آینده نامشخص آب و هوا می تواند سیستم های انرژی را مختل کند

پیش بینی می شود وقایع شدید آب و هوایی - از جمله خشکسالی شدید ، طوفان ها ، و امواج گرما - رایج تر شده و در حال حاضر نیز آغاز می شوند. آنچه کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است ، تأثیرگذاری بر سیستم های انرژی و چگونگی جلوگیری از بروز اختلال در هزینه های اجتماعات ، مانند خاموشی های جزئی یا کل است.

اکنون یک تیم بین المللی از دانشمندان مطالعه جدیدی را ارائه داده اند که روش شناسی بهینه سازی را برای طراحی سیستم های انرژی مقاوم در برابر آب و هوا و کمک به اطمینان از اینکه جوامع قادر به تأمین نیازهای انرژی آتی با توجه به شرایط آب و هوایی و تغییر آب و هوا هستند ، منتشر کرده اند. یافته های آنها به تازگی در Nature Energy منتشر شده است .

"از یک طرف تقاضای انرژی وجود دارد. انواع مختلفی از نیازهای ساختمان از قبیل گرمایش ، سرمایش و روشنایی وجود دارد. به دلیل تغییرات طولانی مدت آب و هوا و وقایع شدید کوتاه مدت ، شرایط محیط بیرونی تغییر می کند که منجر به تغییر در ساختمان تقاضای انرژی ، "گفت: تیانزن هونگ ، دانشمند آزمایشگاه برکلی که به طراحی مطالعه کمک کرده است. "از طرف دیگر ، آب و هوا همچنین می تواند در تأمین انرژی مانند تولید برق از توربین های آبی ، خورشیدی و بادی تأثیر بگذارد . اینها همچنین به دلیل شرایط آب و هوایی می توانند تغییر کنند."

تیم با همکاری همکاران سوئیس ، سوئد و استرالیا و به سرپرستی دانشمندی در Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) ، این تیم با استفاده از یک روش بهینه سازی تصادفی و محکم برای تعیین کمیت اثرات و سپس استفاده از داده ها برای طراحی انرژی در برابر انعکاس آب و هوا سیستم های. روشهای بهینه سازی تصادفی اغلب وقتی متغیرهای تصادفی یا نامشخص هستند استفاده می شوند.

هون ، یک دانشمند محاسباتی که منجر به مدل سازی انرژی چند مقیاس است ، گفت: " سیستم های انرژی برای 30 سال یا بیشتر کار ساخته شده اند. تمرین فعلی فقط فرض کردن شرایط معمولی آب و هوا است ؛ برنامه ریزان و طراحان شهری معمولاً در عدم قطعیت های آینده نقش ندارند." و شبیه سازی در آزمایشگاه برکلی "در مورد وضعیت آب و هوا و آب و هوا در آینده عدم اطمینان زیادی وجود دارد."

"سیستم های انرژی" ، همانطور که در مطالعه تعریف شده است ، نیازهای انرژی و بعضا ذخیره انرژی را برای گروهی از ساختمانها تأمین می کند. انرژی تأمین شده می تواند شامل گاز یا برق از منابع معمولی یا تجدید پذیر باشد. چنین سیستم های انرژی جامعه به اندازه ایالات متحده رایج نیستند اما ممکن است در برخی از دانشگاه ها یا پارک های تجاری یافت شود.

محققان طیف گسترده ای از سناریوها را برای 30 شهر سوئد بررسی کردند. آنها دریافتند که تحت برخی سناریوها سیستم های انرژی در برخی از شهرها قادر به تولید انرژی کافی نیستند. قابل توجه است که تنوع آب و هوا می تواند یک فاصله 34٪ بین کل انرژی و تقاضای انرژی و 16٪ کاهش در قابلیت اطمینان منبع برق ایجاد کند - وضعیتی که می تواند منجر به خاموشی شود.

داسون پریرا ، دانشمند آزمایشگاه انرژی خورشیدی و فیزیک ساختمان و EPFL گفت: ما مشاهده کردیم که سیستم های انرژی فعلی به گونه ای طراحی شده اند که آنها را در معرض حوادث شدید هوا مانند طوفان ها و امواج گرما قرار می دهد. "ما همچنین دریافتیم که تغییر آب و هوا و تغییرات آب و هوایی منجر به نوسانات قابل توجه در انرژی تجدید پذیر در شبکه های برقی و همچنین تقاضای انرژی می شود. این امر باعث می شود که تقاضای انرژی و تولید برق با مشکل روبرو شود و برخورد با اثرات تغییرات آب و هوایی است. سخت تر از آنچه قبلاً تصور می کردیم