Perché non possiamo generare tutta l'elettricità di cui abbiamo bisogno dal vento? Questa è una domanda che sento spesso provenire da persone che stanno iniziando a conoscere le sfide ambientali che ci stanno di fronte, ed è una buona domanda. A prima vista, potrebbe sembrare semplice:stiamo già producendo elettricità pulita utilizzando turbine eoliche, quindi sappiamo che funziona. Perché non costruirne tanti, tanti finché non produciamo abbastanza energia, risolvendo così i problemi causati dalle centrali sporche?

Purtroppo, come spesso accade, la realtà è un po' più complessa di così. Per rispondere a questa domanda, dobbiamo capire meglio come funziona l'energia eolica, e come funziona una rete elettrica. tuffiamoci dentro, lo facciamo?

Come funziona l'energia eolica?

Fin qui tutto bene, ma qui arriva la vera sfida:il vento è intermittente. A volte soffia, a volte no, ed è difficile prevedere con più di poche ore di anticipo cosa farà. A causa di ciò, i parchi eolici (gruppi di turbine eoliche) hanno solitamente due classi di potenza:un numero di capacità, e un numero di fattore di capacità.

Per esempio, un parco eolico potrebbe contenere 200 turbine eoliche da 1,5 megawatt ciascuna. La capacità di questo parco eolico è di 300 megawatt (200 x 1,5), ma quanta elettricità produrrà effettivamente dipende da molti fattori, e se guardi la produzione media di tutte quelle turbine eoliche in un certo periodo di tempo - di solito un anno - e dividi quel numero per la capacità massima di tutte quelle turbine eoliche, ottieni il numero del fattore di capacità.

Quindi per esempio, se il nostro parco eolico sopra funziona al 30% della capacità, produrrebbe una media di 100 megawatt in qualsiasi momento. Ma questo non significa che puoi contare su 100 megawatt in uscita; un giorno potrebbero essere 300, e su altri potrebbe essere 30. Questo è un problema non solo perché è necessario costruire molte più turbine eoliche di quanto i numeri di capacità potrebbero far credere (e i media di solito riportano i numeri di capacità, non fattori di capacità), ma anche per qualcos'altro che vedremo nella prossima sezione in basso.

Come funziona la rete elettrica?

"La produzione e il consumo di elettricità devono essere bilanciati su tutta la rete, perché l'energia viene consumata quasi subito dopo essere stata prodotta. Un grande guasto in una parte della rete, a meno che non venga rapidamente compensato, può far sì che la corrente si reindirizzi per fluire dai restanti generatori ai consumatori su linee di trasmissione di capacità insufficiente, causando ulteriori insuccessi. Uno svantaggio di una rete ampiamente connessa è quindi la possibilità di guasti a cascata e interruzioni di corrente diffuse." (fonte)

Ciò significa che se il vento smette di soffiare e un parco eolico smette di produrre elettricità, qualche altra fonte di elettricità deve recuperare il gioco.

Questo problema può essere mitigato se si dispone di molti parchi eolici distribuiti su una vasta area geografica, in modo che quando il vento non soffia da qualche parte, è probabile che soffi da qualche altra parte. Questo aiuta, ma non risolve completamente il problema. Ricorda che la rete deve bilanciare domanda e offerta in ogni momento, quindi se la sfortuna vuole che non ci sia o poco vento sulla maggior parte dei tuoi parchi eolici lo stesso giorno, hai ancora un problema. Quindi cosa dovremmo fare?

Qual è il futuro dell'energia eolica?

Ma cosa possiamo fare per contribuire ad aumentare la quantità di pulito, energia rinnovabile prodotta dal vento ovunque?

La prima cosa da fare è migliorare la trasmissione . Molte aree hanno un eccedenza di energia eolica ma possono venderla ad altre aree che la comprerebbero volentieri perché quei luoghi non sono interconnessi. Ci sono anche aree dove potrebbero essere costruiti nuovi parchi eolici, ma non lo sono perché non ci sono linee di trasmissione. Un migliore sistema di distribuzione renderebbe più facile compensare un deficit da un lato attingendo all'eccedenza dall'altro.

Un altro modo per consentire alla rete elettrica di gestire più energia eolica sarebbe quello di domanda di forma (significato, influenzare la quantità di elettricità utilizzata dalle persone e dalle industrie). Molto può essere fatto utilizzando le tecnologie smart grid, come i contatori intelligenti che possono variare il prezzo dell'energia elettrica in tempo reale (quando il prezzo è più alto, la domanda diminuisce, quando il prezzo è più basso, la domanda aumenta) e trattare con l'industria assetata di potere in modo che temporizzi alcune delle loro operazioni per sfruttare al meglio l'energia disponibile.

In terzo luogo, aumentare la capacità di stoccaggio della rete farebbe una grande differenza. Proprio adesso, la maggior parte della potenza deve essere utilizzata immediatamente quando viene prodotta, con solo una piccola parte che viene immagazzinata per un uso successivo (questo può essere fatto con i serbatoi d'acqua delle centrali idroelettriche, Per esempio). Se fossimo in grado di immagazzinare più energia, potremmo attingere a quella riserva quando il vento non soffia. La grande sfida qui è disporre di uno spazio di archiviazione abbastanza economico da avere un senso. Ciò potrebbe richiedere innovazioni nella tecnologia delle batterie o degli ipercondensatori.

Finalmente, l'opzione più realistica sembra essere diversificazione . L'energia eolica è il tipo di energia rinnovabile più economico in questo momento, ma dovrebbe essere combinato con altri tipi per mitigare meglio il problema dell'intermittenza. solare fotovoltaico, solare termico, geotermico di roccia profonda, potenza dell'onda, energia idroelettrica (se fatto bene), biomassa, ecc. Abbiamo bisogno di tutti quelli, insieme a una grande spinta per l'efficienza e la conservazione (di solito è più economico risparmiare un watt che produrne uno nuovo).