Fórum | MyPower.CZ | Obnovitelné zdroje energie - energetická soběstačnost | Poslední návštěva: úte říj 22, 2019 6:48 am


Co by provedly větrné a solární farmy se Saharou?

Novinky na MyPower.CZ, podpora, návrhy, nápady, náměty, stížnosti ...

Co by provedly větrné a solární farmy se Saharou?

Příspěvekod karelkilian » pát dub 05, 2019 12:26 pm

Dobrý den všem!

Protože je pátek, připravili jsme pro Vás další článek k zamyšlení a případné diskuzi.

Pěkný pátek přeji!
Karel Kilián

Co by provedly větrné a solární farmy se Saharou?

Pokud jste někdy přemýšleli nad otázkou, jak řešit problém znečišťování ovzduší kvůli výrobě elektřiny, pravděpodobně jste narazili na nejednu otázku „Co kdyby?“ Podobně se ptali i vědkyně a vědci z University of Maryland - Yan Li, Eugenia Kalnay a Safa Motesharrei.

Otázka konkrétně zněla: co by se stalo se Saharou, kdybychom na ní nainstalovali tolik slunečních a větrných elektráren, aby dokázaly pokrýt energetické potřeby celého světa? Ptáte se, proč právě na Saharu? Především proto, že jsou zde obrovské a de facto nevyužívané plochy a dostatek slunečního záření i větru.

Jenže jak se ukázalo, klima v této oblasti je velice citlivé na jakékoli změny. Pociťují to například obyvatelé oblasti regionu Sahel, rozkládajícího se na pomezí Sahary a vlhčí oblasti na jihu. Jen malé změny v atmosféře zde zásadně ovlivňují klima, které může být velmi suché, ale i bohaté na dešťové srážky.

Napověděly experimenty

A protože studie, provedené v jiných oblastech, ukázaly, že větrné a solární farmy mohou mít vliv na lokální počasí, určitě není marné zabývat se tím, jaký by mohly mít dopad v severní Africe. Právě to bylo cílem vědecké studie, publikované v časopise Science.

Protože na modelech lze zkoušet i těžko představitelné situace, rozhodli se vědci virtuálně umístit na Saharu tolik „větrníků“ a „solárů“, aby jejich výkon pokryl energetickou potřebu celého světa. Simulovali umístění větrných farem s výkonem tři terrawatty a solárních polí s výkonem 79 terrawattů.

Celkově by takový projekt znamenal nutnost zabrat těžko představitelných devět milionů čtverečních kilometrů pokrytých větrnými a solárními farmami. Pro lepší představu tato plocha odpovídá 114násobku rozlohy naší republiky.

Zcela nepochybný nárůst

Výsledky byly poměrně překvapivé. I když větrné elektrárny měly na celkovém objemu produkované energie jen malý podíl, model ukázal jejich zásadnější dopad na klima. Průměrná teplota v regionu se zvýšila přibližně o 2 ° C, a to především proto, že během noci neklesaly teploty a nedocházelo tak k ochlazování. Srážky se mezitím zhruba zdvojnásobily.

Vědci tedy z modelové simulace vyřadili všechny „větrníky“ a experiment provedli pouze se solárními farmami. Výsledky ukázaly oteplení o 1 ° C, které tentokrát bylo způsobeno hlavně vyššími odpoledními teplotami. Stranou bychom neměli nechat ani zvýšení objemu dešťových srážek o 50 %.

Výsledky pro kombinaci využívání obou obnovitelných zdrojů energie ukázaly ještě vyšší hodnoty - průměrná teplota vzrostla o 2,7 ° C a dešťové srážky o celých 150 %.

Proč se to děje?

Procesy, ovlivňující počasí, jsou pro větrné a solární farmy mírně odlišné. Větrné elektrárny v tomto měřítku v podstatě „zdrsňují“ povrch, zpomalují rychlost větru a mění směšování vzduchu nad zemí se vzduchem těsně nad ním.

Pomalejší větry jsou méně ovlivňovány silami, souvisejícími s otáčením Země. Konečným výsledkem je, že vzduch má tendenci stoupat vzhůru, čímž se zvyšuje vlhkost, která vlivem ochlazení ve vyšších vrstvách kondenzuje do dešťových mraků.

Solární panely naopak odrážejí méně slunečního světla než původní pouštní písek. To způsobuje povrchové oteplování vzduchu a jeho stoupání vzhůru. Další efekt je pak podobný: vyšší vlhkost, ochlazení a kondenzace s následnou tvorbou dešťových mraků.

Prostor pro zeleň

Zajímavé je zjištění, jak vegetace v tomto klimatickém modelu reaguje na změny počasí a jak je sama ovlivňuje. Více deště by samozřejmě znamenalo více rostlin a stromů. Vegetace účinně absorbuje půdní vlhkost a uvolňuje ji jako vodní páru do atmosféry. Rostliny - stejně jako solární panely - také odrážejí méně slunečního světla.

Ukazuje se, že pouze polovina simulovaných teplotních vlivů a jen asi 20% nárůst srážek je přímo způsobena větrnými a solárními farmami. Zbytek je následek bující vegetace, kterou by vybudování a provozování energetických farem přineslo.

Pokud bychom tedy na Saharu umístili takový objem zařízení, využívající energii z obnovitelných zdrojů, zbavili bychom se globálního dopadu našeho energetického systému na klima. Kromě toho bychom ale proměnili zdejší podnebí natolik, že by tu místo pouště byla možná i velmi bujná vegetace.

Funguje to jen na Sahaře

Samozřejmě existuje milión logických důvodů, proč to není zvlášť praktický nebo pravděpodobný scénář. Výzkumníci také zdůrazňují, že čím účinnější jsou solární panely, tím menší je jejich vliv na lokální teplotu.

Odborníci také zkusili simulovat vliv velkých větrných a solárních farem při umístění v jiných pouštích, ale zdaleka nedosáhli výsledků jako na Sahaře. Roli hraje kombinace velikosti, umístění a zbarvení povrchu země, což činí tento region jedinečně citlivým na faktory ovlivňující počasí.

Umíte si představit, že by místo Sahary rostla bujná vegetace?

Zdroj: arstechnica.com.
karelkilian
 
Příspěvky: 45
Registrován: úte pro 11, 2018 1:22 pm

Re: Co by provedly větrné a solární farmy se Saharou?

Příspěvekod tomas » pát dub 05, 2019 1:09 pm

"Solární panely naopak odrážejí méně slunečního světla než původní pouštní písek. To způsobuje povrchové oteplování vzduchu a jeho stoupání vzhůru"
Tím chtějí vědkyně a vědci z University of Maryland - Yan Li, Eugenia Kalnay a Safa Motesharrei říct že písek je účinnější "zrcadlo" než je účinnost přeměny světla na elektřinu ve fotovoltaických panelech? S jakou účinností počítali a při jaké účinnosti se to láme nebo snad zapomněli na zákon zachování energie? Nebo snad chtějí tvrdit že v hromadě písku uvidím lépe svůj odraz než na fotovoltaickém panelu?
Uživatelský avatar
tomas
 
Příspěvky: 1868
Registrován: pon bře 07, 2011 11:05 am
Bydliště: Třinec

Re: Co by provedly větrné a solární farmy se Saharou?

Příspěvekod mypower.cz » pát dub 05, 2019 2:38 pm

tomas píše:"Solární panely naopak odrážejí méně slunečního světla než původní pouštní písek. To způsobuje povrchové oteplování vzduchu a jeho stoupání vzhůru"
Tím chtějí vědkyně a vědci z University of Maryland - Yan Li, Eugenia Kalnay a Safa Motesharrei říct že písek je účinnější "zrcadlo" než je účinnost přeměny světla na elektřinu ve fotovoltaických panelech? S jakou účinností počítali a při jaké účinnosti se to láme nebo snad zapomněli na zákon zachování energie? Nebo snad chtějí tvrdit že v hromadě písku uvidím lépe svůj odraz než na fotovoltaickém panelu?


Vsechny 3 uvedene autory studie lze kontaktovat na mail a zeptat se.
http://science.sciencemag.org/content/361/6406/1019 -> odkaz: "See all authors and affiliations." -> "Corresponding author: Email:"

:))

EDIT: k clanku me spise napadlo, co by takova hypoteticka premena sahary udelala se zbytkem planety. Jestli by "sahara" nezacala vznikat jinde. Ale to uz je coby kdyby. Stoprocentne zahrnout vsechny faktory vstupujici do danych deju asi nelze, takze vysledek je nejisty s nejistotou umernou poctu nezahrnutych faktoru o kterych vypocetni model nema zatim ani tucha.
Podpořte MyPower.CZ | 2.24kWp FVE | MyPower MicroLog2 | Podzimní sraz 21.9.2019 (PDF)
BTC support 37uvSpUKTCmcJZD9bs8ZWhdrubxBxRZSuT | LTC support LPYitoWPn3k5PqWBWmuzbcwj344THtZ7q2
Uživatelský avatar
mypower.cz
Site Admin
 
Příspěvky: 3714
Registrován: pát bře 04, 2011 11:36 am

Re: Co by provedly větrné a solární farmy se Saharou?

Příspěvekod rva » pát dub 05, 2019 3:46 pm

Odrazivost pouště (albedo) je dle obrázku na https://cs.wikipedia.org/wiki/Albedo asi 28%.
Odrazivost FV panelu je dle https://oze.tzb-info.cz/fotovoltaika/13878-zjednoduseny-bilancni-vypocet-rocnich-prinosu-fotovoltaickych-instalaci asi 5%. Tedy více dopadající energie se odrazí zpět od pouště, než od FV panelů.
Je to i pochopitelné - FV panely se navrhují tak, aby maximum dopadající energie zachytily a přeměnily na elektřinu. A co nepřemění na elektřinu, z toho udělají teplo. A víme to vlastně i z toho, jak horký FV panel na Slunci je. Je teplejší, než fasáda pískové barvy a mnohem teplejší, než bílá fasáda.
Stejně tak i fototermika vyžaduje co nejtmavší plochu, aby se maximum energie zachytilo.
_______________________________________________________________________
14kWp, 48V LiFePo4 350Ah,
EPSolar 60A/150V ET6415N + Axpert pwm 4kW PIP4048HS + Axpert mppt 4kW PIP4048MS
rva
 
Příspěvky: 1474
Registrován: úte dub 23, 2013 9:21 am

Re: Co by provedly větrné a solární farmy se Saharou?

Příspěvekod kodl69 » pát dub 05, 2019 4:42 pm

Jasně, ale 15-18% z té dopadající energie odejde po drátech pryč, a další věc je to, že panely sice budou horký, ale nebude se tolik ohřívat povrch země, protože panely asi nebudou ležet na zemi. Naopak by se mohla víc rozjet konvekce vzduchu, která zem ochladí tím, že se nad poušť natáhne studenější a vlhčí vzduch od moře. Ale je to jenom co kdyby jak kdyby...
ostrov 4600Wp neustále ve stádiu zrodu: 6x noark CHSM6610P250, 6x250Wp z I4wifi, 6xTratek 275Wp, 4x auria 120Wp, midnite classic 150 lite+whizbang jr., 16S a různě P cca 300Ah Winston, Powerjack 8kW (reálně 6kW po úpravě). 48V DC rozvody a spotřebiče.
kodl69
 
Příspěvky: 3952
Registrován: sob črc 19, 2014 7:56 pm

Re: Co by provedly větrné a solární farmy se Saharou?

Příspěvekod tomas » pát dub 05, 2019 9:02 pm

rva píše:Odrazivost pouště (albedo) je dle obrázku na https://cs.wikipedia.org/wiki/Albedo asi 28%.
Odrazivost FV panelu je dle https://oze.tzb-info.cz/fotovoltaika/13878-zjednoduseny-bilancni-vypocet-rocnich-prinosu-fotovoltaickych-instalaci asi 5%. Tedy více dopadající energie se odrazí zpět od pouště, než od FV panelů.
Je to i pochopitelné - FV panely se navrhují tak, aby maximum dopadající energie zachytily a přeměnily na elektřinu. A co nepřemění na elektřinu, z toho udělají teplo. A víme to vlastně i z toho, jak horký FV panel na Slunci je. Je teplejší, než fasáda pískové barvy a mnohem teplejší, než bílá fasáda.
Stejně tak i fototermika vyžaduje co nejtmavší plochu, aby se maximum energie zachytilo.


Že je něco teplejší ještě neznamená že to zachytilo a obsahuje více tepelné energie. Po západu slunce je FV panel během pár minut studený jako okolí, kdežto fasáda domu (i v pískové barvě nebo bílé) na kterou svítilo celý den slunce vydává teplo několik hodin potom co slunce zapadlo. To je ta zachycená a akumulovaná energie.
Fasáda možná nemá takovou teplotu, ale je to hlavně proto že je hmotnější a teplota na ní narůstá pomalu.
Navíc teplejší těleso vyzařuje (odráží) více tepelné energie, takže pokud jsou panely teplejší než stěna musí také více tepla vyzařovat.
Když vezmu foťák a vyfotím s bleskem hromadu písku tak tam žádný odraz nevidím, ale když vyfotím kolmo fotovoltaický panel tak foťák bude zahlcen odrazem blesku od panelu. Takže co odráží více světla?
Uživatelský avatar
tomas
 
Příspěvky: 1868
Registrován: pon bře 07, 2011 11:05 am
Bydliště: Třinec

Re: Co by provedly větrné a solární farmy se Saharou?

Příspěvekod Matess » stř dub 10, 2019 3:44 pm

podle mě nejzajímavější koncept byl prstenec ze solárních panelů kolem celé země
Matess
 
Příspěvky: 642
Registrován: pon zář 09, 2013 4:16 pm
Bydliště: Šumperk

Re: Co by provedly větrné a solární farmy se Saharou?

Příspěvekod rottenkiwi » stř dub 10, 2019 3:53 pm

Lepšia by bola guľa okolo celého Slnka a von by to prepúšťalo už len zbytok z tých 72 % úč. panelov.

To by bolo toľko energie, že by sa s tým Slnkom dalo aj niekde letieť :)
Dělej vše, jak nejlépe dovedeš. Ale ne lépe. 4. dohoda.
Si anode Spectrum BMS SEI formation Float Ochrana High SOC deg. MPPT Život Radko
Uživatelský avatar
rottenkiwi
 
Příspěvky: 2924
Registrován: pát úno 13, 2015 2:24 pm
Bydliště: SO, SK


Zpět na MyPower.CZ

Kdo je online

Uživatelé procházející toto fórum: CC [Bot] a 0 návštevníků

Reputation System ©'