Je solárna energia udržateľná? 4 Problémy, ktoré treba vyriešiť pred solárnou revolúciou

Reklama

Čo by sa stalo, keby sa vo svete vyčerpali fosílne palivá? Už žiadne autá, žiadna elektrina, žiadna klimatizácia. Hneď ako budú posledné batérie vybité, mali by sme byť už v stredoveku. my nemôžu nech sa to stane.

Energia je drahá a keďže naďalej vyčerpávame Zem z ropy, cena energie sa bude iba zvyšovať Nie, nízke ceny plynu nie sú koncom elektromobiluZnamená pokles cien plynu koniec pre elektrické autá, ako je Tesla Model S? Nie tak rýchlo. Ceny plynu nie sú celým príbehom. Čítaj viac - to znamená, pokiaľ nenájdeme iný spôsob výroby elektrickej energie. Ak je palivo také dôležité aplikácie šetriace plynové peniaze 8 jedinečných aplikácií, ktoré vám pomôžu ušetriť peniaze za plynÚspora peňazí na plyn je nielen dobrá pre vás, ale aj pre planétu. Tieto aplikácie vám pomôžu efektívne spravovať najazdené kilometre a náklady na palivo pri budovaní dobrých jazdných návykov. Čítaj viac stanete sa samozrejmosťou, keď viete, že problém je skutočný.

Vážne by sme mohli do roku 2060 dôjdu fosílne palivá.

Slnečná energia je naša najlepšia nádej Energia budúcnosti, dnes: Ako fungujú solárne panely a heliostaty?Obnoviteľné zdroje. Je to problém, ktorému čelíme každý deň, bez ohľadu na to, či si to uvedomujeme alebo nie. S každou pumpou plynovej rukoväte, s každým stlačením akcelerátora vozidla, s každou zátkou našej ... Čítaj viac , ale vývoj uvedenej technológie v posledných niekoľkých desaťročiach bol nevýrazný. Ako dlho bude solárna energia splniť svoje sľuby? Čo to trvá tak dlho? Prichádza energetická revolúcia v čase?

Svet potrebuje solárnu energiu ...

Aby sme boli spravodliví, solárna energia nie je iba alternatíva k fosílnym palivám. Po celom svete existuje veľa ďalších ciest, ktoré brilantné mysle skúmajú, a hoci všetky vykazujú rôzny potenciál, majú vážne nedostatky.

Napríklad, sila vetra. Vietor je všade a plný energetického potenciálu. Je zelený, má zanedbateľný výstup znečistenia a je relatívne efektívny, pokiaľ ide o priestorové požiadavky.

Bohužiaľ, vietor je nepredvídateľný a často prichádza k občasným prepätiam, čo nie je veľmi užitočné, pokiaľ nedokážeme vyvinúť dlhodobé ukladanie vyrobenej energie. Nehovoriac o tom, že veterné turbíny môžu byť rušivo hlasné a nebezpečné z hľadiska údržby.

Veľké veterné farmy môžu mať okrem toho okamžitý vplyv na miestne počasie (ovplyvňovaním cirkulácie vzduchu) a miestne voľne žijúce zvieratá (turbíny zabíjajúce vtáky a netopiere). To sa môže zmierniť vývojom veterné turbíny bez lopatiek, ale je ešte príliš skoro na to povedať.

Hydroelektrická energia je ďalší zdroj paliva, ktorý sa ukázal byť účinný, ale problematický. Vodné priehrady ničia vodné ekosystémy, vytvárajú stojaté vodné útvary, narúšajú migračné návyky a priamo zabíjajú mnoho druhov rýb.

Iné formy alternatívnej energie vrátane biopalivá a vodík, majú ťažkosti s prekonaním najzákladnejších problémov: vyžaduje viac energie produkujú ako energia ponúkaná, keď spotrebovanej.

Ďalšou slušnou možnosťou je jadrová energia, čo je oveľa ekologickejšie ako fosílne palivá na jednotku. Likvidácia odpadu však zostáva problémom a stále existuje otázka konečného paliva. Jadrová energia by nám mohla kúpiť čas, ale nie je to trvalé riešenie problému.

Čo nás zatiaľ len necháva solárna energia ako jediné prijateľné dlhodobé riešenie.

… Ale prekážok je veľa

Krátko sme sa zaoberali prečo sa solárna energia neodstránila Čo je to solárna energia a prečo sa nezačala?Aký je veľký problém so slnečnou energiou? Ak je to skutočne také dôležité a potrebné, ako to mnohí tvrdia, prečo to ešte neprevzalo energetický priemysel? Čítaj viac predtým, ale pozrime sa na to podrobnejšie. Ak je slnko naším predpokladaným záchrancom pred vyčerpaním fosílnych palív, čo sakra udržiava solárnu revolúciu na uzde?

Ukázalo sa, že musíme prekonať niekoľko prekážok.

Po prvé, ako veterná energia, slnečná energia je prerušovaná. Je známe, že solárne články vyrábajú energiu iba vtedy, keď na ne svieti slnko. Tento jednoduchý problém spôsobuje, že solárne články sú pre veľké časti sveta úplne neúčinné.

Zoberte si mesto ako Seattle alebo Londýn. Sú to oblasti, ktoré počas celého roka zaznamenávajú viac zrážok ako slnečný svit. Aby bolo možné tieto mestá napájať iba solárnou energiou, každý deň by slnečné žiarenie muselo vyrábať elektrinu v hodnote najmenej dvoch dní. Solárna technológia nie je zďaleka blízko tejto možnosti.

A čo amazonský dažďový prales? Je to 2,1 milióna štvorcových kilometrov pôdy, ktorá nie je schopná využiť slnečné lúče na výrobu elektriny. A čo krajiny okolo polárneho kruhu? Tieto miesta by mohli vidieť slnečný svit šesť mesiacov a potom tma nasledujúcich šesť mesiacov. Elektrinu budú mať iba pol roka. Spoločný výkon medzi rôznymi oblasťami tiež predstavuje problém, pretože strata energie na dlhých elektrických vedeniach sa zakazuje. Mohli by sme to napraviť supravodičmi izbovej teploty, ale táto technológia je ešte ďaleko.

Čo nás privádza k ďalšiemu veľkému problému: skladovanie solárnej energie. Ak je výroba solárnej energie v určitých častiach sveta k dispozícii iba v určitých časových obdobiach dňa, zrejmou odpoveďou je túto energiu naplniť a uložiť na neskôr. Bohužiaľ, je to tak veľa ľahšie povedané, ako urobené.

Problém je v tom, že lacné batérie majú problémy s dlhou životnosťou alebo spoľahlivosťou, zatiaľ čo výroba kvalitných batérií je neprimerane drahá. V roku 2013 sa veľké lítium-iónové batérie pohybovali okolo ceny 1 000 USD / kWh.

Našťastie pre nás všetkých rok 2015 priniesol novú éru, keď generálny riaditeľ Tesla Elon Musk predstavili nové generácie batériových zdrojov Zachránil nás Elon Musk pred fosílnymi palivami? Čítaj viac na malé spotrebiteľské použitie aj na veľké podnikové použitie. Ceny sa začínajú pohybovať okolo 350 $ / kWh a odtiaľto budú lacnejšie.

Ale skladovanie solárnej energie je dôležité iba vtedy, ak dokážeme vyrobiť viac elektriny, ako skutočne potrebujeme, aby sme mohli prebytočný objem uskladniť, a preto musíme tiež hovoriť o účinnosť solárnych článkov.

Priemerná americká domácnosť vyžaduje okolo 24 kWh za deň (alebo 1 kWh za hodinu). Toto číslo však nie je rovnomerne rozdelené: spotreba elektriny je počas dňa relatívne konštantná, bodce večer po tom, ako sa ľudia vrátia z práce, potom klesne takmer na nič, keď všetci odídu spánok. To predstavuje problém.

Aby bola v noci k dispozícii elektrina, musí sa solárna energia zachytávať a ukladať počas dňa, kým nie je slnko vonku. Ale ak ľudia používajú elektrinu počas deň, potom musia solárne články zachytiť čo najviac slnka: dosť na splnenie denných požiadaviek na elektrinu a dosť na naplnenie batérií na noc.

Alebo inými slovami, ak predpokladáme, že dostaneme šesť hodín „dobrého slnka“ za deň - a to je veľkorysý - potom solárna kapacita musí stačiť na zachytenie energie v hodnote 24 hodín počas tejto šiestej hodiny obdobie. Hodnoty solárnych článkov sú koniec koncov založené na ideálnych podmienkach: na jasnom poludňajšom slnku pri zemskom rovníku.

Takže, poďme hovoriť efektívnosť. V priemere môže solárny panel určený spotrebiteľom generovať približne 10 wattov za hodinu na štvorcový meter. ft. Preto na vygenerovanie 1kWh potrebujete 100 štvorcových metrov. ft. solárnych panelov. To však predpokladá, že slnko svieti celý deň každý deň a vieme, že to nie je pravda.

Ak predpokladáme šesť hodín „dobrého slnka“, potom by sme potrebovali štvornásobne viac solárnych panelov, čo by nás priviedlo na 400 štvorcových metrov. ft. solárnych panelov na splnenie požiadaviek na elektrickú energiu priemernej americkej domácnosti. Suma všetkých týchto panelov by sa musela ohodnotiť na 4 kW.

V priemere 5 dolárov za watt by 4kW systém stál asi 20 000 dolárov. Vďaka spoločnosti Tesla môžeme teraz kúpiť tri 10kWh batérie za 3 500 dolárov za čistú sumu 10 500 dolárov. Takže za približne 30 500 dolárov by ste mohli mať operačný systém, ktorý spĺňa vaše denné potreby elektrickej energie a až 30 hodín batérie (za predpokladu, že máte 400 štvorcových metrov). ft. zeme kompatibilnej s panelom).

To všetko samozrejme predpokladá, že máte 400 štvorcových metrov. ft. zeme kompatibilnej s panelom, čo neplatí pre väčšinu ľudí (najmä v mestských oblastiach). Na to, aby to bolo skutočné, praktické riešenie, musíme značne zlepšiť účinnosť solárnych článkov alebo pokryť v podstate všetky budovy pomocou niečoho podobného. nastriekané solárne články Efektívne. Lacná. Úžasné. Tu je dôvod, prečo nové sprejové solárne články súvisiaPo tom, ako tím vedcov pracujúcich v EÚ bude, cena slnečnej energie prudko klesá University of Sheffield vo Veľkej Británii oznámila vývoj solárnych článkov pomocou nástreku proces. Čítaj viac technológie.

Nakoniec máme veľké problémy týkajúce sa solárna energetická infraštruktúra po celom svete. Podstata tohto problému spočíva v tomto: myslieť na všetko, čo v súčasnosti beží na fosílnych palivách (napr. Autá, elektrárne atď.), Potom premýšľajte, koľko práce by bolo potrebné na konverziu všetko z toho byť kompatibilný so slnečným žiarením.

Mnoho elektrární by bolo potrebné odstaviť, dokonca zbúrať, aby bolo možné ich prestavať na solárne farmy. V prípade automobilov s benzínovým, naftovým a hybridným pohonom by bolo potrebné sa vzdať plne elektrické vozidlá ako Tesla Ako elektrické vozidlá prekonajú limity nabíjaniaElektrické autá sú skvelé - s výnimkou ich sortimentu. Dokážu elektrické vozidlá prekonať radu technológií? Čítaj viac . A potom sú tu aj periférne náklady, napríklad premena benzínových staníc na dobíjacie stanice.

To je všetko veľmi drahý.

Ak sa však pozrieme na budúcnosť rozsiahlejšej solárnej infraštruktúry, MIT práve vydal štúdiu, ktorá zistila, že je to možné dosiahnuť využitie solárnej energie v terawattovom meradle do roku 2050. To je dosť na to, aby pri priemernej americkej spotrebe elektrickej energie bolo napájaných 41,7 miliárd domácností.

Možno, že nakoniec dôjde k rozšíreniu solárnej energie skôr, ako dôjdu fosílne palivá.

Dobrá správa: Budúcnosť vyzerá dobre

Ak ste sa dostali tak ďaleko a stále ste skeptickí k budúcnosti solárnej technológie, neobviňoval by som vás. To bolo ponúkané ako hra-menič po celé desaťročia a všetky tieto nedávny vývoj sa môže zdať ako viac dymu fúkané okolo.

Pravda je taká alternatívna energia môcť práca.

Kostarika v poslednej dobe išla viac ako 75 dní bez použitia obnoviteľnej energie. Je pravda, že väčšina sa robila prostredníctvom vodných elektrární počas silných dažďových období, ale poskytuje záblesk nádeje pre tých z nás, ktorí chcú prerušiť našu závislosť od ropy.

Okrem toho Francúzsko nedávno podpísalo zákon, ktorý vyžaduje, aby všetky nové obchodné budovy boli zakryjú svoje strechy solárnymi panelmi alebo rastliny. Je to malý, ale dôležitý krok, ktorý ukazuje, že svet začína akceptovať, že solárna energia nie je len potrebný do budúcnosti pravdepodobný ako skutočné riešenie.

Ak to dovolíme, slnečná energia má potenciál byť jedným z nich niekoľko technológií, ktoré navždy zmenia svet Top 10 vznikajúcich technológií, ktoré menia svetOd poľnohospodárstva po medicínu až po energiu sa každý deň dosahuje pokrok. Dozviete sa niečo o týchto 10 vznikajúcich technológiách, ktoré by mohli v najbližších rokoch priamo ovplyvniť váš život. Čítaj viac . A vďaka najnovšiemu vývoju a sociálnym posunom by táto zmena mohla prísť skôr, ako si myslíme.

Máte výhrady k solárnej energii? Ako dlho si myslíte, že predtým, ako svet opustí fosílne palivá navždy? Príde ten deň niekedy? Podeľte sa s nami o svoje myšlienky v komentároch!

Kredity obrázkov: Farma veternej energie prostredníctvom Shutterstocku, Kukuričné ​​biopalivo cez Shutterstock, Solar Horizon Via Shutterstock, Solárne batérie prostredníctvom Shutterstock, Solárna žiarovka cez Shutterstock, Solárne strechy domácnosti cez Shutterstock, Zastavenie solárneho autobusu pomocou Shutterstock