Czy elektroenergetyka rozproszona może stanowić realną alternatywę dla elektroenergetyki konwencjonalnej?

Poza tym warto zwrócić uwagę, że w budowanych obecnie nowoczesnych osiedlach mieszkaniowych całkowicie rezygnuje się z instalacji gazowych, w związku z czym funkcjonowanie wszelkich urządzeń  zainstalowanych w mieszkaniach zależy od energii elektrycznej. W tym wypadku urządzeniami o  największej mocy są bez wątpienia kuchnie elektryczne, w przypadku których łączna moc piekarnika i czterech grzejników zainstalowanych na płycie górnej niejednokrotnie osiąga wartość przekraczającą  nawet 8 kW. Nic zatem dziwnego, że nowoczesne mieszkania charakteryzują się znacznie większym przydziałem mocy, osiągającym wartości od 12 do 18 kW. Jeśli porówna się to z przydziałem mocy w  starych mieszkaniach w blokach z lat 70., wykonanych w technologii tzw. wielkiej płyty, który w przypadku stosowanego wtedy powszechnie przyłącza jednofazowego wynosił zaledwie 4 kW, to trzeba  stwierdzić, że przyrost przydziału mocy przypadający na nowoczesne gospodarstwo domowe jest wręcz kolosalny.

Jednak według autora publikacji [1] dysponujemy jeszcze sporym zapasem mocy, gdyż możemy przeczytać, że:

„Osobna kwestia to spożytkowanie nadmiaru mocy (ok. 30%) istniejących elektrowni
– moc zainstalowana to 34 tys. MW, a moc produkcyjna 26 tys. MW, a także udział OZE (odnawialnych źródeł energii) oraz wykorzystanie własnych zasobów energetycznych.”

Na podstawie powyższego można wnioskować, że autor publikacji [1] nie odróżnia pojęć mocy  zainstalowanej od mocy dyspozycyjnej. Moc dyspozycyjna jest zwykle znacznie mniejsza od całkowitej mocy zainstalowanej wskutek tego, że zawsze pewna liczba bloków energetycznych jest wyłączona z procesu produkcji energii elektrycznej z powodu przeprowadzania okresowych przeglądów, napraw lub gruntownych remontów, bądź też na skutek występowania nieuniknionych stanów awaryjnych. Zatem wspomniany nadmiar mocy w wysokości 30% wydaje się być warunkiem koniecznym do poprawnego funkcjonowania systemu elektroenergetycznego i zapewnienia ciągłości dostaw energii [6]. Ponadto należy pamiętać, że nie jest rzeczą korzystną dla urządzeń energetycznych, gdy pracują one z mocą sięgającą 100% ich możliwości wytwórczych i przesyłowych, ponieważ w takiej sytuacji drastycznie zmniejsza się ich żywotność, spada wartość współczynnika sprawności cyklu przemian energetycznych, a w związku z tym zwiększa się prawdopodobieństwo wystąpienia stanów awaryjnych oraz nadmiernie rosną koszty produkcji energii [7].

W tym kontekście uzasadniony niepokój budzi jeszcze jedna kwestia. Mianowicie w ostatnich latach coraz większą popularnością cieszą się wszelkiego rodzaju urządzenia klimatyzacyjne, które obecnie są montowane na ogromną skalę, dosłownie wszędzie, a nie można zapominać, że są to urządzenia o dość dużej mocy. Poza tym są one intensywnie eksploatowane głównie w okresie letnich upałów, czyli w czasie, gdy w wielu blokach energetycznych przeprowadza się okresowe remonty. Dlatego nadejście fali tropikalnych upałów w czerwcu bądź lipcu może spowodować, że wskutek gwałtownego zwiększenia się zapotrzebowania na energię elektryczną, w wyniku masowego stosowania urządzeń klimatyzacyjnych, po prostu nie będzie fizycznej możliwości, aby zapotrzebowaną moc w krajowych elektrowniach wytworzyć.

Perspektywy rozwoju odnawialnych źródeł energii

Remedium na zaistniałą sytuację autor publikacji [1]  upatruje przede wszystkim w wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii i rozproszonej generacji energii elektrycznej, co formułuje w następujący sposób:

„Udział ten w następnych latach może się zwiększyć poprzez rozwój tzw. małej energetyki wiatrowej – opartej o wiatraki przydomowe, kominowe, lub nieco większe o osi pionowej, które nie stanowią zagrożenia dla ptaków, nie emitują hałasu czy fal elektromagnetycznych”.

Postawiona teza jawi się jako mocno dyskusyjna, bowiem poważną przeszkodą w powszechnym stosowaniu tego typu przydomowych urządzeń jest ich zbyt wysoka cena. Postawienie na domowym podwórku niewielkiego wiatraka to z pewnością wydatek co najmniej kilkudziesięciu tysięcy złotych. Można retorycznie zapytać: kogo będzie na to stać?

Ponadto wydaje się, że autor publikacji [1] w ogóle nie uwzględnia dodatkowych kosztów związanych z eksploatacją tego typu urządzeń, a przecież nie wystarczy wiatrak wybudować, ale trzeba jeszcze regularnie ponosić dodatkowe koszty związane z jego okresowymi przeglądami, konserwacją, bieżącym usuwaniem różnego rodzaju usterek i awarii itp. Tego typu usługi wykonywane przez specjalistyczne firmy serwisowe nie są tanie i jest wątpliwe, aby indywidualni użytkownicy byli skłonni je systematycznie ponosić.

Nie można także zapominać o tym, że wiatr ma bardzo kapryśną naturę. Raz wieje mocniej, raz słabiej, a niekiedy przez dłuższy okres nie wieje w ogóle. Dodatkowo warto jeszcze zwrócić baczniejszą uwagę na następujący wzór, określający moc elektrowni wiatrowej w zależności od prędkości wiatru [4]

We wzorze v_max oznacza maksymalną dopuszczalną prędkość wiatru, przy której elektrownia wiatrowa może jeszcze pracować (wówczas jej moc osiąga również wartość maksymalną P_max ). Maksymalna prędkość wiatru, przy której elektrownia jeszcze może pracować wynosi zwykle ok. 20 m/s. Przy  większych prędkościach wiatru elektrownia musi zostać bezwzględnie odstawiona z ruchu, ponieważ grozi to trwałym uszkodzeniem generatora i połamaniem łopat turbiny wiatrowej. Jak wynika z powyższego  wzoru, moc elektrowni wiatrowej zależy aż od trzeciej potęgi prędkości wiatru.  Gdyby moc generatora przydomowej elektrowni wiatrowej wynosiła np. 5 kW dla maksymalnej prędkości wiatru równej 20 m/s, wówczas zmniejszenie się prędkości wiatru do 10 m/s spowodowałoby zmniejszenie mocy generowanej przez tę elektrownię do wartości zaledwie 625 W. Jak widać, pożytek z przydomowej elektrowni wiatrowej może być jedynie w przypadku występowania częstych wiatrów o odpowiednio dużej  prędkości, co ma miejsce właściwie tylko na terenach nadmorskich. W pozostałych wypadkach pożytek z tego typu elektrowni będzie zapewne niewielki.