Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) wskazują, że dokładne planowanie lokalizacji farm solarnych i wiatrowych może zrewolucjonizować sektor odnawialnych źródeł energii. Dzięki połączeniu szczegółowych danych meteorologicznych, analiz zużycia energii oraz modeli optymalizacyjnych badacze opracowali metodę pozwalającą na bardziej efektywne wykorzystanie zasobów naturalnych przy jednoczesnym obniżeniu kosztów systemów energetycznych.
Wybór lokalizacji dla farmy wiatrowej nie jest wcale prosty
Tradycyjne podejście do planowania odnawialnych źródeł energii opiera się zazwyczaj na ogólnych wskaźnikach udziału poszczególnych technologii w miksie energetycznym, takich jak procent energii wiatrowej czy słonecznej w skali kraju. Jednak według wyników opublikowanych w Cell Reports Sustainabilitya, takie podejście ignoruje potencjał komplementarności zasobów naturalnych. Dzięki analizie danych pogodowych w skali poniżej 10 km i stworzeniu precyzyjnych modeli, zespół badawczy udowodnił, że efektywniejsze dopasowanie produkcji energii do zapotrzebowania może znacznie zmniejszyć koszty, a jednocześnie poprawić dostępność zielonej energii w kluczowych momentach.
Czytaj też: Chińczycy stworzyli gigantyczną turbinę wiatrową! Jej rozmiary zwalają z nóg
W badaniu przeanalizowano trzy regiony USA: Nową Anglię, Teksas i Kalifornię, oceniając potencjał aż 138 tysięcy możliwych lokalizacji dla farm energetycznych. Uzyskane wyniki wskazują na znaczenie zróżnicowania lokalizacji i technologii. Na przykład w Nowej Anglii bardziej efektywne okazują się farmy wiatrowe zlokalizowane w miejscach, gdzie silne wiatry występują w nocy, gdy energia słoneczna nie jest dostępna. W Teksasie zaś farmy wiatrowe na zachodzie, gdzie wiatry są najsilniejsze rano, mogą doskonale uzupełniać te na południu, gdzie szczytowe warunki wiatrowe występują po południu.
Liying Qiu, główna autorka badania, podkreśla, że kluczowym elementem nowego podejścia jest wykorzystanie zmienności naturalnych zasobów do poprawy stabilności systemu energetycznego. Dzięki szczegółowym danym możliwe jest minimalizowanie różnicy między produkcją a zapotrzebowaniem na energię, co ogranicza również potrzebę inwestycji w kosztowne magazyny energii. Badania pokazały, że lepsze wykorzystanie lokalnych wzorców pogodowych może znacząco obniżyć koszty magazynowania.
Wyniki te podkreślają również znaczenie interdyscyplinarnego podejścia w planowaniu systemów energetycznych. Prof. Saurabh Amin zwraca uwagę na potrzebę łączenia wiedzy z różnych dziedzin, takich jak dynamika płynów, meteorologia czy inżynieria energetyczna, w celu bardziej zrównoważonego projektowania farm odnawialnych. Opracowana metodologia jest elastyczna i może być zaadaptowana do lokalnych uwarunkowań geograficznych na całym świecie.
Te innowacyjne wnioski mogą nie tylko przyczynić się do bardziej efektywnej transformacji energetycznej, ale również wpłynąć na globalne podejście do walki z kryzysem klimatycznym. Nowoczesne metody planowania, wykorzystujące precyzyjne dane i zaawansowane modele, otwierają nowe możliwości w projektowaniu zrównoważonych i ekonomicznych systemów energetycznych.