Je sluneční energie udržitelná? 4 Problémy, které je třeba vyřešit před solární revolucí

reklama

Co by se stalo, kdyby světu došlo fosilní palivo? Už žádná auta, žádná elektřina, žádná klimatizace. Jakmile byly poslední baterie vybité, byli bychom hned ve středověku. My nemůže ať se to stane.

Energie je drahá, a jak pokračujeme v vyčerpávání Země z ropy, cena energie se bude jen zvyšovat Ne, nízké ceny plynu nejsou konec elektromobiluZnamená to, že klesající ceny plynu končí u elektrických automobilů, jako je Tesla Model S? Ne tak rychle. Ceny plynu nejsou celý příběh. Přečtěte si více - to znamená, pokud nenajdeme jiný způsob výroby elektřiny. Když je palivo tak důležité, že aplikace šetřící peníze 8 jedinečných aplikací, které vám pomohou ušetřit peníze za plynÚspora peněz na plyn je nejen dobrá pro sebe, ale také pro planetu. Tyto aplikace vám pomohou efektivně spravovat počet najetých kilometrů a náklady na pohonné hmoty a současně vytvářet dobré jízdní návyky. Přečtěte si více stanete se samozřejmostí, když víte, že problém je skutečný.

Vážně bychom mohli do roku 2060 dojde fosilní paliva.

Sluneční energie je naše nejlepší naděje Energie budoucnosti, dnes: Jak fungují solární panely a heliostaty?Obnovitelné zdroje. Je to problém, kterému čelíme každý den, ať si to uvědomíme nebo ne. S každou pumpou plynové kliky, s každým stisknutím akcelerátoru automobilu, s každou zátkou ... Přečtěte si více , ale vývoj uvedené technologie v posledních několika desetiletích byl nevýrazný. Jak dlouho před tím, než sluneční energie splní své sliby? Co to trvá tak dlouho? Přijde energetická revoluce včas?

Svět potřebuje sluneční energii ...

Abychom byli spravedliví, sluneční energie není pouze alternativa k fosilním palivům. Po celém světě existuje spousta dalších cest, které brilantní mysli prozkoumávají, a přestože všechny vykazují různý potenciál, mají všechny závažné nedostatky.

Například, síla větru. Vítr je všude a plný energetického potenciálu. Je zelený, má zanedbatelný objem znečištění a je relativně efektivní, pokud jde o požadavky na prostor.

Bohužel, vítr je nepředvídatelný a často se vyskytuje v přerušovaných vlnách, což není velmi užitečné, pokud se nám nepodaří vyvinout dlouhodobé skladování vyrobené energie. Nemluvě o tom, že větrné turbíny mohou být rušivě hlasité a nebezpečné udržovat.

Velké větrné farmy mohou mít navíc okamžitý dopad na místní počasí (ovlivněním proudění vzduchu) a místní divokou zvěř (turbíny zabíjející ptáky a netopýry). To může být zmírněno vývojem větrné turbíny bez lopatek, ale je ještě příliš brzy na to říct.

Vodní energie je další zdroj paliva, který se ukázal jako účinný, ale problematický. Přehrady vodní energie ničí vodní ekosystémy, vytvářejí stojaté vodní útvary, narušují migrační návyky a přímo zabíjejí mnoho druhů ryb.

Jiné formy alternativní energie, včetně biopaliva a vodík, mají potíže s překonáním nejzákladnějších problémů: vyžaduje více energie vyrobit než je energie nabízená, když spotřebované.

Další slušná možnost je jaderná energie, což je mnohem šetrnější k životnímu prostředí než fosilní paliva na jednotku. Likvidace odpadu však zůstává problémem a stále existuje otázka konečného paliva. Jaderná energie nám mohla koupit čas, ale není to trvalé řešení problému.

Což nám prozatím jen nechává solární energie jako jediné věrohodné dlouhodobé řešení.

… Ale překážek je mnoho

Krátce jsme se zabývali proč se sluneční energie nezachytila Co je to sluneční energie a proč nedošlo k jejímu vzletu?Jaký je velký problém se sluneční energií? Pokud je to opravdu tak důležité a nezbytné, jak to tvrdí mnozí, proč to ještě nepřevzalo energetický průmysl? Přečtěte si více dříve, ale prozkoumejme to podrobněji. Pokud je Slunce naším domnělým zachráncem před vyčerpáním fosilních paliv, co sakra udržuje sluneční revoluci na uzdě?

Ukázalo se, že musíme překonat několik překážek.

Za prvé, jako větrná energie, sluneční energie je přerušovaná. Je známou skutečností, že solární články vyrábějí energii pouze, když na ně svítí slunce. Tento jednoduchý problém způsobuje, že solární články jsou pro velké části světa zcela neúčinné.

Vezměte si město, jako je Seattle nebo Londýn. Jedná se o oblasti, v nichž je během celého roku vidět více srážek než slunce. Aby mohla být tato města napájena pouze sluneční energií, muselo by denní světlo generovat elektřinu alespoň za dva dny. Sluneční technologie není v tuto chvíli k dispozici.

A co amazonský prales? To je 2,1 milionu čtverečních mil země, která není schopna využít sluneční paprsky k elektřině. A co země kolem polárního kruhu? Tato místa by mohla vidět sluníčko po dobu šesti měsíců, pak temnota po následujících šest měsíců. Měli by elektřinu pouze za půl roku. Sdružování energie mezi různými oblastmi také představuje problém, protože ztráta energie na dlouhých vedeních je nepřípustná. Mohli bychom to opravit supravodiči při pokojové teplotě, ale tato technologie je daleko.

Což nás přivádí k dalšímu velkému problému: skladování sluneční energie. Pokud je výroba solární energie v určitých částech světa k dispozici pouze v určitých denních obdobích, je zřejmou odpovědí na naplnění této energie a její pozdější úsporu. To je bohužel hodně snadněji řečeno než hotovo.

Problém je v tom, že levné baterie mají problémy s dlouhou životností nebo spolehlivostí, zatímco výroba kvalitních baterií je neúměrně nákladná. V roce 2013 se velké lithium-iontové baterie pohybovaly kolem ceny 1 000 USD / kWh.

Naštěstí pro nás všechny rok 2015 předznamenal novou éru, kdy generální ředitel Tesla Elon Musk představil baterie nové generace Zachránil nás Elon Musk před fosilními palivy? Přečtěte si více pro malé i velké spotřebitelské použití i pro velké firemní použití. Ceny začínají kolem 350 $ / kWh a odsud budou jen levnější.

Ale skladování solární energie je důležité pouze tehdy, pokud dokážeme vyrobit více elektřiny, než ve skutečnosti potřebujeme, abychom mohli přebytek uložit, a proto musíme také hovořit o účinnost solárních článků.

Průměrná americká domácnost vyžaduje kolem 24 kWh za den (nebo 1 kWW za hodinu). Toto číslo však není rovnoměrně rozděleno: spotřeba elektřiny je během dne relativně konstantní, špičky večer poté, co se lidé vrátí z práce, a poté, co všichni odešli, klesne na téměř nic spát. To představuje problém.

Aby byla v noci elektřina, musí být sluneční energie zachycena a uložena během dne, dokud je slunce stále venku. Ale pokud lidé používají elektřinu během den, pak musí solární články zachytit co nejvíce slunce: dost na splnění denních požadavků na elektřinu a dost na naplnění baterií na noc.

Nebo jinými slovy, pokud předpokládáme, že dostaneme šest hodin „dobrého slunce“ za den - a to je velkorysý - pak musí sluneční kapacita stačit k zachycení 24 hodin energie během této šesti hodin doba. Hodnocení solárních článků je koneckonců založeno na ideálních podmínkách: jasné, polední slunce u rovníku Země.

Pojďme tedy hovořit o účinnosti. V průměru může solární panel ohodnocený spotřebitelem generovat asi 10 wattů za hodinu na sq. ft. Pro vygenerování 1kWh byste tedy potřebovali 100 čtverečních. ft. solárních panelů. Ale to předpokládá, že slunce svítí celý den každý den, a my víme, že to není pravda.

Pokud předpokládáme šest hodin „dobrého slunce“, pak bychom potřebovali čtyřikrát tolik solárních panelů, což nám přinese až 400 čtverečních metrů. ft. solárních panelů pro splnění požadavků na elektřinu průměrné americké domácnosti. A součet všech těchto panelů by musel být ohodnocen na 4 kW.

V průměru 5 USD za watt by 4kW systém stál asi 20 000 USD. Díky společnosti Tesla můžeme nyní koupit tři 10kWh baterie za 3 500 $ za čistou celkovou částku 10 500 $. Takže za zhruba 30 500 $ byste mohli mít operační systém, který splňuje vaše každodenní potřeby elektřiny a až 30 hodin baterie (za předpokladu, že máte 400 čtverečních metrů). ft. země kompatibilní s půdou).

To vše samozřejmě předpokládá, že máte 400 čtverečních metrů. ft. země kompatibilní s panelem, což pro většinu lidí (zejména v městských oblastech) prostě neplatí. Aby to bylo skutečné, praktické řešení, musíme masivně zlepšit účinnost solárních článků nebo pokrýt v podstatě všechny budovy pomocí něčeho podobného stříkající solární článek Účinný. Levný. Úžasný. Tady je důvod, proč nové sprejové solární články záležíNáklady na solární energii by měly klesnout po týmu vědců pracujících v EU University of Sheffield ve Velké Británii oznámila vývoj solárních článků pomocí nástřiku proces. Přečtěte si více technika.

A konečně máme velké problémy týkající se infrastruktura sluneční energie po celém světě. Podstata tohoto problému spočívá v tomto: přemýšlejte o všem, co v současné době běží na fosilních palivech (např. Automobily, elektrárny atd.), A pak přemýšlejte o tom, kolik práce bude zapotřebí k přeměně všechno z toho být kompatibilní se slunečními paprsky.

Mnoho elektráren by muselo být odstaveno, dokonce zbořeno, aby bylo možné přestavět na solární farmy. U benzínových, naftových a hybridních automobilů by bylo třeba se vzdát plně elektrická vozidla jako Tesla Jak elektromobily překonají limity nabíjeníElektrická auta jsou skvělá - s výjimkou jejich sortimentu. Mohou elektromobily překonat řadu technologií? Přečtěte si více . A pak existují periferní náklady, jako je přeměna benzínových stanic na nabíjecí stanice.

To je vše velmi drahý.

Ale když se podíváme na budoucnost rozsáhlejší solární infrastruktury, MIT právě vydal studii, která zjistila, že je možné dosáhnout nasazení sluneční energie v terawattu do roku 2050. To stačí k tomu, aby při průměrné americké spotřebě elektřiny bylo spotřebováno 41,7 miliard domácností.

Možná by nakonec bylo možné rozšířit solární adopci dříve, než dojde fosilní paliva.

Dobrá zpráva: Budoucnost vypadá jasně

Pokud jste se dostali tak daleko a jste stále skeptičtí ohledně budoucnosti solární technologie, nedal bych vám za to vinu. To bylo nabízeno jako hra-měnič po celá desetiletí a všechny tyto nedávné vývoj může vypadat jako více kouře fouká kolem.

Pravda je taková alternativní energie umět práce.

Kostarika nedávno šla více než 75 dnů bez použití obnovitelné energie. Je pravda, že většina z toho byla prováděna prostřednictvím vodních elektráren během silné dešťové sezóny, ale poskytuje záblesk naděje pro ty z nás, kteří chtějí zlomit naši závislost na ropě.

Kromě toho Francie nedávno podepsala zákon, který vyžaduje, aby všechny nové komerční budovy byly zakrýt jejich střechy solárními panely nebo rostliny. Je to malý, ale důležitý krok, který ukazuje, že svět začíná akceptovat, že sluneční energie není jen nutné pro budoucnost to je přijatelný jako skutečné řešení.

Pokud to dovolíme, má sluneční energie potenciál být jedním z několik technologií, které navždy změní svět Top 10 nových technologií, které mění světOd zemědělství po medicínu až po energii se každý den dosahuje pokroku. Dozvíte se něco o těchto 10 nových technologiích, které by mohly přímo ovlivnit váš život během několika příštích let. Přečtěte si více . A díky nedávnému vývoji a sociálním změnám by tato změna mohla přijít dříve, než si myslíme.

Máte výhrady k sluneční energii? Jak dlouho si myslíte, než svět opustí fosilní paliva navždy? Přijde ten den někdy? Podělte se s námi o své myšlenky v komentářích!

Obrazové kredity: Farma větrné energie přes Shutterstock, Biopalivo kukuřice přes Shutterstock, Solar Horizon Via Shutterstock, Solární baterie přes Shutterstock, Solární žárovka přes Shutterstock, Solární střechy domů pomocí Shutterstocku, Solární autobusová zastávka přes Shutterstock