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

Što bi se dogodilo kada bi svijetu ponestalo fosilnih goriva? Nema više automobila, nema više struje, nema više klima uređaja. Čim bi se ispraznile posljednje baterije, vratili bismo se u srednji vijek. Mi ne mogu neka se to dogodi.

Energija je skupa, a kako nastavljamo iscrpljivati ​​Zemlju svoje nafte, cijena energije tek će porasti Ne. Niske cijene plina nisu kraj električnog automobila Ne, niske cijene plina nisu kraj električnog Automobil Da li padajuće cijene plina dočaraju kraj za električne automobile poput Tesla Model S? Ne tako brzo. Cijene plina nisu cijela priča. - odnosno, ukoliko ne možemo pronaći drugi način proizvodnje električne energije. Kad je gorivo toliko važno da aplikacije za uštedu plina 8 jedinstvene aplikacije koje vam pomažu uštedjeti novac za plin 8 jedinstvene aplikacije za uštedu novca od plina Ušteda novca na plinu nije dobra samo za sebe, već i za planetu. Ove aplikacije pomažu vam da učinkovito upravljate kilometražom i troškovima goriva uz istovremeno stvaranje dobrih vozačkih navika. postati uobičajena, tada znate da je problem stvaran.

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

Solarna energija je naša najbolja nada. Energija budućnosti, danas: Kako djeluju solarni paneli i heliostati? 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 crpkom plinske ručice, sa svakim pritiskom na akcelerator automobila, sa svim našim čepom ..., ali razvoj navedene tehnologije u posljednjih nekoliko desetljeća bio je slabiji. Koliko vremena 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 budemo fer, solarna energija nije ono što je potrebno 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 zagađenja i relativno je učinkovita kada je riječ o svemirskim potrebama.

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 vjetroturbina bez oštrica, ali za to je još rano reći.

Hidroelektrana je još jedan izvor goriva koji se pokazao učinkovitim, ali problematičnim. Brane hidroelektrane destruktivne su za vodene ekosustave, stvarajući stajaća vodna tijela, narušava migracijske navike i usmrćuje potpuno mnoge vrste riba.

Drugi oblici alternativne energije, uključujući biogoriva i vodika, ima poteškoća u prevladavanju najosnovnijih problema: potrebno je više energije proizvoditi 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 ostaje problem, ai dalje postoji problem ograničenog goriva. Nuklearna energija mogla bi nam 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

Ukratko smo opisali zašto solarna energija nije skinula Što je sunčeva energija i zašto je nije uzela? Što je sunčeva energija i zašto je nije uzela? U čemu je velika stvar sa solarnom energijom? Ako je doista toliko važan i potreban koliko to mnogi tvrde, zašto to još nije preuzela energetsku industriju? 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 napajali samo sunčevom energijom, svaki dan bi sunčevo svjetlo moralo stvoriti 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 koje nije moguće 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. Struju bi imali samo pola godine. Snaga objedinjavanja između različitih područja također predstavlja problem jer gubitak energije dugim dalekovodima postaje neizmjeran. To bismo mogli popraviti superprevodnicima sobne temperature, ali ta je tehnologija daleko.

Što nas dovodi do sljedećeg velikog problema: skladištenje 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 to 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 za sve nas, 2015. je započela novu eru kada je izvršni direktor Tesle Elon Musk predstavio baterije nove generacije. Je li nas Elon Musk spasio od fosilnih goriva? Je li nas Elon mošus spasio od fosilnih goriva? kako za male potrošačke potrebe, tako i za velike tvrtke. Cijene se kreću od oko 350 USD / kWh i samo će ovdje pojeftiniti.

Ali skladištenje solarne energije važno je samo ako možemo proizvesti više električne energije nego što je zapravo potrebno da bismo mogli pohraniti 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 tijekom dana je relativno konstantna, večeri izbacuju se nakon što se ljudi vrate kući s posla, a onda padnu na gotovo ništa nakon što svi odu u san. To predstavlja problem.

Da bi tijekom noći bilo struje, solarna se energija mora hvatati i skladištiti tijekom dana, dok sunce još uvijek 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 dobijemo šest sati “dobro sunce” dnevno - a to je velikodušno - tada solarni kapacitet mora biti dovoljan za hvatanje energije u vrijednosti od 24 sata tokom tog šest sati. Uostalom, ocjene solarnih ćelija temelje se na idealnim uvjetima: vedro sunčano podne na Zemljinom ekvatoru.

Dakle, razgovarajmo o učinkovitosti. U prosjeku, solarni panel s ocjenama potrošača može generirati oko 10 vata na sat po četvornom ft. Dakle, za stvaranje 1kWh, trebate vam 100 četvornih metara solarnih panela. Ali to pretpostavlja da sunce svakodnevno sija i znamo da to nije istina.

Ako pretpostavimo šest sati “dobro sunce”, tada bi nam trebalo četiri puta više solarne obloge, što nas dovodi do 400 četvornih metara solarne ploče da bismo ispunili potrebe 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 zemljište kompatibilno s pločima od 400 četvornih metara).

Naravno, sve to pretpostavlja da imate zemljište kompatibilno s pločama od 400 četvornih metara, što jednostavno nije točno za većinu ljudi (posebno u urbanim područjima). Da bi ovo bilo stvarno, praktično rješenje, morali bismo masovno poboljšati učinkovitost solarnih ćelija ili pokriti u biti sve zgrade s njima, koristeći nešto poput solarne ćelije u obliku spreja. Jeftini. Super. Evo zašto su nove solarne ćelije potrebne za sprej. Jeftini. Super. Evo zašto su nove solarne ćelije važne za troškove solarne energije nakon što se tim znanstvenika koji rade na Sveučilištu u Sheffieldu u Velikoj Britaniji najavio razvoj solarnih ćelija koristeći postupak spreja. tehnologija.

I na kraju, u vezi s tim imamo 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. Automobile na plin, dizel i hibridni motor trebalo bi odustati u korist potpuno električnih vozila poput Tesle. Kako će električni automobili prevladati granice punjenja? Kako će električni automobili preći ograničenja punjenja? Električni automobili su sjajni - osim njihovog raspona , Mogu li električni automobili prevazići tehnologiju raspona? , 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 većeg razmjera, MIT je upravo objavio studiju u kojoj je utvrđeno da je moguće postići teravatsku razmjenu solarne energije do 2050. To je dovoljno za napajanje 41,7 milijardi kućanstava pri prosječnoj potrošnji električne energije u Americi.

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

Dobre vijesti: Budućnost izgleda svijetlo

Ako ste stigli toliko daleko 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 prošla više od 75 dana koristeći ne obnovljivu energiju. Omogućeno je da se većina toga 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 zahtijeva da krovove pokriju solarnim pločama ili postrojenjima. To je mali, ali važan korak koji pokazuje da svijet počinje prihvaćati da solarna energija nije samo potreban za budućnost je vjerojatan kao pravo rješenje.

Ako to dopustimo, solarna energija može biti jedna od nekoliko tehnologija koje će zauvijek promijeniti svijet Top 10 tehnologija u nastajanju koje mijenjaju svjetskih top 10 novih tehnologija koje mijenjaju svijet, od poljoprivrede do medicine do energije, napreduju se izrađuje svaki dan. Naučite malo o ovih 10 tehnologija u nastajanju koje bi mogle izravno utjecati na vaš život u sljedećih nekoliko godina. , I zahvaljujući nedavnim zbivanjima i društvenim promjenama, ta bi promjena mogla 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 preko Shutterstock-a, Sunčev horizont preko Shutterstock-a, Solarne baterije putem Shutterstock-a, Solarna žarulja Via Shutterstock, Solarni kućni krovovi putem Shutterstock-a, Solarna Autobusna stanica putem Shutterstock