خشک‌سالی انرژی مرکب تا یک هفته طول می‌کشد

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از ساینس دیلی، درست است که انرژی باد و خورشید مجانی است و در دسته سوخت‌های تجدید‌پذیر جای می‌گیرند؛ اما آن‌ها هم متکی به رویه‌های طبیعی هستند که از کنترل انسان خارج است. همزمان با رواج این نوع از انرژی، باید ضعف‌های استفاده از این روش را هم شناخت و فراموش نکرد که گاهی شرایطی پیش می‌آید که نه خورشید می‌تابد و نه باد می‌وزد. 

به چنین پدیده‌ای که در آن دسترسی به هیچ‌یک از این منابع میسر نیست، خشک‌سالی انرژی مرکب (compound energy drought) گفته می‌شود و آنگونه که از نتیجه مطالعه انجام‌شده از سوی محققان آزمایشگاه ملی شمال‌غربی پاسیفیک (PNNL) برمی‌آید، در برخی نقاط آمریکا، این پدیده حدود یک هفته طول می‌کشد.

وقتی یک شبکه کربن‌زدایی داریم که به شدت به انرژی‌های بادی و خورشیدی وابسته است، خشک‌سالی مرکب تأثیر مخربی بر آن شبکه خواهد داشت.

برای همین است که گردانندگان شبکه باید از زمان وقوع چنین پدیده‌ای آگاه باشند تا در ایام خشک‌سالی، انرژی را از منابع دیگری تأمین کنند. علاوه بر این، فهم اینکه چنین پدیده‌ای کجا و کی اتفاق می‌افتد و چقدر ماندگاری دارد، به کارشناسان برای مدیریت سیستم باتری‌ای که قادر به ذخیره الکتریسیته کافی برای موارد اضطراری باشد، کمک می‌کند.

در گذشته، محققان خشک‌سالی انرژی مرکب را در سطح منطقه‌ای بررسی می‌کردند، اما در مطالعه‌ای که در ماه میلادی اکتبر در ژورنال «انرژی تجدیدپذیر» چاپ شد، برای نخستین بار، تحقیق در سطح ملی و در گستره‌ای به بزرگی کشور آمریکا انجام شد و به داده‌های آب و هوایی گردآوری‌شده در یک بازه زمانی ۴۰ ساله استناد شده است.

محققان دریافتند که خشک‌سالی‌های انرژی می‌توانند در هر فصلی رخ دهند، اگرچه از نظر فراوانی و اینکه چقدر طول می‌کشند، بسیار متفاوت هستند. به عنوان مثال، در کالیفرنیا، شرایط ابری و بدون باد ممکن است چند روز طول بکشد، در حالی که در تگزاس، شرایط مشابه ممکن است فقط چند ساعت ادامه داشته باشد. در ایالت‌های کلرادو، کانزاس و یوتا فراوانی خشک‌سالی‌های چندساعته و چندروزه یکسان است، اما در شمال غرب و شمال شرق اقیانوس آرام، فراوانی خشک‌سالی‌های چند‌ساعته بیشتر است.

به طور کلی، محققان دریافتند که در بازه زمانی ۴۰ ساله، طولانی‌ترین خشک‌سالی مرکب در مقیاس ساعتی در تگزاس رخ داده و ۳۷ ساعت دوام داشته و طولانی‌ترین خشک‌سالی مرکب در مقیاس روزانه هم در کالیفرنیا رخ داده و ۶ روز طول کشیده است.

اما دانستن مکان و نحوه بروز خشک‌سالی‌های انرژی تنها یک تکه از پازل است و از آنجایی که دنیا به سمت جایگزینی سوخت‌های فسیلی با انرژی‌های تجدید‌پذیر پیش می‌رود، اپراتور‌های شبکه باید بفهمند که آیا در اوج تقاضا برای انرژی‌های تجدید‌پذیر هم می‌توانند برای مقابله با خشک‌سالی مرکب چاره‌جویی کنند؟ تغییرات اقلیمی تابستان‌های گرم‌تر و طوفان‌های زمستانی شدیدتر را سبب می‌شود، و این مواقعی است که نه تنها مردم انرژی بیشتری برای ایمن ماندن (در برابر سرما یا گرما) مصرف می‌کنند؛ بلکه دسترسی به برق می‌تواند مسئله مرگ و زندگی باشد.

نتیجه حاصل از این مطالعه نشان داد که خشک‌سالی‌های بادی و خورشیدی به‌گونه‌ای غیرمنتظره در زمان‌های اوج تقاضا اتفاق می‌افتد و این می‌تواند به دلیل پدیده‌های هواشناسی کاملاً قابل فهم مانند وارونگی‌هایی باشد که به مهار باد و افزایش دما منجر می‌شود حال‌آنکه علت‌یابی دقیق، نیازمند انجام مطالعات بیشتر است.

مطالعه الگو‌های فراوانی و طول مدت خشک‌سالی‌های مرکب نیز به پیشبرد پروژه‌های ذخیره‌سازی انرژی کمک می‌کند. 

اکنون محققان آزمایشگاه ملی شمال‌غربی پاسیفیک به‌دنبال طراحی روشی برای مدیریت ذخیره‌سازی چند روزه انرژی هستند. برای مثال، وقتی می‌دانید که خشک‌سالی انرژی پنج ساعت یا پنج روز طول می‌کشد، می‌توانید ذخیره‌سازی را بر همین اساس مدیریت کنید.

همچنین، آن‌ها به دنبال پیش‌بینی این هستند که چگونه در آینده، تغییرات آب و هوایی می‌تواند بر فراوانی و مدت خشک‌سالی‌های انرژی مرکب تأثیر بگذارد. این تیم قصد دارد خشک‌سالی‌های مرکب را تا پایان قرن به همراه زیرساخت‌های در حال تکامل انرژی مدل‌سازی کند.