Co by provedly větrné a solární farmy se Saharou?
Napsal: pát dub 05, 2019 1:26 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.
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.
.
