Παρασκευή, 3 Ιανουαρίου 2014

Ανεμογεννήτριες - ισχυρές και μετά από 20 χρόνια (η εμπειρία της Μεγάλης Βρετανίας)

Ανεμογεννήτριες κοντά στο Tow Law,  περιοχή Durham, UK. Photo: Jonathan Pearson / pearsongraphics via Flickr.com.
Οι ακτιβιστές κατά της αιολικής ενέργειας υποστηρίζουν ότι η απόδοση μιας ανεμογεννήτριας πέφτει πάνω από το μισό μετά από 15 χρόνια. Ο Chris Goodall αναλύει τα στοιχεία και διαπιστώνει ότι ακόμη και 20 ετών ανεμογεννήτριες στο Ηνωμένο Βασίλειο είναι ακόμα ισχυρές ...

Του Chris Goodall* από τον Ecologist


Τα στοιχεία δείχνουν έντονα ότι ο καθηγητής Hughes διογκώνει σημαντικά το ρυθμό μείωσης της απόδοσης.
Το Ίδρυμα Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (REF) έκανε την έκπληξη με τον ισχυρισμό ότι η απόδοση των αιολικών πάρκων μειώνεται ραγδαία με την ηλικία.
Μια μελέτη που πραγματοποιήθηκε από τον καθηγητή Gordon Hughes για το REF το 2012 προτείνει ότι:
«O κανονικοποιημένος συντελεστής φορτίου για το Ηνωμένο Βασίλειο στα χερσαία αιολικά πάρκα μειώνεται από τη μέγιστη τιμή των περίπου 24% στην ηλικία των 1 σε 15% στην ηλικία των 10 και 11% στην ηλικία των 15 ετών."
Για να το θέσουμε αυτό στην καθομιλουμένη αγγλική γλώσσα, ο καθηγητής Hughes λέει ότι ένα 15χρονο χερσαίο αιολικό πάρκο θα παράγει κανονικά λιγότερο από το ήμισυ της αρχικής του παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Λίγοι άνθρωποι στη βιομηχανία δίσταζουν να συμπεράνουν ότι τα αιολικά πάρκα χάνουν πολύ πολύ σταδιακά, παραγωγή, αλλά κανείς δεν κάνει αποδεκτή την διαπίστωση του Hughes ότι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μειώνεται τόσο πολύ, όσο στο ποσοστό που δήλωσε.
Σοβαρές επιπτώσεις
Αν ήταν αληθές, το εύρημα του θα είχε σοβαρές συνέπειες, όπως η REF ήταν πρόθυμη να επισημάνει. Για την επίτευξη των στόχων του Ηνωμένου Βασιλείου για την αιολική ενέργεια, θα πρέπει να εγκαταστήσουν περισσότερες ανεμογεννήτριες στο έδαφος επειδή με την γήρανση τα αιολικά πάρκα θα παράγουν πολύ λιγότερη ενέργεια από ό, τι αναμενόταν. Αυτό είναι ένα σημαντικό θέμα και σκέφτηκα ότι χρειάζεται περισσότερη εξέταση.
Μετά τη συνάντηση με την REF στις αρχές του 2013, ο επικεφαλής του επιστημονικού προσωπικού της DECC*, David MacKay, αναφέρθηκε στη μελέτη, και μάλιστα δημοσίως, λέγοντας ότι το έργο του Hughes είχε σοβαρές στατιστικές αδυναμίες.
Η REF αντέκρουσε πρόσφατα σχόλια του καθηγητή MacKay λέγοντας, κάπως απότομα, ότι οι ενέργειές του είναι «ασυνήθιστες» και αμφισβητώντας την κατανόησή του στην οικονομετρία.
Λίγοι από εμάς έχουν λεπτομερή γνώση των στατιστικών στοιχείων για να πούμε αν τα συμπεράσματα του Hughes προκύπτουν από τα στοιχεία που έχει χρησιμοποιήσει. Θεώρησα λοιπόν ότι θα μπορούσε να είναι χρήσιμο αν ανέλυα την ατομική απόδοση όλων των παλαιότερων αιολικών πάρκων του Ηνωμένου Βασιλείου.
Είναι τα δεδομένα, ηλίθιε...
Έχω εξετάσει τα στοιχεία σχετικά με την παραγωγή των 14 πάρκων, όλα εγκατεστημένα την περίοδο 1991-1993. Έχω ιδιαίτερα στηριχθεί στην βοήθεια του Peter Edwards, του επιχειρηματία πίσω από την Delabole της Κορνουάλης, αιολικού πάρκου που ξεκίνησε την εμπορική εκμετάλλευση της αιολικής ενέργειας στο Ηνωμένου Βασίλειο με σκοπό την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας το Δεκέμβριο του 1991.
Η μελέτη Hughes δεν περιείχε καμία αξιολόγηση των επιδόσεων των συγκεκριμένων αιολικών πάρκων. Όλα τα δεδομένα συγχωνεύθηκαν σε μια μεγάλη στατιστική σειρά.
Με βάση την εκτίμηση μου για τα πραγματικά δεδομένα της παραγωγής από τα πρώτα πάρκα - όλα εκτός από δύο εξακολουθούν να λειτουργούν με τις αρχικές ανεμογεννήτριες - θέλω να ισχυριστώ ότι τα εμπειρικά στοιχεία δείχνουν έντονα ότι ο καθηγητής Hughes διογκώνει σημαντικά το ρυθμό πτώσης της απόδοσης.
Κανένα από τα 14 αιολικά πάρκα δεν δείχνει επιπτώσεις της γήρανσης περισσότερες από ένα μικρό κλάσμα από τα ...
στοιχεία που εκείνος παραθέτει. Οι επενδυτές και το ευρύ κοινό μπορούν να είναι βέβαιοι ότι η απομείωση των επιδόσεων δεν είναι μεγάλο πρόβλημα.

Μέθοδος


Έχω δύο πηγές δεδομένων. Πρώτα - με πολλές ευχαριστίες προς τον Peter Edwards - έχω τα ετήσια στοιχεία παραγωγής από το Delabole από το 1992 έως ότου το πάρκο έτυχε «επανενίσχυσης» με νέες, πολύ μεγαλύτερες, ανεμογεννήτριες στα μέσα του 2010, μετά από σχεδόν 20 χρόνια παραγωγής.
Δεύτερον, έχω τους αριθμούς από τη βάση δεδομένων OFGEM για την απόδοση της ηλεκτροπαραγωγής από ανανεώσιμες πηγές. Αυτοί οι αριθμοί πάνε πίσω μέχρι τον Απρίλιο του 2002.
Δεν έχω καμία ιδέα για το πώς ο καθηγητής Hughes θα μπορούσε ενδεχομένως να έχει υπολογίσει τα ποσοστά της μείωσης της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από 20χρονες ανεμογεννήτριες, όταν είχε στοιχεία - το πολύ - μόνο για 10 χρόνια .
Έχουμε επίσης πληροφορίες σχετικά με το μέσο όρο απόδοσης των εμπορικών βρετανικών χερσαίων ανεμογεννήτριών. Το DECC δημοσιεύει ετήσια εκτίμηση του «συντελεστή φορτίου» των υφιστάμενων αιολικών πάρκων. (Ο «συντελεστής φορτίου» είναι το ποσοστό της μέγιστης ετήσιας παραγωγής που όντως έχει επιτευχθεί).
Οι συντελεστές φορτίου διαφέρουν - κυρίως σε σχέση με μέσες ταχύτητες ανέμου. Το έργο του καθηγητή Hughes υπονοεί ότι αφού ληφθούν υπόψη οι μεταβολές της ταχύτητας του ανέμου, οι συντελεστές φορτίου πέφτουν κάθε χρόνο από τη στιγμή που μια νέα τουρμπίνα έχει εγκατασταθεί. Αυτό είναι που ήθελα να ελέγξω με την χρήση πραγματικών δεδομένων.
Το Delabole
Το διάγραμμα 1 δείχνει την ετήσια παραγωγή από αυτό το αιολικό πάρκο στο Cornish, μεταξύ 1992-2009. (Η διαδικασία repowering ξεκίνησε στα μέσα του 2010, έτσι τα στοιχεία απόδοσης για μετά, δεν είναι διαθέσιμα).
Ο Peter Edwards σχολίασε για μένα ότι ο λόγος που τα στοιχεία του 2009 φαίνεται να δείχνουν μια πτώση είναι ότι οι φορείς εκμετάλλευσης του αιολικού πάρκου (που από τότε ανήκε στην παροχή ωφέλειας "Good Energy") αποφάσισαν ότι δεν άξιζαν αντικατάσταση τα κιβώτιοαταχυτήτων, επειδή οι ανεμογεννήτριες είχαν προγραμματιστεί να αποσυναρμολογηθούν σε λιγότερο από ένα χρόνο.
Αλλά ακόμη και με το χαμηλότερο επίπεδο της παραγωγής το 2009, η μέση ετήσια μείωση ήταν μόνο περίπου το 0,8% της παραγωγής, όχι το 5% που υπολογίζεται από τον καθηγητή Hughes. (Αυτό υπολογίζεται χρησιμοποιώντας απλή γραμμική παλινδρόμηση.)
Το 2009 η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από ανεμογεννήτριες, που ήταν τότε 18 ετών, ήταν 85% του σχήματος του πρώτου έτους. Το 2008 - όταν οι ανεμογεννήτριες εξακολουθούσαν να επισκευάζονται ενεργά - το Delabole ανέφερε πραγματική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στο 99,6% της αρχικής ετήσιας παραγωγής του. Αντί λοιπόν η μείωση της απόδοσης να είναι μεγαλύτερη από το ήμισυ, η απόδοση είχε μειωθεί μόνο κατά λίγες ώρες μεγαβάτ ετησίως.
Διάγραμμα 1
Delabole 1
Ετήσια απόδοση του αιολικού πάρκου Delabole, σε MWh
Δεν έχω μέσο όρο »συντελεστών φορτίου» για το ΗΒ πριν από το 2001. Το διάγραμμα 2 δείχνει το Delabole σε σύγκριση με το τυπικό χερσαίο αιολικό πάρκο στα έτη μεταξύ 2001 και 2009.
Κατά μέσο όρο, ήταν ελαφρώς μικρότερη, με μια πιο σημαντική διαφορά το 2009, λόγω της έλλειψης των επισκευών στα κιβώτια ταχυτήτων. Αλλά οι διαφορές είναι μικρές και σίγουρα δεν υπάρχει καμία προφανής ένδειξη ότι η απόδοση ήταν μειούμενη έναντι του μέσου όρου του Ηνωμένου Βασιλείου.
Διάγραμμα 2
Delabole συντελεστές φορτίου
Συντελεστές φορτίου για το Delabole και την μέση χερσαία απόδοση στο ΗΒ
Τα παλαιότερα αιολικά πάρκα στο ΗΒ
Αν ο Hughes είναι σωστός, τότε οι παλαιότερες ανεμογεννήτριες θα πρέπει να ήταν πολύ λιγότερο παραγωγικές από τους μέσους όρους του Ηνωμένου Βασιλείου. Φυσικά τα αιολικά πάρκα που ιδρύθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 1990 μπορεί να έχουν τοποθετηθεί σε ειδικά σημεία της ροής του ανέμου που θα μπορούσε να ωθήσει προς τα πάνω την απόδοσή τους.
Προς εξισορρόπηση αυτού του δεδομένου, οι νεότερες ανεμογεννήτριες θα μπορούσαν όπως ανεμένετο να έχουν σχεδιαστεί καλύτερα, και να είναι σε θέση να μετατρέπουν περισσότερη ενέργεια από τον άνεμο σε χρήσιμη ηλεκτρική ενέργεια.
Το διάγραμμα 3 δείχνει ότι τα 14 παλαιότερα αιολικά πάρκα έχουν πληρότητες φορτίου ελαφρώς χαμηλότερες από το μέσο όρο του Ηνωμένου Βασιλείου για τα έτη 2001 έως 2011. Αλλά δεν υπάρχει καμία απόδειξη οποιασδήποτε διεύρυνσης των διαφορών.
Και, το πιο σημαντικό, το απόλυτο επίπεδο της παραγωγής αυτών των γηρασμένων ανεμογεννητριών είναι πολύ υψηλότερο από ότι ο καθηγητής Hughes είπε. Έγραψε ότι οι τουρμπίνες στο 15ο έτος λειτουργίας τους θα πρέπει να παράγουν συνήθως ένα 11% του συντελεστή πληρότητας φορτίου.
Η πραγματική απόδοση είναι διπλάσια από την πρόβλεψη του REF 
Στην πραγματικότητα, αυτά τα ηλικιωμένα αιολικά πάρκα - εκ των οποίων όλα ήταν άνω των 18 ετών το 2011 - είχαν μέσον όρο πληρότητας πολύ πάνω από το διπλάσιο της προβλεπόμενης απόδοσης του Hughes .
Φαίνονται να έχουν υποφέρει περισσότερο από ό, τι αναμενόταν στο ιστορικά εξαιρετικά ασυνήθιστο χαμηλό της ταχύτητας του ανέμου του έτους 2010. (Υποψιάζομαι ότι αυτό είναι συνέπεια της καλύτερης τεχνικής για χαμηλές ροές του αέρα στο νεότερο σχεδιασμό των στρόβιλων). Αλλά κατά τα άλλα η απόδοση δεν δείχνει καμιά σχετική παρακμή  από την προηγούμενη δεκαετία.
Διάγραμμα 3
πληρότητας για τα προ του 1994 και όλα τα αιολικά πάρκα
Συντελεστές φορτίου των προ του 1994 αιολικών πάρκων συγκρινόμενοι με τον μ.ο. του ΗΒ
Δύο ερωτήματα για τον καθηγητή Hughes ...
Ένα τελευταίο αίτημα. Οποιοσδήποτε βρίσκεται σε ενεργό επικοινωνία με τον καθηγητή Hughes θα ήθελα να του θέσει δύο ερωτήματα:
Πρώτον - Μπορεί να μας δείξει κάποια επιμέρους αιολικά πάρκα που αποδεικνύουν το ρυθμό φθοράς που προτείνει στις προβλέψεις του; Υπήρχαν περίπου 380 χερσαία αιολικά πάρκα που καταγράφηκαν το 2012. Τα 14 παλαιότερο δεν δείχνουν τίποτα από τα σημάδια της γήρανσης που ο Hughes προβλέπει με πείσμα. Το κάνουνκάποια άλλα; Υπάρχουν παραδείγματα αιολικών πάρκων των οποίων η προσαρμοσμένη στην ταχύτητα του ανέμου, παραγωγή, να έχει μειωθεί κατά 5% ετησίως, όπως ο ίδιος προβλέπει;
Δεύτερον - δεδομένου ότι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τα αιολικά πάρκα είναι διαθέσιμες στο κοινό μόνο από το 2002 και μετά, πώς είναι σε θέση ο καθηγητής να εκτιμήσει επακριβώς ποιο είναι το ποσοστό της μείωσης της παραγωγής που είναι πιθανό να έχουν, τα 20 ετών αιολικά πάρκα;
Εξ αιτίας της γενναιοδωρίας του Peter Edwards στην προμήθεια στοιχείων από το Delabole σε μένα, μπορώ να σας δείξω ότι η μείωση της παραγωγής του εν λόγω πάρκου δεν έχει καμία σχέση με τις στατιστικές προβλέψεις του Hughes.
Πώς ο καθηγητής κατέληξε σε αυτούς τους αριθμούς, όταν είχε διαθέσιμα δεδομένα μόνο για δέκα χρόνια - το πολύ - για όλο το υπόλοιπο του "στόλου" των ανεμογεννητριών του Ηνωμένου Βασιλείου;




*Ο Chris Goodall είναι ένας εμπειρογνώμονας σε θέματα ενέργειας, περιβάλλοντος και κλιματικής αλλαγής. Γράφει στο blog Carbon Commentary όπου το άρθρο αυτό δημοσιεύτηκε για πρώτη φορά κάτω από τον τίτλο Η παραγωγή ηλεκτρισμού σε αριθμούς, δείχνει ότι η απόδοση των ανεμογεννητριών επιδεινώνεται πολύ αργά με την ηλικία .
Λέει: "Παρακαλώ γράψτε μου αν σας ενδιαφέρει να δούμε τα δεδομένα που έχουν χρησιμοποιηθεί - Επικοινωνία μέσω Carbon Commentary".

*DECC: gov.uk/government//Department-of-Energy-Climate-Change
*μτφ Γιώργος Παπασπυρόπουλος για το eco blog

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...