Een van de uitdagingen met zonne- en windenergie is dat, op een willekeurige dag, de zon schijnt niet altijd, en de wind waait niet altijd wanneer we dat willen. Nutsvoorzieningen, uitzoomen, onderzoekers van Columbia's Earth Institute hebben ontdekt dat hetzelfde kan gelden op de schaal van jaren tot decennia.

Klimaatpatronen op de lange termijn zoals El Niño "kunnen veranderen waar de wind waait en waar de zon schijnt" gedurende één tot tien jaar per keer, zegt studie auteur David Farnham, die het onderzoek bij het Columbia Water Center voltooide. Het werk van Farnham is het eerste dat benadrukt wat deze langetermijnpatronen kunnen betekenen voor de opwekking van hernieuwbare energie.

Farnham presenteerde zijn bevindingen, die zijn gebaseerd op Amerikaanse gegevens van de afgelopen 50-70 jaar, tijdens de bijeenkomst van de American Geophysical Union in Washington, D.C. op dinsdag. Het onderzoek staat op het punt te worden voorgelegd aan een peer-reviewed tijdschrift, en is co-auteur van Upmanu Lall van het Columbia Water Center en Vijay Modi van Columbia's Department of Earth and Environmental Engineering en Department of Mechanical Engineering. Farnham is nu een postdoc bij de Carnegie Institution for Science.

"Een van de belangrijkste bevindingen is dat deze variaties in elektriciteitsopwekking van jaar tot jaar en van decennium tot decennium erg groot kunnen zijn, "zegt hij. In een decennium, windenergie voldoet misschien maar aan 61 tot 98 procent van de vraag naar verwarming en koeling van een gebied, geef dan 129 tot 200 procent in het volgende decennium. Deze variaties lijken verband te houden met klimaatpatronen op de lange termijn, zoals de El Niño Southern Oscillation, de Noord-Atlantische Oscillatie, en de Pacific Decadale Oscillatie.

Naast het aanpassen van het aanbod van wind- en zonne-energie, klimaatschommelingen kunnen de vraag naar het elektriciteitsnet beïnvloeden, door de behoefte aan verwarming en koeling in onze huizen en kantoren te beïnvloeden.

Het team ontdekte dat de relatie tussen vraag en aanbod complex kan zijn. Soms stijgen vraag en aanbod tegelijkertijd. Bijvoorbeeld, als de lucht gedurende meerdere jaren helderder is dan normaal, de opwekking van zonne-energie zal toenemen, maar dat geldt ook voor de vraag naar airconditioning. Alternatief, als wind in de winter over het algemeen warme lucht naar een gebied voert, dan zou gebrek aan wind de vraag naar verwarming kunnen vergroten op dezelfde locatie waar het aanbod van windenergie lager is dan normaal.

Inzicht in de invloed van deze klimaatcycli op vraag en aanbod kan van groot belang zijn voor energiebedrijven. Niet alleen kan het klimaat van invloed zijn op welk type hernieuwbare energie prioriteit moet krijgen in een bepaald gebied, maar ook de financiële gegevens en projectplanningsdetails van de bedrijven met betrekking tot energieopslag en -transmissie.

Met slimme planning en onderling verbonden systemen, deze klimaatschommelingen hoeven geen noemenswaardige verstoringen van het elektriciteitsnet te veroorzaken. Elektriciteitsbedrijven kunnen de fluctuaties opvangen door opwekkingsfaciliteiten te spreiden over gebieden die verschillend worden beïnvloed door dezelfde klimaatfenomenen. Of, als het nutsbedrijf weet dat El Niño gewoonlijk zonne-energie vermindert, maar de opwekking van windenergie in Atlanta verhoogt, GA, bijvoorbeeld, dan zou de integratie van beide soorten boerderijen in het net kunnen helpen om de elektriciteitsvoorziening te egaliseren. Het onderzoek adviseert bedrijven om langetermijngegevens te gebruiken om deze trends te ontdekken.

Nu het Amerikaanse elektriciteitsnet een groenere toekomst tegemoet gaat, waarbij sommige grote steden ernaar streven het grootste deel van hun energie binnen enkele decennia uit hernieuwbare energiebronnen te halen, Farnham zegt dat het begrijpen en verantwoorden van klimaateffecten "steeds belangrijker zal worden om te overwegen".

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.