Je li solarna energija održiva? 4 problema koja treba riješiti prije solarne revolucije

Oglas

Što bi se dogodilo kada bi svijetu ponestalo fosilnih goriva? Nema više automobila, nema više struje, nema više klima uređaja. Čim su ispražnjene posljednje baterije, odmah smo se našli u srednjem vijeku. Mi ne mogu neka se to dogodi.

Energija je skupa i dok nastavljamo iscrpljivati ​​Zemlju njene nafte, e cijena energije tek će se povećavati Ne, niske cijene plina nisu kraj električnog automobilaOduzimaju li padajuće cijene plina za električne automobile poput Teslinog modela S? Ne tako brzo. Cijene plina nisu cijela priča. Čitaj više - odnosno, ukoliko ne nađemo drugi način proizvodnje električne energije. Kad je gorivo tako presudno da aplikacije za uštedu novca 8 jedinstvenih aplikacija koje će vam pomoći uštedjeti novac od plinaUšteda novca na plinu nije dobra samo za vas, već i za planetu. Ove aplikacije pomažu vam da efikasno upravljate kilometražom i troškovima goriva, istovremeno izgrađujući dobre vozačke navike. Čitaj više postanite uobičajeni, tada znate da je problem stvaran.

Ozbiljno, mogli bismo ponestalo fosilnih goriva do 2060. godine.

Solarna energija je naša najbolja nada Energija budućnosti danas: Kako djeluju solarni paneli i heliostati?Obnovljivi izvori. Problem je s kojim se svakodnevno susrećemo bez obzira shvaćamo li to ili ne. Sa svakom pumpom plinske ručke, svakim pritiskom akceleratora automobila, sa svim utikačima našeg ... Čitaj više , ali razvoj navedene tehnologije tijekom posljednjih nekoliko desetljeća bio je slabiji. Koliko prije nego što solarna energija ispuni svoja obećanja? Što traje toliko dugo? Hoće li energetska revolucija stići na vrijeme?

Svijetu je potrebna sunčeva energija ...

Da bismo bili pošteni, solarna energija nije samo alternativa fosilnim gorivima. Briljantni umovi širom svijeta istražuju mnoštvo drugih načina i iako svi pokazuju različite količine potencijala, svi imaju ozbiljne nedostatke.

Na primjer, snaga vjetra. Vjetar je posvuda i pun energetskog potencijala. Zelena je, ima zanemarivu količinu onečišćenja i relativno je učinkovita kada je riječ o svemirskim zahtjevima.

Nažalost, vjetar je nepredvidiv i često dolazi do povremenih naleta, što nije baš korisno ako ne uspijemo razviti dugoročno skladištenje proizvedene energije. Da ne spominjemo činjenicu da vjetrenjače mogu biti uznemirujuće glasne, a opasne za održavanje.

Osim toga, velike vjetroelektrane mogu imati neposredan utjecaj na lokalno vrijeme (utječući na cirkulaciju zraka) i lokalnu divljinu (turbine ubijaju ptice i šišmiše). To bi moglo biti ublaženo razvojem vjetroturbine bez oštrica, ali još je prerano za reći.

Hidroelektrana je još jedan izvor goriva koji se pokazao učinkovitim, ali problematičnim. Brane hidroelektrane razorne su za vodene ekosustave, stvarajući stajaće vodene vode, narušavajući migracijske navike i usmrćući mnoge vrste riba.

Drugi oblici alternativne energije, uključujući biogoriva i vodika, imaju poteškoće u prevladavanju najosnovnijih problema: za to je potrebno više energije proizvodi njih nego što se energija nudi kad konzumira.

Još jedna pristojna opcija je nuklearna elektrana, koji je mnogo ekološki prihvatljiviji od fosilnih goriva po jedinici. Međutim, odlaganje otpada i dalje ostaje problem, a ostalo je i pitanje konačnog goriva. Nuklearna energija bi nam mogla kupiti vrijeme, ali to nije trajno rješenje problema.

Što nas, za sada, samo ostavlja solarna energija kao jedino uvjerljivo dugoročno rješenje.

… Ali prepreka je mnogo

Kratko smo objavili zašto se sunčeva energija nije isključila Što je sunčeva energija i zašto se nije oduzela?U čemu je velika stvar sa solarnom energijom? Ako je doista toliko važan i potreban koliko to mnogi tvrde, zašto to još nije preuzela energetska industrija? Čitaj više prije, ali istražimo to malo detaljnije. Ako je sunce naš pretpostavljeni spasitelj od iscrpljivanja fosilnih goriva, koji kurac drži solarnu revoluciju na visini?

Ispada da, imamo nekoliko prepreka da ih preskočimo.

Prije svega, poput energije vjetra, solarna energija je isprekidana. Poznata je činjenica da solarne ćelije proizvode energiju samo dok im sunce sja. Ovaj jednostavan problem čini solarne ćelije potpuno neučinkovitima za velike dijelove svijeta.

Uzmi grad poput Seattlea ili Londona. To su područja koja tijekom godine vide više oborina nego sunca. Da bi se ovi gradovi mogli napajati samo solarnom energijom, svaki bi dan sunčevog svjetla morao stvarati najmanje dva dana električne energije. Sunčeva tehnologija trenutno nije ni blizu toj mogućnosti.

Što je s amazonskom prašumom? To je 2,1 milijuna četvornih kilometara zemlje koja ne može iskoristiti sunčeve zrake za struju. Što je sa zemljama oko Arktičkog kruga? Na tim mjestima moglo bi se vidjeti sunce šest pravih mjeseci, a zatim mrak sljedećih šest mjeseci. Imali bi struju samo pola godine. Snaga objedinjavanja između različitih područja također predstavlja problem jer gubitak energije dugim dalekovodima postaje neizmjeran. To bismo uspjeli popraviti superprevodnicima sobne temperature, ali ta je tehnologija daleko.

Što nas dovodi do sljedećeg velikog problema: skladište solarne energije. Ako je proizvodnja solarne energije dostupna samo u određeno doba dana u određenim regijama svijeta, očigledan je odgovor da tu energiju napunite i uštedite za kasnije. Nažalost, to je mnogo lakše je reći nego učiniti.

Problem je u tome što jeftini paketi imaju problema sa dugovječnošću ili pouzdanošću, dok se kvalitetni akumulatori skupo izrađuju. U 2013., litij-ionske baterije velikog obima kretale su se oko 1000 USD / kWh.

Srećom po sve nas, 2015. je započela novu eru kada je izvršni direktor Tesle Elon Musk predstavio nove generacije baterija Je li nas Elon mošus spasio od fosilnih goriva? Čitaj više kako za male potrošačke potrebe, tako i za velike tvrtke. Cijene se kreću oko 350 USD / kWh i samo će se ovdje jeftinije mijenjati.

Ali skladištenje solarne energije važno je samo ako možemo proizvesti više električne energije nego što je zapravo potrebno tako da pohranimo višak, zbog čega također moramo razgovarati o učinkovitost solarnih ćelija.

Prosječno američko kućanstvo zahtijeva oko 24kWh dnevno (ili 1kW na sat). Međutim, ta brojka nije ravnomjerno raspoređena: potrošnja električne energije relativno je stalna tijekom dana, šiljci uvečer nakon što se ljudi vrate kući s posla, a onda padnu na gotovo ništa nakon što su svi otišli spavati. To predstavlja problem.

Da bi tijekom noći bilo struje, solarna se energija mora hvatati i skladištiti tijekom dana dok sunce još izlazi. Ali ako ljudi koriste struju za vrijeme dan, tada solarne ćelije trebaju uhvatiti što više sunca: dovoljno da ispune dnevne potrebe za električnom energijom i dovoljno da napunite baterije za noć.

Ili drugim riječima, ako pretpostavimo da dnevno dobijemo šest sati „dobrog sunca“ - i to je to velikodušan - tada solarni kapacitet mora biti dovoljan za hvatanje energije vrijedne 24 sata tijekom tih šest sati razdoblje. Uostalom, ocjene solarnih ćelija temelje se na idealnim uvjetima: čisto podne podne na Zemljinom ekvatoru.

Dakle, hajde da razgovaramo o efikasnosti. U prosjeku, potrošački solarni panel može generirati oko 10 vata na sat po kvadratnom satu. ft. Stoga, da biste stvorili 1kWh, trebate 100 sq. ft. solarnih panela. Ali pretpostavljamo da sunce svakodnevno sija, a mi znamo da to nije istina.

Ako pretpostavimo šest sati dobrog sunca, tada bi nam trebalo četiri puta više solarne ploče, što nas dovodi do 400 četvornih. ft. solarne ploče kako bi se ispunili zahtjevi za električnom energijom prosječnog američkog kućanstva. A zbroj svih ovih oplata trebao bi biti ocijenjen na 4kW.

U prosjeku 5 USD po vatu, sustav snage 4kW koštao bi oko 20 000 USD. Zahvaljujući Tesli, sada možemo kupiti tri baterije od 10kWh po 3.500 dolara svake, za ukupno 10.500 dolara. Dakle, za oko 30.500 dolara mogli biste imati operativni sustav koji zadovoljava vaše dnevne potrebe za električnom energijom i do 30 sati baterije (pod pretpostavkom da imate 400 sq. ft. zemlje koja je kompatibilna s panelima).

Naravno, sve pretpostavlja da imate 400 četvornih metara. ft. zemlje kompatibilne s pločama, što nije istina za većinu ljudi (posebno u urbanim područjima). Da bi ovo bilo stvarno, praktično rješenje, trebamo masovno poboljšati učinkovitost solarnih ćelija ili pokriti u biti sve zgrade sa njima, koristeći nešto poput raspršivanje solarne ćelije Učinkovit. Jeftini. Super. Evo zašto je nova solarna ćelija bitna za raspršivanjeTrošak solarne energije trebao bi se naglo smanjiti nakon tima znanstvenika koji rade u Sveučilište u Sheffieldu u Velikoj Britaniji najavilo je razvoj solarnih ćelija pomoću spreja postupak. Čitaj više tehnologija.

Napokon, u vezi smo velikih problema infrastruktura solarne energije kroz svijet. Suština ovog pitanja svodi se na ovo: razmislite o svemu što trenutno radi na fosilnim gorivima (npr. Automobilima, elektranama i sl.), A zatim razmislite koliko bi rada trebalo pretvoriti sve to do solarne kompatibilnosti.

Mnoge elektrane trebale bi biti zatvorene, pa čak i srušene da bi se mogle obnoviti kao solarne farme. Moraju se odustati od automobila na plin, dizel i hibrid potpuno električna vozila poput Tesle Kako će električni automobili prevladati granice naplateElektrični automobili su odlični - osim njihovog raspona. Mogu li električni automobili prevazići tehnologiju raspona? Čitaj više . A tu su i periferni troškovi, poput pretvaranja benzinskih stanica u stanice za punjenje.

Ovo je sve vrlo skupo.

Ali ako pogledamo budućnost solarne infrastrukture većih razmjera, MIT je upravo objavio studiju u kojoj je utvrdio da je moguće postići razmještanje solarne energije u teravatorskoj skali do 2050. godine. To je dovoljno za napajanje 41,7 milijardi domaćinstava prosječnom američkom stopom potrošnje električne energije.

Možda bi ipak bilo moguće široko usvajanje sunca prije nego što nam ponestane fosilnih goriva.

Dobre vijesti: Budućnost izgleda svijetlo

Ako ste do sada stigli i još uvijek sumnjate u budućnost solarne tehnologije, ne bih vas krivio. Desetljećima se to reklamira kao izmjenjivač igara, a svi ti nedavni događaji mogu se činiti kao da se oko njega puše više dima.

Pa, istina je da Alternativna energija limenka raditi.

Kostarika je nedavno otišla više od toga 75 dana ravno koristeći samo obnovljivu energiju. Omogućeno je da se većina to napravila hidroelektranama tijekom sezone obilnih kišnih padavina, ali daje bljesak nade onima od nas koji žele razbiti našu ovisnost o nafti.

Povrh svega, Francuska je nedavno potpisala uredbu kojom se od svih novih poslovnih zgrada moraju zahtijevati pokrivaju svoje krovove solarnim pločama ili biljke. To je mali, ali važan korak koji pokazuje da svijet počinje prihvaćati da solarna energija nije samo potreban za budućnost, to je vjerojatan kao pravo rješenje.

Ako to dopustimo, solarna energija ima potencijal biti jedna od nekoliko tehnologija koje će zauvijek promijeniti svijet Top 10 tehnologija u nastajanju koje mijenjaju svijetOd poljoprivrede do medicine do energije, svakodnevno se napreduje. Naučite malo o ovih 10 tehnologija u nastajanju, koje bi mogle izravno utjecati na vaš život u sljedećih nekoliko godina. Čitaj više . A zahvaljujući nedavnim zbivanjima i društvenim promjenama, ta promjena može stići i prije nego što mislimo da će biti.

Imate li rezerve o solarnoj energiji? Koliko dugo mislite prije nego što svijet zauvijek odustane od fosilnih goriva? Hoće li taj dan uopće doći? Podijelite svoje misli s nama u komentarima!

Slikovni krediti: Vjetroelektrana Via Shutterstock, Biogorivo za kukuruz putem Via Shutterstock, Sunčev horizont via Shutterstock, Solarne baterije putem Shutterstoka, Solarna žarulja Via Shutterstock, Sunčani kućni krovovi Via Shutterstock, Stajalište sunčane autobusne linije preko Shutterstocka