regionale bijdrage aan het IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). De ruimtelijke resolutie is twaalf kilometer, en de tijdelijke resolutie is drie uur. Dit maakt een nauwkeurigere kwantificering van de windenergieproductie op regionale schaal mogelijk. Voor de berekeningen is Er wordt uitgegaan van een typische windenergiecentrale met een ashoogte van 100 m.

Uit de analyse blijkt dat tegen het einde van de 21e eeuw voor Europa slechts kleine variaties in de gemiddelde windenergieproductie op continentale schaal te verwachten zijn. Deze variaties moeten binnen het bereik van plus/min 5% blijven. "Voor sommige landen echter, veel grotere veranderingen in het bereik van plus/min 20% kunnen worden verwacht", zegt professor Joaquim G. Pinto, die de groep "Regional Climate and Weather Hazards" leidt bij IMK-TRO. "Bovendien, deze veranderingen kunnen onderhevig zijn aan sterke seizoensfluctuaties."

Volgens de studie, een grotere variabiliteit van de windenergieproductie op verschillende tijdschalen is te verwachten voor grote delen van centraal, en Oost-Europa, van dagelijkse tot jaarlijkse tijdschalen. Windsnelheden die optimaal zijn voor energieopwekking zullen naar verwachting iets minder vaak voorkomen boven de zeegebieden. Tegelijkertijd, boven continentaal Europa worden vaker lage windfasen met windsnelheden van minder dan 3 m per seconde verwacht. Dit zal de volatiliteit van de windenergieproductie verder vergroten.

Volgens de prognoses klimaatverandering zal de productie van windenergie in verschillende gebieden op verschillende manieren beïnvloeden. "In de Baltische staten en de Egeïsche Zee, windenergieproductie kan profiteren van klimaatverandering, " zegt Julia Mömken, die lid is van de groep "Regional Climate and Weather Hazards" van IMK-TRO. "Daarentegen, negatieve effecten worden verwacht voor Duitsland, Frankrijk, en het Iberisch schiereiland." De verwachte veranderingen brengen grote uitdagingen met zich mee voor de productie van windenergie in Europa. passende tegenmaatregelen, zoals een uitgebreider gebruik van gedecentraliseerde windenergieproductie en een uitgebreider en betrouwbaarder Europees elektriciteitsdistributienet, zouden de effecten van klimaatverandering op de windenergieproductie kunnen verminderen.