نيروي باد در مقياس بزرگ به زمين بيشتري احتياج دارد و باعث مي شود تا بيشتر از آنچه قبلاً تصور مي شد ، تأثيرات اقليمي بگذارد
وقتي صحبت از توليد انرژي مي شود ، متأسفانه هيچ چيز به عنوان ناهار رايگان وجود ندارد.
از آنجا كه جهان گذار در مقياس بزرگ خود را به سمت منابع انرژي كم كربن آغاز مي كند ، بسيار مهم است كه جوانب مثبت و منفي هر يك از آنها به خوبي درك شود و تأثيرات زيست محيطي انرژي تجديدپذير ، كوچك كه ممكن است در مقايسه با زغال سنگ و گاز باشد ، در نظر گرفته شده اند.
در دو مقاله منتشر شده در نامه تحقيقات زيست محيطي و ژول محققان دانشگاه -Harvard پيدا است كه انتقال به باد يا خورشيدي قدرت در ايالات متحده مي منطقه پنج تا 20 برابر بيشتر از زمين از آنچه قبلا تصور، و اگر چنين مقياس بزرگ نياز مزارع بادي شد ساخته شده ، دماي متوسط سطح بيش از قاره ايالات متحده را 0.24 درجه سانتيگراد گرم مي كند.
ديويد كيت ، استاد فيزيك كاربردي گوردون مك كي ، در دانشكده مهندسي و علوم كاربردي هاروارد جان A. پالسون (SEAS) گفت: "باد با هر اندازه گيري از محيط زيست ذغال سنگ مي كشد ، اما اين بدان معنا نيست كه تأثيرات آن ناچيز است." نويسنده ارشد مقالات. "ما بايد به سرعت از سوخت هاي فسيلي فاصله بگيريم تا انتشار گازهاي كربن متوقف شود. با انجام اين كار ، بايد بين فن آوري هاي مختلف كم كربن ، انتخاب هايي انجام دهيم كه همه اينها داراي تأثيرات اجتماعي و زيست محيطي هستند."
كيت همچنين استاد سياست هاي عمومي در مدرسه هاروارد كندي است.
يكي از اولين اقدامات براي درك تأثيرات زيست محيطي فن آوري هاي تجديدپذير ، درك چگونگي مساحت زمين براي تأمين نيازهاي انرژي آينده ايالات متحده است. حتي با شروع تقاضاي انرژي امروز ، مساحت زمين و تراكم قدرت مرتبط با آن مورد نياز مدتهاست كه توسط كارشناسان انرژي مورد بحث قرار گرفته است.
در تحقيقات قبلي ، كيت و همكاران خود از ظرفيت توليد مزارع بادي در مقياس بزرگ استفاده كردند و نتيجه گرفتند كه توليد نيروي باد در دنياي واقعي بيش از حد تخمين زده شده است زيرا آنها غفلت مي كردند كه دقيقاً از تعامل بين توربين ها و جو استفاده كنند. در تحقيقات سال 2013 ، كيت توضيح داد كه چگونه هر توربين بادي "سايه باد" را در پشت خود ايجاد مي كند و در آنجا هوا با پره هاي توربين كاهش يافته است. امروزه مزارع بادي در مقياس تجاري ، توربين هاي فضايي را به دقت مورد استفاده قرار مي دهند تا از تأثير اين سايه هاي بادي كاسته شوند ، اما با توجه به اين انتظار كه مزارع بادي همچنان با افزايش تقاضا براي برق ناشي از باد ، از گسترش و تعامل و تأثيرات آب و هوايي مرتبط جلوگيري كنند.
با اين حال ، آنچه از اين تحقيقات قبلي گم شده بود ، مشاهدات براي پشتيباني از مدل سازي بود. سپس ، چند ماه پيش ، سازمان زمين شناسي ايالات متحده با استفاده از اين مجموعه داده ، مكان 57636 توربين بادي در اطراف ايالات متحده را منتشر كرد و در تركيب با چندين پايگاه داده ديگر دولت آمريكا ، كيت و همكار فوق ليسانس لي ميلر توانستند چگالي توان 411 را تعيين كنند. مزارع بادي و 1150 نيروگاه خورشيدي فتوولتائيك كه در ايالات متحده آمريكا در سال 2016 فعاليت مي كنند.
ميلر گفت: "در مورد باد ، ما فهميديم كه چگالي متوسط انرژي يعني سرعت توليد انرژي تقسيم شده توسط منطقه احاطه كننده نيروگاه بادي - 100 برابر كمتر از تخمين هاي برخي از متخصصان برجسته انرژي است." نويسنده اول هر دو مقاله. اكثر اين تخمين ها تعامل توربين و جو را در نظر نگرفتند. "براي يك توربين بادي جدا شده ، فعل و انفعالات مهم نيستند ، اما هنگامي كه مزارع بادي بيش از پنج تا 10 كيلومتر عمق داشته باشند ، اين تعامل ها تأثير عمده اي بر روي تراكم قدرت."
چگالي قدرت باد مبتني بر مشاهدات نيز بسيار پايين تر از تخمين هاي مهم وزارت انرژي ايالات متحده (DOE) و هيئت بين دولتي در مورد تغيير آب و هوا (IPCC) است.
براي انرژي خورشيدي ، ميانگين چگالي توان (اندازه گيري شده در وات بر متر مربع) 10 برابر بيشتر از انرژي باد است ، اما همچنين بسيار پايين تر از تخمين هاي كارشناسان برجسته انرژي است.
اين تحقيق نشان مي دهد كه مزارع بادي نه تنها به زمين هاي بيشتري احتياج دارند تا به اهداف انرژي تجديد پذير پيشنهادي برسند بلكه در چنين مقياس وسيع ، به يك بازيگر فعال در سيستم آب و هوا تبديل مي شوند.
سوال بعدي ، همانطور كه در ژورنال ژول مورد بررسي قرار گرفت ، اين بود كه چنين مزارع بادي در مقياس بزرگ چه تأثيري بر سيستم آب و هوايي خواهد گذاشت.
براي برآورد تأثيرات انرژي باد ، كيت و ميلر با استفاده از يك مدل استاندارد پيش بيني آب و هوا ، يك پايه را براي شرايط اقليمي 2012-2014 آمريكا ايجاد كردند. سپس ، آنها يك سوم قاره آمريكا را با توربين هاي بادي كافي براي پاسخگويي به تقاضاي برق فعلي ايالات متحده پوشش دادند. محققان دريافتند كه اين سناريو دماي سطح قاره آمريكا را 0.24 درجه سانتيگراد گرم مي كند و بيشترين تغيير در شب اتفاق مي افتد كه دماي سطح تا 1.5 درجه سانتيگراد افزايش مي يابد. اين گرم شدن نتيجه توربين هاي بادي است كه بطور فعال جو را در نزديكي زمين و در ارتفاع بالا مخلوط مي كنند و همزمان از حركت جو خارج مي شوند.
اين تحقيق بيش از ده مطالعه ديگر را كه گرمايش در نزديكي مزارع بادي عملياتي ايالات متحده را مشاهده كردند ، پشتيباني مي كند. ميلر و كيت شبيه سازي هاي خود را با مطالعات مشاهده اي ماهواره اي مبتني بر ماهواره در شمال تگزاس مقايسه كردند و دريافتند كه دماي هوا تقريباً مداوم است.
ميلر و كيت سريع مي گويند بعيد است كه ايالات متحده به اندازه انرژي بادي كه سناريوي خود را شبيه سازي مي كند ، توليد كند ، اما گرمايش موضعي در پيش بيني هاي حتي كوچكتر اتفاق مي افتد. سوال بعدي اين است كه بدانيد چه زمان فوايد فزاينده كاهش توليد گازهاي گلخانه اي تقريباً برابر با تأثيرات فوري انرژي باد است.
محققان دانشگاه هاروارد دريافتند كه اثر گرم شدن در قاره آمريكا ناشي از توربين هاي بادي در واقع بزرگتر از تأثير كاهش انتشار در قرن اول فعاليت آن است. اين امر به اين دليل است كه تأثير گرمايش بيشتر در مزرعه بادي محلي است ، در حالي كه غلظت گازهاي گلخانه اي بايد قبل از تحقق اين مزايا در سطح جهاني كاهش يابد.
ميلار و كيت محاسبه انرژي خورشيدي را تكرار كردند و دريافتند كه تأثيرات اقليمي آن ده برابر كمتر از باد است.
كيت مي گويد: "تأثيرات مستقيم آب و هوايي انرژي باد فوري است ، در حالي كه فوايد كاهش انتشار به آرامي جمع مي شود." "اگر ديدگاه شما 10 سال آينده باشد ، در واقع انرژي باد از بعضي جهات تأثير آب و هوا بيشتر از زغال سنگ يا بنزين است.
كيت گفت: "كار نبايد به عنوان يك نقد اساسي در مورد قدرت باد تلقي شود." "برخي از تأثيرات آب و هوايي باد سودمند خواهد بود. چندين مطالعه جهاني نشان مي دهد كه انرژي بادي مناطق قطبي را خنك مي كند. در عوض ، كار بايد به عنوان اولين قدم براي جدي تر شدن در مورد ارزيابي اين تأثيرات براي همه تجديدپذيرها ديده شود. اميدواريم كه مطالعه ما ، همراه با مشاهدات مستقيم اخير ، نقطه عطفي را علامتگذاري مي كند كه تأثيرات اقليمي نيروي باد در تصميم گيري هاي استراتژيك در مورد دفع گاززدايي از سيستم انرژي مورد توجه جدي قرار مي گيرد . "
http://bookmarkbirth.com/story5532517/پمپ-وكيوم-آبي
برچسب: ،