Mocowanie z wiatrem

Szczyty dobowe zapotrzebowania na moc 

Dobowe zróżnicowanie zapotrzebowania na moc w dzień i w noc, było dla energetyków znane od dawna. Szczególne przyspieszenie zapotrzebowania mocy występuje w godzinach rannych. Zejście ze szczytu wieczornego jest łagodniejsze. Nigdy jeszcze nie pokazywałam górzystego krajobrazu energetycznego Polski od poziomu morza. Dziś właśnie jest ten dzień, w którym zadecydowałam się przedstawić na obrazku 13-dniowy pełny wymiar zapotrzebowania na moc wraz z najsilniejszym źródłem energii OZE - wiatrem. Ten obraz w niczym nie przypomina obrazka z belki startowej, na którym pokazane są mocno spłaszczone szczyty dobowe na moc. 

Krajowe zapotrzebowania na moc w ciągu doby przedstawia się w nowej perspektywie jak słup soli lub cukru, zerodowany dogłębnie w swoim szczycie.Trzynaście słupów przytula się do siebie, bo dane z godziny 24 przechodzą w dane z godziny 1 dnia następnego. Przy takim oglądzie danych spadek aktywności nocnej ludzi objawia się głębokimi szczelinami, które tak łagodnie wyglądają na obrazkach wykonanych w innej skali. 

Zielone trawiaste pagórki u stóp szarych, nieprzyjaznych turystycznie gór, przedstawiają energię pozyskaną z wiatru. Wiatr na tym rysunku wygląda interesująco, woła wręcz: Łap mnie!

Gdy popatrzymy na produkcję energii wiatrowej w sposób prezentowany na wykresach miesięcznych powracają opisywane przeze mnie obiekcje. Mając na uwadze eliminowanie kopalin energetycznych w dość bliskim czasie, warto robić szkice dotyczące tej przyszłości oraz drogi do jej dochodzenia. Na drugim  rysunku pokazałam w skali przewyższonej górzystą generację energii z wiatraków oraz niwelowanie terenu przez zrzucenie czubków gór do uzyskania równiny o wysokości 2500. Wysokość ta powinna wynosić 2566, ale operacja ta miała na celu pokazanie magazynowania energii na okresy bezwietrzne. Obniżenie wydajności średniej po niwelacji potraktowałam umownie za koszt magazynowania w jednostkach energii.

Hola! Hola! Nie tak prosto! Nie tak szybko!

Pięciokrotne zwiększenie mocy wiatraków kolejnym krokiem ku przyszłości

Przedstawione w poprzednim rozdziale rzeczywiste dane dotyczące udziału wiatraków w zaspokojeniu zapotrzebowania na moc w okresie każdej doby posłużyły mi do wirtualnego wzrostu mocy zainstalowanych w wiatrakach. Pięciokrotne zwiększenie mocy wiatraków daje sumę mocy wiatrowej zbliżoną do zapotrzebowania na moc w początkach stycznia 2019 roku. Podam na początku to co wiem z analizy danych PSE: 

Zapotrzebowanie sumaryczne z 13 dni = 6420 GWh - 100%

Sumaryczna generacja źródeł wiatrowych = 786 GWh - 12,2%

Zapotrzebowanie pokryte z innych źródeł = 5634 GWh - 87,8%

Przypatrzymy się teraz wykresom futurystycznym, które pozwolą nam ocenić bezkolizyjną współpracę wiatraków z źródłami konwencjonalnymi. Mnożnik dobrany przeze mnie pozwolił na dostrzeżenie na wykresach trzech pól:

1. zielonej energii z wiatraków
2. szarej energii ze źródeł konwencjonalnych 
3. żółtej energii z wiatru wymagającej magazynowania. 

 Pola żółte (energia do zmagazynowania) występują tylko w dni świąteczne. W ciągu 13 dni z wiatru uzyska się 3930 GWh energii (ponad 60% zapotrzebowania. Część tej energii będzie magazynowana, w związku z czym elektrownie konwencjonalne będą pokrywały zapotrzebowanie na moc powyżej 40%. Do ustalenia pozostaje wpływ nieregularnych dostaw energii wiatrowej na obniżenie wydajności turbin konwencjonalnych. Zwiększenie mocy elektrowni wiatrowych do 25 GW wymaga 100% ubezpieczania ciągłości dostaw energii taką samą mocą elektrowni konwencjonalnych jaką dysponuje się obecnie. 

• Pięciokrotne zwiększenie mocy wiatraków pozwoli na osiągnięcie około 55% pokrycia zapotrzebowania mocy. 
• Będą zdarzały się dni, w których prawie całość pokrycia zapotrzebowania spadnie na energetykę konwencjonalną.

Jest to najprostsze rozważanie, które pozwoliło mi na pokazanie problemów, które ludzkość będzie napotykać w okresie zamieniania konwencjonalnych źródeł energii na elektrownie wiatrowe. Przedstawiony wyżej obraz nie uwzględnia postępu technicznego w budowie turbin wiatrowych. 

Charakterystyka mocy nowego wiatraka porównana ze starszymi

Charakterystyka pracy 4,5 MW turbiny porównana do charakterystyk innych turbin, może budzić w nas nadzieję, że uda się ludzkości dokonać podmiany w źródłach energii, oczekiwanej od lat siedemdziesiątych ubiegłego stulecia. Po szczegóły odsyłam czytelników do źródła pozyskania tego rysunku (na dole linkowanej strony). Takie turbiny mogą znacznie zniwelować głębokie doły przy małych wiatrach oraz ograniczyć produkcję energii śmieciowej powstającej przy dużych wiatrach przez redukcję mocy o połowę.   

Spieszmy się powoli