なぜ必要な電気をすべて風力から発電できないのでしょうか?これは、私たちが直面している環境問題について学び始めた人々からよく聞かれる質問であり、良い質問です。一見すると、それは簡単なことのように思えるかもしれません。私たちはすでに風力タービンを使用してクリーンな電気を生産しているので、それが機能することを知っています。十分な電力を生産し、汚れた発電所によって引き起こされる問題を解決するまで、なぜたくさんの発電所を建設しないのでしょうか?
悲しいことに、よくあることですが、現実はそれよりももう少し複雑です。この質問に答えるには、風力発電がどのように機能するのか、そして送電網がどのように機能するのかをより深く理解する必要があります。早速入ってみましょう。
風力発電はどのように機能するのでしょうか?
ここまでは順調ですが、ここからが本当の課題です。風が断続的に吹いているのです。吹くときもあれば吹かないときもあり、その影響を数時間以上前に予測するのは困難です。このため、風力発電所 (風力タービンのグループ) には通常、容量番号と容量係数という 2 つの出力定格があります。
たとえば、風力発電所には、それぞれ定格が 1.5 メガワットの風力タービンが 200 基含まれているとします。この風力発電所の容量は 300 メガワット (200 x 1.5) ですが、実際にどのくらいの電力が生産されるかは多くの要因によって決まります。一定期間にわたるすべての風力タービンの平均発電量を見ると、通常はその数値をすべての風力タービンの最大容量で割ると、設備利用率の数値が得られます。
たとえば、上記の風力発電所が 30% の容量で稼働している場合、常に平均 100 メガワットを発電していることになります。しかし、これは 100 メガワットの出力を期待できるという意味ではありません。ある日にはそれが 300 基になることもあれば、別の日には 30 基になることもあります。これが問題になるのは、容量の数値から信じられるよりもはるかに多くの風力タービンを建設する必要があるというだけではありません (メディアは通常、容量の数値を報道しますが、そうではありません)。設備利用率）だけでなく、次のセクションで説明する他の理由によるものもあります。
電力網はどのように機能するのでしょうか?
「エネルギーは生成された直後に消費されるため、電力の生成と消費は送電網全体でバランスをとる必要があります。送電網の一部で大きな障害が発生すると、すぐに補償しない限り、電流が別の場所から流れるように経路が変更される可能性があります。」残りの発電機は容量が不十分な送電線を介して消費者に送られるため、広範囲に接続された送電網の欠点の1つは、連鎖的な故障と広範囲にわたる停電の可能性です。」 ()
これは、風が吹かなくなり、風力発電所が発電を停止した場合、他の電力源が不足分を補わなければならないことを意味します。
この問題は、広い地理的領域に多数の風力発電所を配置すると、風がどこかに吹かなくても、他の場所に吹く可能性が高くなります。これは役に立ちますが、問題を完全に解決するわけではありません。送電網は常に需要と供給のバランスを保つ必要があるため、運悪く同じ日にほとんどの風力発電所に風がなかったり、風がほとんどなかったりしても、依然として問題が発生することに注意してください。それで、何をすべきでしょうか？
風力発電の将来はどうなるでしょうか?
しかし、あらゆる場所で風力によって生成されるクリーンな再生可能エネルギーの量を増やすために、私たちは何ができるでしょうか?
まず最初にやるべきことは、伝送を改善することです。多くの地域では風力発電が余っているが、それらの場所は相互接続されていないため、喜んで購入してくれる他の地域に販売することができる。新しい風力発電所を建設できる地域もありますが、送電線がないため建設できません。流通システムが改善されれば、一方の赤字を他方の黒字を活用することで補うことが容易になります。
送電網がより多くの風力発電を処理できるようにするもう 1 つの方法は、需要を形成する(つまり、人々や産業が使用する電力量に影響を与える) ことです。その多くは、リアルタイムで電気の価格を変更できるスマート メーターなどのスマート グリッド テクノロジーを使用して実行できます (価格が高くなると需要が下がり、価格が安くなると需要が増加します)。電力を大量に消費する業界では、利用可能な電力を最大限に活用できるように一部の業務のタイミングを調整します。
第三に、送電網のストレージ容量を増やすと大きな違いが生まれます。現在、ほとんどの電力は生産されたらすぐに使用する必要があり、後で使用するために保管されるのはほんの少しだけです (これは、たとえば、水力発電所の貯水池を使用して行うことができます)。もっと多くの電力を蓄えることができれば、風が吹いていないときにその蓄えを活用できるでしょう。ここでの大きな課題は、十分に安価で意味のあるストレージを用意することです。これには、バッテリーまたはハイパーキャパシタ技術の画期的な進歩が必要になる可能性があります。
最後に、最も現実的な選択肢は多様化だと思われます。風力発電は現時点で最も安価な種類の再生可能エネルギーですが、断続的な問題をよりよく軽減するには他の種類と組み合わせる必要があります。太陽光発電、太陽熱、深岩地熱、波力発電、水力発電（適切に行われた場合）、バイオマスなど。私たちはこれらすべてを必要とするとともに、効率性と節約を大幅に推進する必要があります（通常、電力を節約するよりも 1 ワットを節約する方が安価です）新しいものを作成します）。
