Son yıllarda karada ve denizde rüzgar enerjisi çiftlikleri çoğalırken, yeni araştırmalar daha önce yeterince keşfedilmemiş bir sonuca dikkat çekiyor: rüzgar yönündeki rüzgar çiftliklerinden rüzgar yönündeki komşu türbinlerin enerji üretimini azaltabilen bir uyandırma etkisi.
Denver Üniversitesi ve Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) araştırmacıları ile birlikte çalışan Colorado Boulder Üniversitesi (CU-Boulder) bilim adamlarının yaptığı çalışma, ekonomik analizi atmosferik modelleme ile birleştirerek türbin grupları azaldığında meydana gelen bu uyanma etkilerinin ortaya çıktığını gösteriyor. arkalarında birkaç mil kadar rüzgar hızı ölçülebilir ve öngörülebilir, ancak yine de büyük ölçüde gözden kaçıyor.
Ulusal Bilim Vakfı’nın (NSF) Eşleştirilmiş Doğal ve İnsan Sistemleri Dinamikleri programının program direktörü Tom Baerwald, “Bu proje, rüzgar enerjisi üretimindeki ekonomik, yasal ve sosyal konular ile jeofizik süreçler arasındaki bağlantıları araştırıyor” dedi. Araştırma. “Sonuçlar, bu etkileşimlere ilişkin anlayışımızı geliştiriyor ve gelecek için yenilenme enerjisinin başarılı bir şekilde geliştirilmesi için rehberlik sağlıyor.”
Bulgular bu hafta dergide yayınlandı Doğa Enerjisi.
Çalışmanın baş yazarı ve CU-Boulder’da bir bilim insanı olan Julie Lundquist, “Ülke çapında rüzgar enerjisi üretimini en üst düzeye çıkarmak için büyük resmin koordineli gelişimine ve farkındalığına duyulan ihtiyacı vurguluyoruz” dedi.
Araştırmacılar, rüzgar enerjisi geliştiricilerinin, güvenilir rüzgar kaynakları ve elektrik iletim hatlarına erişimi olan yerler aradıklarını, bunun da rakipler arasında çok az koordinasyonla, seçim alanlarında yoğun türbin inşasına yol açtığını keşfettiler. ABD’deki rüzgar santrallerinin yaklaşık yüzde 90’ı başka bir rüzgar santralinin 25 mil yakınında ve genellikle çok daha yakınında bulunuyor.
Yine de, tıpkı bir zamanlar engelsiz olan görüşleri yeni inşaatlar tarafından engellenen bir ev sahibi gibi, bu çalışma, mevcut rüzgar santrallerinin aniden kendilerini yeni bir komşunun ve onun rüzgar ve enerji azaltan dümen suyunun altında bulmaları durumunda değerli enerji üretimini kaybedeceklerini gösteriyor.
Araştırmacılar, aylık enerji üretimi ve baskın rüzgar yönü hakkında halka açık verileri kullanarak, üçüncü bir rüzgar çiftliğini kontrol olarak kullanarak bir çift West Texas rüzgar çiftliği üzerindeki uyanma etkisini modellediler.
Rüzgara karşı çiftliğin kurulması nedeniyle rüzgar hızındaki azalmaların, rüzgar yönündeki çiftliğin elektrik üretimini 2011 ile 2015 arasında yüzde 5 oranında azalttığını, tahmini gelir kaybının yaklaşık 3,7 milyon dolar olduğunu buldular.
Çalışmanın ortak yazarlarından CU-Boulder’dan Daniel Kaffine, “Memba su kullanıcıları bilerek veya bilmeyerek mansaba ek maliyetler yükleyebildiği gibi, burada da aynı etki söz konusu” dedi. “Daha önce bu etkileşim hakkında genel bir algıya sahiptik ve onu sosyal bilimler ile atmosferik verilerin bir karışımını kullanarak keşfetmek istedik.”
Kafine ve Lundquist, Teksas’ın rüzgar enerjisi geliştirmedeki mevcut ve gelecekteki payı nedeniyle iyi bir vaka çalışması olduğunu belirtti.
Bir asırdan fazla bir süre önce, petrol ve gaz yasası, bir toprak sahibinin komşusunun petrol kaynaklarını bitişik bir kuyudan alarak ele geçirmesine izin veren “zapt kuralı”nı tanıdı. Bu, kuyu alanında yetersiz geri kazanım ve israfla sonuçlandı, bu nedenle devletler, kuyu aralığı, havuzlama ve diğer koordinasyon önlemleri yoluyla üretimi düzenlemek için müdahale etti.
Benzer şekilde, devletler önceki kullanıcıların haklarını koruyan su hukuku rejimleri geliştirmiştir. Ancak mevcut ABD mülkiyet yasası rüzgar enerjisi için benzer hükümler içermemektedir.
Türbin uyanları 25 mile kadar uzayabilir, potansiyel olarak birden fazla eyalet ve ilçe yargı yetkisini kapsar ve meseleleri karmaşık hale getirir.
Kaffine, “Yakın gelecekte bazı ticari teşvikler değişebilir” dedi. “Enerji firmaları, yeterli tampona sahip olduklarından emin olmak için rüzgar yönündeki kiralamaları güvence altına almaya daha fazla önem verebilir.”
Lundquist, ekibin gelişmiş atmosfer bilimi simülasyonlarının, uyanma etkisinin yeni veriler ışığında modellenip planlanabilecek öngörülebilir bir atmosferik fenomen olduğunu gösterdiğini vurguladı.
Lundquist, “En güçlü uyanmalar, atmosferin sabit olduğu ve rüzgar hızlarının ve yönlerinin belirli kriterleri karşıladığı geceleri meydana gelir” dedi. “Simüle edilen uyandırma ayında, yalnızca 28 saat veya zamanın yüzde 4’ünden daha azı, rüzgar yönündeki çiftliğin kapasitesinin yüzde 20’sinden fazlasını uyandırdı, bu da bu epizodik sorunun tahmin edilebileceğini ve yönetilebileceğini gösteriyor.”
Lundquist, uyanma etkisinin dikkate alınmasının, şu anda ABD Doğu Kıyısı açıklarında geliştirilmekte olan çok sayıda açık deniz rüzgar çiftliği için özellikle önemli olacağını da sözlerine ekledi.
“Açık deniz rüzgar çiftlikleri önemlidir, ancak inşa edilmeleri pahalıdır ve hatalar da aynı derecede pahalı olacaktır” dedi.
Araştırmacılar, rüzgar çiftliği uyandırma etkilerini ölçmek için çabalarını, uçak ölçümlerini dahil ederek ve ülke çapındaki diğer sitelerden daha sık zaman çizelgeleri hakkında veri alarak genişletmeyi umuyorlar.
NREL ve ABD Enerji Bakanlığı Rüzgar Enerjisi Teknolojileri Ofisi ek fon sağladı.