Wiatr i fotowoltaika w sieci

Porównanie zapotrzebowania na moc z podażą energii odnawialnych w okresie od 1 do 7 czerwca 2018 roku

W poprzedniej notce zamieściłam duże formaty rysunków, które dzisiaj w mniejszej skali posłużą mi do udzielenia odpowiedzi na pytanie o możliwość oparcia bezpiecznej energetyki na zasobach naturalnych - energii wiatrowej i energii słonecznej. 

Rozważania są oparte na danych z jednego tygodnia okresu wiosenno letniego z rekordowym zapotrzebowaniem na moc ustanowionym w poniedziałek 4 czerwca 2018 r. Rekord ten o godz. 13:15 wynosił 23 245 MW. Występuje on w 14. godzinie dnia, w której dostarczono odbiorcom największą ilość energii wynoszącą 22 919 MWh/h. Najniższe zapotrzebowanie na moc wystąpiło w godzinach nocnych w sobotę, 3 czerwca i zostało na wykresie opisane z dokładnością podawaną przez PSE w arkuszach Excel. W analizowanym tygodniu szczyty dobowe z dodatkowymi szczytami około południowymi i słabo zaznaczającymi się w lecie szczytami wieczornymi stanowiły nadbudowę bazy stałego zapotrzebowania, które  można określić na 15 GW. Szczyty letnie różnią się istotnie od szczytów zimowych, których zarys przedstawia obrazek z belki przed tytułem.

W bazie tej energia wiatrowa uczestniczy w zmiennym procencie do 2 GW uzyskiwanych z około 6 GW mocy zainstalowanej w wiatrakach. Na wykresach widać, że w lecie występują codzienne dołki bezwietrzne oraz mniejsze lub większe, a nawet całkiem spore wiatry nocne. Widzimy to najlepiej na "rozerwanym" wykresie dobowej pracy wiatraków z wyraźną doliną w ciągu dnia oraz najwyższą podażą w godzinie duchów, o północy, w przebiegu czarnej linii - uśrednionej podaży energii z całego tygodnia (linia czarna).

Braki wiatru w ciągu dnia letniego mogą rekompensować instalacje fotowoltaiczne. Przykład jednej instalacji daje tego obraz.  Zarówno powszechne i bardziej opłacalne instalacje stacjonarne, jak i zaprezentowany przykład wyników z instalacji na trakerze wpasowują się swą produkcją w okres szczytu letniego. Instalacje te potrzebują jednak dużych powierzchni terenu, kilkadziesiąt metrów kwadratowych na 1 osobę. Gdy dodamy do powierzchni autostrad, dróg, chodników, ścieżek rowerowych, dachów domostw, wybetonowanych podwórek itp. fotowoltaikę stacjonarną - to te drzewa, które ona oszczędza przez produkcję nie będą miały gdzie rosnąć ;-). Rozwój fotowoltaiki widzę w połączeniu z budownictwem. 

Wnioski 

W Polsce bezpieczeństwo stałych dostaw może zapewnić energetyka konwencjonalna, dysponująca odpowiednimi mocami rozłożonymi na wielkie, średnie i małe bloki, z których energetycy umieją zestawić orkiestrę grającą bez fałszowania. Nowe instrumenty wchodzące do zespołu mogą być mile widziane w ograniczonym zakresie. Gwałtowne przyrosty mocy w OZE nie są wskazane. Dane o pracy wiatraków powinny być dostępne dla wszystkich obywateli. Dane o produkcji energii z każdej farmy wiatrowej powinny być traktowane tak samo jak produkcja bloków w elektrowniach zawodowych. Ilustruje to ostatni rysunek przedstawiający pracę wszystkich bloków w Elektrowni Bełchatów.

Ile wiatraków może zastąpić tak stabilną bazę energetyczną? Jeśli komuś marzy się taka podmiana, to czy w jej wyniku środowisko zyska, czy poniesie straty wynikające ze spadku wydajności energetycznej niestabilnie działających elektrowni zawodowych?