fotowoltanika ogrzewa Ziemię bardziej ?

[kumoter40]

ten temat w ogóle mnie nie interesuje i mam to zagadnienie głęboko gdzieś. męczy mnie jednak skowyt ekologów i mam pytanie, czy energia (słoneczna) dostarczona z zewnątrz planety i przekształcona w prąd a następnie w ciepło, nie podgrzewa jej bardziej, niż będące już w zamkniętym obiegu inne źródła energii ? można to policzyć ?

[stefan4]

kumoter40:
> męczy mnie jednak skowyt ekologów

Nie musisz tego ,,skowytu'' słuchać, nie musisz go rozumieć, w ogóle nie masz obowiązku mysleć...

kumoter40:
> czy energia (słoneczna) dostarczona z zewnątrz planety i przekształcona w prąd a
> następnie w ciepło, nie podgrzewa jej bardziej, niż będące już w zamkniętym obiegu
> inne źródła energii ?

Kiedy czerpiesz energię ze spalania węgla czy ropy, to energia słoneczna i tak jest dostarczana ,,z zewnątrz planety'' i na powierzchni planety przekształcana w ciepło, następnie rozpraszana w atmosferze, co ją podgrzewa. Wobec tego
    • jeśli czerpiesz energię użyteczną z fotowoltaiki, to wykorzystujesz część tej energii slonecznej, która inaczej rozproszyłaby się w atmosferze;
    • jeśli czerpiesz energię ze spalania, to cała energia słoneczna docierająca do Ziemi podgrzewa atmosferę, a spalanie podgrzewa ją dodatkowo, te podgrzewania się sumują.

To co wolisz?

- Stefan

[kumoter40]

oświetlony słońcem metr kw. trawy jest o niebo chłodniejszy od oświetlonego panelu, który w słońcu może mieć ze 100 stopni + wytworzony prąd przekształcony w ciepło.

[stefan4]

kumoter40:
> oświetlony słońcem metr kw. trawy jest o niebo chłodniejszy od oświetlonego
> panelu, który w słońcu może mieć ze 100 stopni + wytworzony prąd przekształcony
> w ciepło.

No to chyba wymyśliłeś zaprzeczenie perpetui mobilis : cudowne zanikanie energii słonecznej w trawie... A to ,,niebo'', o które coś tam jest chłodniejsze, to ile to będzie w stopniach Celsjusza?

Zajrzyj np. tutaj — na temat tego, o ile słabiej nagrzewa się dach z panelami fotowoltaicznymi niż sam dach bez paneli i jak panele mogą zastąpić klimatyzację pomieszczeń.

- Stefan

[kumoter40]

stefan4 napisał:
>
> No to chyba wymyśliłeś zaprzeczenie perpetui mobilis : cudowne za
> nikanie energii słonecznej w trawie... A to ,,niebo'', o które coś tam jest ch
> łodniejsze, to ile to będzie w stopniach Celsjusza?
>
> Zajrzyj np. tutaj — na temat tego, o ile słabiej na
> grzewa się dach z panelami fotowoltaicznymi niż sam dach bez paneli i jak panel
> e mogą zastąpić klimatyzację pomieszczeń.
>
proponuję obydwa argumenty przeczytać na spokojnie jeszcze raz i przemyśleć

[tbernard]

kumoter40 napisał:

> oświetlony słońcem metr kw. trawy jest o niebo chłodniejszy od oświetlonego pan
> elu, który w słońcu może mieć ze 100 stopni + wytworzony prąd przekształcony w
> ciepło.

Proponujesz aby na dachach zamiast montować panele, to siać trawę? Faktycznie taka izolacja termiczna pozwala docieplić w zimie a w lecie chronić przed przegrzaniem. W krajach skandynawskich chyba trawiaste dachy są modne. Ale prądu to nie daje. Może jednak korzystniej jest na dachach panele montować, które też mają zapewne jakiś potencjał termicznej izolacji. Za to na trawnikach i łąkach pozwólmy rosnąć trawie i tam lepiej nie stawiać paneli.

A tak nawiasem mówiąc, to energia ze Słońca to służy głównie do obniżenia ętropji i bilans energetyczny (wchodzi-wychodzi) jest w okolicach zera. Tak jeden mądry naukowiec powiedział, więc mu wierzę chociaż mądrzy naukowcy nie popierają podpierania się wiarą ;)

[neuroleptyk]

tbernard napisał:

>Za to na trawnikach i łąkach pozwólmy rosnąć trawie i tam lepiej nie stawiać paneli.

To instalacje naziemne nie pozwalają rosnąć trawie ?
Jak się zaora trawę i posadzi tam biopaliwa do spalania, to ok ?

www.nrel.gov/news/features/2019/beneath-solar-panels-the-seeds-of-opportunity-sprout.html

[kumoter40]

tbernard napisał:

> kumoter40 napisał:
> A tak nawiasem mówiąc, to energia ze Słońca to służy głównie do obniżenia ętrop
> ji i bilans energetyczny (wchodzi-wychodzi) jest w okolicach zera. Tak jeden mą
> dry naukowiec powiedział, więc mu wierzę chociaż mądrzy naukowcy nie popierają
> podpierania się wiarą ;)
Słońce dostarcza energii, podnosi temperaturę Ziemi i w ten sposób obniża entropię, tak samo jak spalanie paliw kopalnych. wszystko w interesie planety, więc o co ten rwetes ekologów ? tędy droga czy nie tędy ?

[neuroleptyk]

Efekty wynikające z emisji gazów cieplarnianych w elektrowniach na paliwa kopalne na jednostkę wyprodukowanej energii elektrycznej są dużo większe. 1 W/m^2 to globalnie ≈ 510 TW, obecny TES to tylko ≈ 0,04 W/m^2,

ΔFco2 = 5,35 ∙ ln((C0 + ΔC)/C0)

ΔC = Δt ∙ E ∙ EF ∙ AF/K

ΔFco2 – Globalna zmiana wymuszenia z wyniku przyrostu stężenia CO2 w atmosferze.
AF – Część wyemitowanej masy CO2, która się kumuluje w atmosferze.
C0 – Początkowe stężenie CO2 w atmosferze w ppm.
ΔC – Zmiana stężenia CO2 w atmosferze w ppm.
Δt – Zmiana czasu.
E – Roczna produkcja energii elektrycznej w kWh.
EF – Współczynnik emisji w kg CO2/kWh energii elektrycznej.

Dokonujemy tu pewnego uproszczenia tj. zamiast normalnego EF w kg CO2_eq/kWh, mamy EF w kg CO2/kWh. Dla dokładniejszego oszacowania ΔFghg musiałbym stosować formuły dla poszczególnych gazów cieplarnianych i byłoby to po prostu bardzo mozolne. Błąd będzie wynikał tutaj głównie z ignorowaniu efektów emisji metanu. Więc poniżej są raczej optymistyczne oszacowania dla elektrowni na paliwowa kopalne, tj. EF = 0,5 kg CO2/kWh jest bliższy EF dla elektrowni gazowych niż węglowych.

K = 7,83 ∙ 10 ^12 kg CO2/ppm CO2
AF = 0,44
C0 = 420 ppm CO2

E = 30 ∙ 10 ^12 kWh/rok
EF = 0,5 kg/KWh
Δt = 20 lat

ΔFco2 ≈ 0,21 W/m^2

E = 30 ∙ 10 ^12 kWh/rok
EF = 0,5 kg/KWh
Δt = 40 lat

ΔFco2 ≈ 0,41 W/m^2

E = 70 ∙ 10 ^12 kWh/rok
EF = 0,5 kg/KWh
Δt = 20 lat

ΔFco2 ≈ 0,48 W/m^2

E = 70 ∙ 10 ^12 kWh/rok
EF = 0,5 kg/KWh
Δt = 40 lat

ΔFco2 ≈ 0,92 W/m^2

Efekty instalacji fotowoltaicznych wynikających ze zmiany albedo są badane nie od dziś.
Poniżej publikacja z 30 sierpnia 2024 roku.

www.nature.com/articles/s43247-024-01619-w

Poniżej podsumowanie wyników z tej dla publikacji, dla próbki instalacji oraz ekstrapolacji wyników. Poniżej także moje obliczenia na podstawie tej pracy oraz porównania.

Wnioski z badania.

• Większość instalacji zmniejsza lokalnie albedo o nie więcej niż 0,02, mediana zmiany to -0,0128, IQR = (−0,0180 -0,009),

• Albedo dla PV: μ = 0,1606, σ = 0,0338, albedo dla tła: μ = 0,1750, σ = 0,0352.

• Efekt wpływu na albedo jest zależny od lokalnego terenu.

• Efektu wymuszenia związanego ze zmianą albedo jest skompensowany po roku -> trzecia ilustracja na dole .

• Po ekstrapolacji wyników ΔFa = 0,001135 W/m^2 globalnego wymuszenia dla scenariusza 1,5 °C IRENA, w skrócie 91 % elektryczności z OZE w 2050 roku, link do tego scenariusza jest na dole.

Uwagi.

• Nie są wliczone straty związane z degradacją, więc powyżej są przedstawione do pewnego stopnia wyidealizowane szacunki.

• Pominięte są inne czynniki, ale np. wpływ na zmianę sekwestracji CO2 na tych terenach według autorów jest
niewielki względem redukcji emisji.

Porównanie.

• Maksimum zmiany dodatniego lokalnego wymuszenia to ΔFal = 20,56 W m^2, dla 10^6 km^2 to ΔFa ≈ 0,04 W/m^2

• Według metodologii autorów produkcja energii elektrycznej dla instalacji wynosi od 70,06 do 79,94 kWh/(m^2 ∙ rok), to odpowiada mocy od ≈ 8 do ≈ 9,1 W/m^2, więc np. 10^6 km^2 instalacji to będzie minimum ≈ 70 PWh/rok — ponad dwa razy więcej niż obecna światowa produkcja energii elektrycznej ≈ 29 PWh w 2023 roku. Z tego wynika, że dla instalacji fotowoltaicznych w pesymistycznym przypadku dla 70 PWh/rok mamy ΔFa ≈ 0,04 W/m^2, zaś dla 70 PWh/rok dla paliw kopalnych, zakładając EF = 0,5 kg CO2/KWh, mamy odpowiednio ΔFco2 ≈ 0,48 W/m^2 dla 20 lat i ΔFco2 ≈ 0,92 W/m^2 dla 40 lat.

Dla instalacji fotowoltaicznych też obliczamy ΔFco2, przy czym dokładniejsze szacowanie wymaga wartości EF dla danej lokalizacji. Instalacje na pustyniach, których dotyczą największe redukcje albedo mogą mieć EF poniżej średniej lub mediany w tych szacunkach z powodu wyższej rocznej GTIopta i wyższej generacji na m^2. Po drugie ignorujemy tu redukcje wynikające z postępu technologicznego i spadku emisyjności energetyki, to wpłynie na emisje przy produkcji w przyszłości i będzie miało wpływ na wartość EF. Obecnie dominuje technologia oparta na krzemie, która jest względnie energochłonna przy produkcji, cienkowarstwowe panele oferują niższy EF.

E = 70 ∙ 10^12 kWh/rok
EF = 0,05 kg/KWh
Δt = 20 lat

ΔFco2 ≈ 0,05 W/m^2

E = 70 ∙ 10 ^12 kWh/rok
EF = 0,05 kg/KWh
Δt = 40 lat

ΔFco2 ≈ 0,1 W/m^2

ΔFs = ΔFa + ΔFco2
ΔFs – Całkowita zmiana wymuszenia.

Więc mamy odpowiednio ΔFs ≈ 0,09 W/m^2 i ΔFs ≈ 0,19 W/m^2, więc znacznie mniej niż ΔFco2 ≈ 0,48 W/m^2 i ΔFco2 ≈ 0,92 W/m^2 dla elektrowni na paliwa kopalne, czyli mniej przy niedoliczaniu odrzucanej mocy cieplnej dla elektrowni na paliwa kopalne. Ilorazy zmian wymuszeń wynoszą odpowiednio 5,3 i 4,8.

ΔFth = E ∙ 1000 ∙ ((1 - η)/η) ∙ 1/(8760 h ∙ 510 ∙ 10^12 m^2)
η ≠ 0

ΔFth – Globalna zmiana wymuszenia w formie odrzucanej mocy cieplnej dla elektrowni cieplnej, czyli np. dla elektrowni na paliwa kopalne.
E – Roczna produkcja energii elektrycznej w kWh.
η – Sprawność elektrowni = Pel/Pth.

Zakładając η = 0,5

ΔFth ≈ 0,016 W/m^2

Więc wiele to nie zmienia.

Więc z tego wynika główny wniosek, że efekt wynikający ze zmiany albedo w przypadku instalacji fotowoltaicznych, nawet w skrajnych przypadkach nie niweluje korzyści wynikających z redukcji emisji CO2 oraz ogólnie korzyści z redukcji emisji gazów cieplarnianych. Zmiany wymuszeń dla instalacji fotowoltaicznych są około 5 krotnie mniejsze od zmian wymuszeń elektrowni na paliwa kopalne w wariancie pesymistycznym

Hasła: FIGURE 2.3, TABLE 2.1

www.irena.org/Publications/2023/Jun/World-Energy-Transitions-Outlook-2023
ourworldindata.org/grapher/electricity-prod-source-stacked

[kumoter40]

jeszcze mam pytanie, czy są wyliczenia mówiące o zużytej energii i emisji CO2 w wyniku produkcji jednego panelu fotowoltanicznego ? i po jakim czasie używania panelu ten koszt użytej energii i "koszt" emisji CO2 w produkcji zostaje zrównoważony ?

[stefan4]

kumoter40:
> jeszcze mam pytanie, czy są wyliczenia mówiące o zużytej energii i emisji CO2 w
> wyniku produkcji jednego panelu fotowoltanicznego ?

Myślałem początkowo, że to Twoje przekręcenie
    z   fotowoltaika   na   fotowoltanika
to przypadkowa literówka. Ale teraz widzę, że tak piszesz uparcie, więc pewnie masz w tym jakiś zamysł. Bo ,,fotowoltaniczny'' kojarzy Ci się z niczym? Czy może ,,fotowoltanika'' z taniochą? W każdym razie uparcie i niestrudzenie starasz się znaleźć dziurę w całym...

Co do produkcji, to niby z czego miałaby się brać emisja CO2? Istotnie, trzeba zużyć trochę energii na oczyszczenie kwarcu i wykonanie płytek kwarcowych. Jeśli tą energię da ,,czysta'' elektrownia, to emisja CO2 będzie zerowa. A piasek, którego wszędzie jest pełno, to odrobinę zanieczyszczony dwutlenek kwarcu...

kumoter40:
> po jakim czasie używania panelu ten koszt użytej energii i "koszt" emisji CO2
> w produkcji zostaje zrównoważony ?

Postawienie elektrowni węglowej również wymaga jednorazowego nakładu energii; myślę, że w przeliczeniu na końcową moc, znacznie większego. Potem trzeba stale dostarczać jej węgiel z odległej kopalni... Potrafisz zrobić bilans traconej na to energii i szkodliwych emisji?

- Stefan

[kumoter40]

to ja zapytałem o bilans i dalej czekam na odpowiedź, a fotowoltaniczny tak jak galwaniczny brzmi po polsku. nie chce mi się silić na małomiasteczkowe anglicyzmy.

[neuroleptyk]

kumoter40 napisał:

> to ja zapytałem o bilans i dalej czekam na odpowiedź, a fotowoltaniczny tak jak
> galwaniczny brzmi po polsku. nie chce mi się silić na małomiasteczkowe anglicy
> zmy.

Już zamieszczałem tu grafiki, których nie raczyłeś obejrzeć.

Emisje liczy się dla całych elektrowni słonecznych, czyli emisje przy wytwarzaniu samych paneli to tylko część emisji w LCA. Poza panelami potrzebujesz jeszcze: inwerterów, mocowania, okablowania, transportu, instalacji itd. Chodzi o emisje gazów cieplarnianych, a nie tylko CO2, więc podaję się wartości wyrażone w g ekwiwalentu CO2/kWh – g CO2_e/kWh.

Ogólnie 50 g CO2_e/kWh to taka standardowa odpowiedź, ale raczej bazująca na starszych danych.

www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/studies/Photovoltaics-Report.pdf
strona 37, strona 40

Dla zainteresowanych detalami.
www.nrel.gov/docs/fy24osti/87372.pdf
Seattle, WA 30 — 36 g CO2_e/kWh
Phoenix, AZ 10 – 11 g CO2_e/kWh

Przy czym to skrajne scenariusze, bo poza oczywistą różnicą w nasłonecznieniu dodatkowo dla Phoenix zakładają wysoki odzysk na końcu życia, a dla Seattle wysypisko. Seattle będzie zbliżone do warunków w Polsce.

CED 0,05 — 0,12 MJ_oil_eq/MJ_UPV_generated

Oznacza to, że te systemy fotowoltaiczne generują 8,3 — 20 razy więcej energii elektrycznej niż wynosi równoważność energii zainwestowanej w ich budowę jako energia cieplna zawarta w paliwie kopalnym . Więc wszelkie straty związane np. z wytwarzaniem energii elektrycznej z paliw kopalnych oraz inne podobne straty są wliczane. Pamiętać trzeba, że w elektrowni na gaz, ropę lub węgiel uzyskuje się mniej energii elektrycznej od włożonej energii cieplnej zawartej w paliwie. Analizując EROI dla elektrowni na paliwa kopalne jednak nie wlicza się energii zawartej w paliwie kopalnym jako energii zainwestowanej, tj. paliwo nie jest liczone jako energia zainwestowana na tej samej zasadzie, co nie wlicza się energii słonecznej czy wiatrowej w przypadku OZE. Czyli jak mamy system hybrydowy to,...,no właśnie.

Podam ciekawy przykład.

1-->10-->5

Czyli inwestujemy 1 jednostkę energii cieplnej, by uzyskać po wydobyciu 10 jednostek energii cieplnej w postaci paliwa kopalnego, po czym po wykorzystaniu lub spaleniu 10 jednostek cieplnych w postaci paliwa kopalnego w elektrowni o sprawności 50 % uzyskujemy 5 jednostek energii elektrycznej.
W powyższym przykładzie EROI = 5/1 = 5

Paliwa kopalne + oze, np. fotowoltaika.

1-->10-->100

Czyli inwestujemy 1 jednostkę energii cieplnej, by uzyskać po wydobyciu 10 jednostek energii cieplnej w postaci paliwa kopalnego, po czym po zainwestowaniu 10 jednostek cieplnych w postaci paliwa kopalnego na budowę odnawialnego źródła energii (straty wliczone) otrzymujemy 100 jednostek energii elektrycznej.
W powyższym przykładzie EROI = 100/11 ≈ 9

Ale co, jeżeli postawimy granice wejścia inaczej tj. hybrydowo. Można o tym pomyśleć jak o czarnej skrzynce, gdzie z jednej strony coś wchodzi a z drugiej strony coś wychodzi. Inwestycje energii, czyli to, co umieszczamy w mianowniku zależą od tego, gdzie jest wejście. W systemie hybrydowym mamy uprawnienie przesunąć wejście na etap po wydobyciu paliw kopalnych, jak w przypadku elektrowni na paliwa kopalne, gdzie wliczana do mianownika jest tylko 1, bo 10 nie jest inwestowane, lecz tylko spalane lub wykorzystywane. Elektrownia na źródła odnawialne jest wtedy tylko częścią całości, która zaczyna się wcześniej. To pokazuje największy problem tej miary. EROI jest wrażliwe na definicje granic systemu.

1-->(10)-->5

Wchodzi 1 wychodzi 5, bez zmian, EROI = 5

1-->(10)-->100

Wchodzi 1 wychodzi 100, EROI = 100

Jednak niezależnie od definicji granic uzyskaliśmy 20 krotnie więcej energii z tej samej ilości paliw kopalnych. Czyli oszczędzamy nieodnawialne zasoby paliw kopalnych. To się zgadza też z emisjami jednostkowymi tj. węgiel ≈ 1000 g CO2_e/kWh i fotowoltaika ≈ 50 g CO2_e/kWh.

[kumoter40]

dziękuję za wyczerpującą informację

[neuroleptyk]

stefan4 napisał:

> Postawienie elektrowni węglowej również wymaga jednorazowego nakładu energii; m
> yślę, że w przeliczeniu na końcową moc, znacznie większego. Potem trzeba stale
> dostarczać jej węgiel z odległej kopalni... Potrafisz zrobić bilans traconej
> na to energii i szkodliwych emisji?

www.nature.com/articles/s41560-024-01518-6
Abstract
The net energy implications of the energy transition have so far been analysed at best at the final energy stage. Here we argue that expanding the analysis to the useful stage is crucial. We estimate fossil fuelsʼ useful-stage energy returns on investment (EROIs) over the period 1971–2020, globally and nationally, and disaggregate EROIs by end use. We find that fossil fuelsʼ useful-stage EROIs (~3.5:1) are considerably lower than at the final stage (~8.5:1), due to low final-to-useful efficiencies. Further, we estimate the final-stage EROI for which electricity-yielding renewable energy would deliver the same net useful energy as fossil fuels (EROI equivalent) to be approximately 4.6:1. The EROIs of electricity-yielding renewable energy systems, based on published estimations, are found to be higher than the determined EROI equivalent, even considering the effects of intermittency under a range of energy transition scenarios. Results suggest that the energy transition may happen without a decline in net useful energy, countering the view that renewable energy systems cannot replace fossil fuels without incurring a substantial energy penalty.


Our study has important implications. First, most energy-economy models that adopt a net energy perspective may find overly pessimistic implications of the energy transition by overlooking the effects of the difference in final-to-useful efficiencies across energy carriers, which strongly favour the energy returns of electricity-yielding renewable energy technologies. In some cases, primary-stage EROI values for fossil fuels are even mixed with final-stage values for renewable energy. Conducting the analysis at the useful energy stage appears crucial to understand fully the net energy and economic and social implications of the energy transition.

Second, our results suggest that renewable energy systems have high enough energy returns to allow the energy transition to happen without a long-term decrease in the net useful energy delivered to society, even accounting for the implications of intermittency. Further work conducting a dynamic analysis would be needed to assess the short-term implications of the energy transition. Considered alongside recent literature on the energy requirements of providing decent living standards54,55,56,57,58, these findings suggest that renewable energy systems can provide sufficient net useful energy to allow everyone to have decent living standards. However, identifying ambitious mitigation pathways ensuring a quick phase-out of fossil fuels while meeting decent living standards for all remains an urgent challenge.


Zwróć uwagę na różne definicje EROI. Te nieefektywności związane z paliwami cieplnymi mogą być ukryte, jeżeli cześć energii spalania jest tracona w procesie konwersji. Efekt jest bardzo duży w przypadku transportu opartego na silniki spalinowe ze względu na względnie niskie sprawności napędu.

www.nrel.gov/docs/fy23osti/84631.pdf
The first step in quantifying the EVER is establishing its definition and equation. The EVER is the ratio of energy (in joules or British thermal units [Btu]) used to power a gasoline vehicle over a given drive cycle divided by the energy used to power an EV over that same drive cycle.

EVERs provide a basis for describing the efficiency improvement of BEVs relative to conventional ICE vehicles, and their use informs calculations determining the reduction in carbon emissions and fuel cost per mile associated with replacing a conventional vehicle with a BEV. This study developed on-road light-duty EVERs that account for current BEV availability and consumer preference. EVERs were generally consistent across vehicle classes except for lower values for compact cars. This class had relatively low vehicle registrations and therefore little impact on the crossclass overall EVERs—5.1 city, 3.6 highway, and 4.4 combined. This study focused on model year 2021 vehicle registrations. However, an investigation of model year 2020 vehicle registrations found similar overall EVERs—4.9 city, 3.4 highway, and 4.2 combined. EVERs are consistently higher for city drive cycles where regenerative braking and low-end torque enhance BEV efficiencies. This trend is magnified when looking at vehicles with a high power-to-weight ratio. Therefore, policies and campaigns introducing BEVs into urban markets could result in greater environmental and economic benefits. BEV registrations are concentrated in higher-power (high horsepower-to-weight ratio) vehicle groupings, and EVERs increase when vehicle groupings are restricted to more similarly highpower vehicles. This points to BEV efficiency benefits in segments focused on high performance vehicles. However, the relatively low compact car class EVER shows that high-end performance BEVs can result in lower efficiency benefits.

korekta

[neuroleptyk]

neuroleptyk napisał:

Zamiast zmiany wymuszeń wszędzie należy pozmieniać na wymuszenia.
ΔFa, ΔFco2, ΔFx, itp. to są dane wymuszenia a nie zmiany wymuszeń.
Symbol Δ oznacza z reguły zmianę, jak połączymy ten symbol z np. ΔFco2 to jest silna naturalna skłonność, by zinterpretować Fa, Fco2, Fx, jako wymuszenie wynikające ze zmiany albedo, wymuszenie wynikające ze stężenia atmosferycznego CO2, wymuszenie wynikające ze zmiany x, bo niefortunnie F to pierwsza litera słowa forcing i konsekwentnie razem z deltą nazywać to zmianą wymuszenia wynikającą odpowiednio ze zmiany pewnych czynników. Ale IPCC definuje wymuszenie radiacyjne następująco.

archive.ipcc.ch/pdf/special-reports/srex/SREX-Annex_Glossary.pdf
Radiative forcing

Radiative forcing is the change in the net, downward minus upward, irradiance (expressed in W m–2) at the tropopause due to a change in an external driver of climate change, such as, for example, a change in the concentration of carbon dioxide or the output of the Sun. Radiative forcing is computed with all tropospheric properties held fixed at their unperturbed values, and after allowing for stratospheric temperatures, if perturbed, to readjust to radiative-dynamical equilibrium. Radiative forcing is called instantaneous if no change in stratospheric temperature
is accounted for. For the purposes of this report, radiative forcing is further defined as the change relative to the year 1750 and, unless otherwise noted, refers to a global and annual average value. Radiative forcing is not to be confused with cloud radiative forcing, a similar terminology for describing an unrelated measure of the impact of clouds on the irradiance at the top of the atmosphere.

Czyli np. ΔFx to wymuszenie radiacyjne wynikające ze zmiany czynnika x, natomiast Fx = I↓ - I↑, gdzie I oznacza irradiancję, strzałka zaś oznacza kierunek, co wynika z pewnych warunków, lub zmian jakie zaszły w czynniku x i obliczane jest to w tropopauzie. Więc Fx to jest balans irradiancji w tropopauzie wnikający z czynnika x w danym czasie, w przypadku zmian stężenia CO2 w atmosferze, będziemy mieć zmianę I↓ - I↑ z tego powodu, więc z definicji wymuszenie z powdu zmiany tego czynnika, które będzie ujemne lub dodatnie w zależności od kierunku zmian stężenia CO2 w atmosferze. Oczywiście będzie też całkowity balans irradiancji w tropopauzie, gdyż jest wiele różnych czynników, np. zmiana TSI wpłynie na I↓ i przynajmniej teoretycznie może zrównoważyć efekt zmiany stężenia CO2, ale przy obecnych zmianach TSI i stężenia CO2 tak nie jest.

Komplikacji dodaje fakt, że w stanie równowagi I↓ - I↑ = 0, więc dodatnie wymuszenie radiacyjne wynikające np. ze zwiększenia stężenia CO2 w atmosferze o daną stałą wartość tj. zmniejszenia w efekcie I↑ przy stałej I↓ (I↑ oraz I↓ są nieujemne), te wymuszenie radiacyjne zmaleje do zera po pewnym czasie, kiedy: powierzchnia planety, oceany, troposfera, itd., nagrzeją się osiągając nowe temperatury równowagi dla nowego stężenia CO2 i znowu będzie I↓ - I↑ = 0.

Dodatkowo sprawdziłem obliczenia i znalazłem błąd, który zaniżał koszyści fotowoltaiki dla okresu 40 lat.
Dużą wadą tego forum jest brak możliwości korekcji błędów po opublikowaniu, co w przypadku dużej ilości obliczeń byłoby bardzo pomocne. Jestem zdania by raczej nie korygować niektórych błędów, np. jak ktoś napisze W/m zamiast W/m^2, gdy wiadomo, że chodzi o to drugie.

> Więc mamy odpowiednio ΔFs ≈ 0,09 W/m^2 i ΔFs ≈ 0,19 W/m^2, więc znacznie mniej
> niż ΔFco2 ≈ 0,48 W/m^2 i ΔFco2 ≈ 0,92 W/m^2 dla elektrowni na paliwa kopalne, c
> zyli mniej przy niedoliczaniu odrzucanej mocy cieplnej dla elektrowni na paliwa
> kopalne. Ilorazy zmian wymuszeń wynoszą odpowiednio 5,3 i 4,8.

Powinno być.

Więc mamy odpowiednio ΔFs ≈ 0,09 W/m^2 i ΔFs ≈ 0,14 W/m^2, więc znacznie mniej niż ΔFco2 ≈ 0,48 W/m^2 i ΔFco2 ≈ 0,92 W/m^2 dla elektrowni na paliwa kopalne, czyli mniej przy niedoliczaniu odrzucanej mocy cieplnej dla elektrowni na paliwa kopalne. Ilorazy wymuszeń wynoszą odpowiednio 5,3 i 6,6.

Przez pomyłkę dla 40 lat obliczyłem ΔFs = ΔFs + ΔFco2, gdzie ΔFs ≈ 0,09 W/m^2 i ΔFco2 ≈ 0,1 W/m^2, czyli obliczając ΔFs dla 40 lat dodałem ΔFs dla 20 lat, zamiast dodać ΔFa = 0,04 W/m^2, tj. powinno być dla danego okresu zawsze ΔFs = ΔFa + ΔFco2, gdzie ΔFs, ΔFco2 to wartości dla danego okresu, a wartość ΔFa jest niezależna. ΔFco2 rośnie wraz z upływem lat dla danej stałej rocznej produkcji energii i stałego współczynnika intensywności emisji, gdyż wynika to z kumulacji CO2 w atmosferze, natomiast ΔFa jest stałe w czasie dla danej stałej rocznej produkcji energii, stałej przyjętej wartości wymuszenia na powierzchnię instalacji i stałej przyjętej mocy na jednostkę powierzchni instalacji. Oczywiście to, co było obliczone powyżej jest pesymistycznym scenariuszem, bo przyjęte jest maksymalne wymuszenie związane ze zmianą albedo ze wszystkich przebadanych instalacji, oraz zignorowany jest efekt odrzuconego ciepła z elektrowni na paliwa kopalne, więc ilorazy będą większe.

[kumoter40]

męczy mnie jeszcze jeden problem, a nie wiem czy był poruszony, bo ciężko śmiertelnikowi przebrnąć przez całość, jeśli był to z góry przepraszam. przykład jakiegoś zwykłego budynku mieszkalnego. hipotetyczna instalacja c.o. wytrzyma w nim 150 lat, a fotowoltaika 20. gdzie tu ekonomia ?

[d25]

1) zwykły dom - wymiana pieca c.o raz na 20 lat to minimum, a rury też nie wytrzymają 150 lat, a ich wymiana to remont generalny...
2) zwykły dom - fotowoltaika od 4 lat, od 3 nie płacę za prąd...

[neuroleptyk]

kumoter40 napisał:

> męczy mnie jeszcze jeden problem, a nie wiem czy był poruszony, bo ciężko śmier
> telnikowi przebrnąć przez całość, jeśli był to z góry przepraszam. przykład jak
> iegoś zwykłego budynku mieszkalnego. hipotetyczna instalacja c.o. wytrzyma w ni
> m 150 lat, a fotowoltaika 20. gdzie tu ekonomia ?

Czego ma dotyczyć żywotność 150 lat ?

Dla kotłów grzewczech przewiduje się z grubsza około 15 lat żywotności i na pewno nie 150 lat. Nie zapominaj, że w przypadku fotowoltaiki "paliwo" masz za darmo. W przypadku kotłów, musisz płacić dodatkowo cały czas za paliwo, więc w uproszczeniu koszt będzie proporcjonalny do przyjętego czasu.

Panele fotowoltaiczne generalnie powinny mieć mniej niż 20 % degradacji po 25 – 30 latach. W warunkach jaki są w Polsce degradacja powinna być niewielka, z reguły inwertery mają niższą żywotność od paneli.

Sensowne ekonomicznie ogrzewanie z wykorzystaniem energii elektrycznej wymaga użycia pompy ciepła.

[kumoter40]

neuroleptyk napisał:

> kumoter40 napisał:
>
> Czego ma dotyczyć żywotność 150 lat ?
>
> Dla kotłów grzewczech przewiduje się z grubsza około 15 lat żywotności i na pew
> no nie 150 lat. Nie zapominaj, że w przypadku fotowoltaiki "paliwo" masz za dar
> mo. W przypadku kotłów, musisz płacić dodatkowo cały czas za paliwo, więc w upr
> oszczeniu koszt będzie proporcjonalny do przyjętego czasu.
>
> Panele fotowoltaiczne generalnie powinny mieć mniej niż 20 % degradacji po 25 –
> 30 latach. W warunkach jaki są w Polsce degradacja powinna być niewielka, z re
> guły inwertery mają niższą żywotność od paneli.
>
> Sensowne ekonomicznie ogrzewanie z wykorzystaniem energii elektrycznej wymaga u
> życia pompy ciepła.
>

ludzie wyrzucają żeliwne kotły sprzed II wojny z powodu wymaganej 5-tej klasy, a grzejniki z epoki wiktoriańskiej nadal grzeją. na pompy ciepła, ich koszt i trwałość, po całym kraju niesie się jeden wielki szloch. halo, tu ziemia.

[kumoter40]

> neuroleptyk napisał:
>
> > Sensowne ekonomicznie ogrzewanie z wykorzystaniem energii elektrycznej wy
> maga u
> > życia pompy ciepła.
>
>
p.s. koszt do domu jednorodzinnego: pompa 50tys. fotowoltaika 30tys. koszt węgla (5t) 3tys na rok, bez ets itp. pompa po 5 latach do wymiany.

[neuroleptyk]

kumoter40 napisał:


>
> ludzie wyrzucają żeliwne kotły sprzed II wojny z powodu wymaganej 5-tej klasy,
> a grzejniki z epoki wiktoriańskiej nadal grzeją. na pompy ciepła, ich koszt i t
> rwałość, po całym kraju niesie się jeden wielki szloch. halo, tu ziemia.

W Skandynawii królują pompy ciepła.
Z pewnością dom ogrzewany kopciuchem zużywa więcej węgla niż ten ogrzewany nowoczesnym piecem z uwagi na niższą sprawność. Więc jak ? Czy zwróci się koszt w czasie tych 15 lat ? Dokonaj jakichś obliczeń, uzasadnij, to nie boli, miej trochę odwagi.

[kumoter40]

neuroleptyk napisał:


"Panele fotowoltaiczne generalnie powinny mieć mniej niż 20 % degradacji po 25 – 30 latach"

jeśli w tych wszystkich wyliczeniach zakłada się takie pobożne życzenia i propagandę producentów i handlowców, podobnie jak rzekomą trwałość pomp ciepła, które po pięciu latach nie nadają się do niczego, to wszystkie te wyniki można rozbić o kant stołu.

[neuroleptyk]

kumoter40 napisał:


> jeśli w tych wszystkich wyliczeniach zakłada się takie pobożne życzenia i p
> ropagandę producentów i handlowców, podobnie jak rzekomą trwałość pomp ciepła,
> które po pięciu latach nie nadają się do niczego, to wszystkie te wyniki można
> rozbić o kant stołu.

Nie zakłada się, cały problem w tym, że Ty zakładasz. W dziwnym świecie żyjesz, jakby nie było na ten temat wiedzy.
www.nrel.gov/state-local-tribal/blog/posts/stat-faqs-part2-lifetime-of-pv-panels.html
Poniżej pomiary dla 35 letniej instalacji w Szwajcarii.
sci-hub.se/10.1002/pip.3104
Jakie masz dowody na te 5 lat żywotności dla pomp ciepła ? Wystarczy wpisać w wyszukiwarkę hasło heat pump life expectancy by nabrać podejrzeń. Pompa ciepła nie jest jakimś nowym wynalazkiem, działa na podobnej zasadzie jak lodówka.

[kumoter40]

neuroleptyk napisał:

> Nie zakłada się, cały problem w tym, że Ty zakładasz. W dziwnym świecie żyjesz,
> jakby nie było na ten temat wiedzy.
> www.nrel.gov/state-local-tribal/blog/posts/stat-faqs-part2-lifetime-of-pv-panels.html
> Poniżej pomiary dla 35 letniej instalacji w Szwajcarii.
> sci-hub.se/10.1002/pip.3104
> Jakie masz dowody na te 5 lat żywotności dla pomp ciepła ? Wystarczy wpisać w w
> yszukiwarkę hasło heat pump life expectancy by nabrać podejrzeń. Pompa c
> iepła nie jest jakimś nowym wynalazkiem, działa na podobnej zasadzie jak lodówk
> a.
to nam się różnica zdań wyjaśniła, rzeczywiście żyjemy w innych światach. do badań/wyliczeń bierze się instalację z państwa słynącego z najlepszych zegarków i wogóle z dokładności, a rzeczywistość skrzeczy. reszta świata zaopatrywana jest w azjatycki badziew, niespełniający żadnych norm. upieram się, że jednak ta tandeta zalewająca świat ogrzewa ziemię bardziej.

[neuroleptyk]

kumoter40 napisał:


> to nam się różnica zdań wyjaśniła, rzeczywiście żyjemy w innych światach. do ba
> dań/wyliczeń bierze się instalację z państwa słynącego z najlepszych zegarków i
> wogóle z dokładności, a rzeczywistość skrzeczy. reszta świata zaopatrywana jes
> t w azjatycki badziew, niespełniający żadnych norm. upieram się, że jednak ta t
> andeta zalewająca świat ogrzewa ziemię bardziej.

• Chiny zdominowały światową produkcję paneli fotowoltaicznych mając ponad 80 % udzału.
Z różnych artykułów wynika, że panele w produkowane w Europie i USA są w przybliżeniu 50 % droższe od paneli produkowanych w Chinach.

www.woodmac.com/press-releases/china-dominance-on-global-solar-supply-chain/
• Chiny w sierpniu 2024 roku miały zainstalowane łącznie 750 GW mocy elektrowni słonecznych, przez 8 miesięcy 2024 roku zainstalowano ≈ 140 GW. W 2023 roku dodano tam ≈ 217 GW

www.pv-magazine.com/2024/09/24/chinese-pv-industry-brief-january-august-solar-installations-hit-140-gw/
ember-energy.org/latest-insights/2023s-record-solar-surge-explained-in-six-charts/
• Problemem dla konkurencyjności jest brak znaczących różnic w jakości, nie zdominujesz światowego rynku produkując buble. Szwajcarskie zegarki to biżuteria produkowana w ograniczonych albo bardzo ograniczonych ilościach, w ekonomii istnieje pojęcie dóbr Veblena.

pl.wikipedia.org/wiki/Dobra_Veblena
• Miejsce produkcji paneli nie zmienia wniosków o mniejszej emisyjności.

www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1364032124003290
Dla systemów fotowoltaicznych w Chinach nastąpiła redukcja z 74 do 51 g/kWh między 2008 r. i 2018 r.
W abstrakcie jest błąd zamiast kg powinno być g, albo MWh zamiast kWh.
Na ilustracji z artykułu jest zgodnie z przewidywaniami.
ars.els-cdn.com/content/image/1-s2.0-S1364032124003290-ga1_lrg.jpg
Z węglem kamiennym jest krucho w UE, a jeżeli chodzi o węgiel brunatny to dla przykładu Elektrownia Bełchatów emituje ≈ 1100 g/kWh.
elbelchatow.pgegiek.pl/Ochrona-srodowiska/Ograniczenie-emisji-dwutlenku-wegla