Kas päikeseenergia on jätkusuutlik? 4 enne päikeserevolutsiooni lahendamist vajavat probleemi

Reklaam

Mis juhtuks, kui maailm saaks fossiilkütuse otsa? Enam pole autosid, elektrit ega kliimaseadet. Niipea kui viimased patareid tühjaks said, olime kohe keskajal tagasi. Meie ei saa las see juhtub.

Energia on kallis ja kuna me jätkame Maa nafta ammendumist, on energia hind ainult tõuseb Ei, madalad gaasihinnad pole veel elektriauto lõppKas langevad gaasihinnad annavad elektriautodele nagu Tesla Model S lõppu? Mitte nii kiiresti. Gaasi hinnad pole kogu lugu. Loe rohkem - see tähendab, kui me ei leia muud viisi elektrienergia tootmiseks. Kui kütus on nii oluline, et gaasi-raha kokkuhoiu rakendused 8 ainulaadset rakendust, mis aitavad teil säästa gaasirahaGaasiga raha säästmine pole kasulik mitte ainult endale, vaid ka kogu planeedile. Need rakendused aitavad teil tõhusalt juhtida sõiduki läbisõitu ja kütusekulusid, luues samal ajal häid sõiduharjumusi. Loe rohkem muutunud tavaliseks, see on siis, kui teate, et probleem on reaalne.

Tõsiselt, me saaksime fossiilkütused on 2060. aastaks otsa saanud.

Päikeseenergia on meie parim lootus Tuleviku energia tänapäeval: kuidas päikesepaneelid ja helikopterid töötavad?Taastuvad ressursid. See on probleem, millega seisame silmitsi iga päev, olenemata sellest, kas mõistame seda või mitte. Iga gaasikäepideme pumba, auto gaasipedaali iga vajutuse ja iga pistiku abil ... Loe rohkem , kuid nimetatud tehnoloogia areng viimastel aastakümnetel on olnud nõrk. Kui kaua enne päikeseenergia lubaduste täitmist saab? Mis võtab nii kaua aega? Kas energiarevolutsioon saabub õigel ajal?

Maailm vajab päikeseenergiat ...

Kui aus olla, siis päikeseenergia pole just see ainult alternatiiv fossiilkütustele. Kogu maailmas on säravate meelte poolt uuritud palju muid võimalusi, ja kuigi neil kõigil on erinev potentsiaal, on neil kõigil tõsiseid puudusi.

Näiteks, tuuleenergia. Tuul on kõikjal ja täis energiapotentsiaali. See on roheline, selle saastatus on ebaoluline ja kosmosevajaduste osas on see suhteliselt tõhus.

Kahjuks on tuul ettearvamatu ja sageli tuleb vahelduvat voolu, mis pole eriti kasulik, kui me ei suuda toodetud energiat pikaajaliselt säilitada. Rääkimata sellest, et tuuleturbiinid võivad olla häirivalt valjud ja nende hooldamine ohtlik.

Lisaks võivad suured tuulepargid avaldada viivitamatut mõju kohalikule ilmale (õhuringlust mõjutades) ja kohalikule elusloodusele (linnu ja nahkhiirte tapvad turbiinid). Seda võib leevendada programmi arendamine labadeta tuuleturbiinid, kuid seda on veel liiga vara öelda.

Hüdroenergia on veel üks efektiivne, kuid problemaatiline kütuseallikas. Hüdroenergiatammid hävitavad veeökosüsteeme, tekitades seisvaid veekogusid, häirides rändeharjumusi ja tappes mitmesuguseid kalu.

Muud alternatiivse energia vormid, sealhulgas biokütused ja vesinik, on raskusi kõige elementaarsemate probleemide lahendamisel: see võtab rohkem energiat toota neid kui pakutavat energiat, kui tarbitud.

Teine korralik variant on tuumaenergia, mis on ühiku kohta palju keskkonnasõbralikum kui fossiilkütused. Jäätmete kõrvaldamine on endiselt probleem ja endiselt on küsimus piiratud kütusest. Tuumaenergia võiks meile aega osta, kuid see pole probleemi püsiv lahendus.

Mis praegu meile ainult jätab päikeseenergia kui ainus usutav pikaajaline lahendus.

… Kuid takistusi on palju

Oleme lühidalt kaetud miks päikeseenergia pole veel kasutust leidnud Mis on päikeseenergia ja miks see ei käivitunud?Mis suurt päikeseenergiat on? Kui see on tõesti nii oluline ja vajalik, kui paljud väidavad, et see on, siis miks pole see veel energeetikat üle võtnud? Loe rohkem enne, kuid uurime seda lähemalt. Kui päike on meie väidetav päästja fossiilkütuste ammendumisest, siis mida kuradit päikeserevolutsioon lahedas hoiab?

Selgub, et meil on üle hüppamiseks mõned takistused.

Esiteks, nagu tuuleenergia, päikeseenergia on vahelduv. On üldtuntud fakt, et päikesepatareid toodavad energiat ainult siis, kui päike neile paistab. See lihtne probleem muudab päikesepatareid suurtes maailma osades täiesti ebaefektiivseteks.

Võtke selline linn nagu Seattle või London. Need on alad, kus on aastaringselt rohkem sademeid kui päikest. Ainult päikeseenergia abil nende linnade toiteks peaks iga päevane päikeseenergia toota vähemalt kahe päeva väärtuses elektrit. Päikestehnoloogia pole praegu selle võime lähedal.

Aga Amazonase vihmametsad? See on 2,1 miljonit ruutmiili maad, mis ei ole võimeline päikesekiiri elektri eest ära kasutama. Mis saab arktilise ringi ümber asuvatest riikidest? Nendes kohtades võib näha päikesepaistet kuus sirget kuud, seejärel pimedus järgmise kuue kuu jooksul. Elektrit oleks neil olnud vaid pool aastat. Võimsuse ühendamine erinevate piirkondade vahel on probleemiks ka seetõttu, et energiakaotus pikkadel elektriliinidel muutub liiga suureks. Me saaksime seda parandada toatemperatuuril töötavate ülijuhtidega, kuid sellel tehnoloogial on veel palju võimalusi.

Mis viib meid järgmise suure probleemini: päikeseenergia salvestamine. Kui päikeseenergia on saadaval ainult teatud kellaaegadel teatud maailma piirkondades, on ilmne vastus see energia villida ja säästa hilisemaks tarbeks. Kahjuks on nii palju lihtsam öelda kui teha.

Probleem on selles, et odavatel akudel on pikaealisuse või töökindluse probleemid, samas kui kvaliteetsete akude tootmine on liiga kallis. 2013. aastal hõljusid suuremahulised liitium-ioonakud umbes 1000 dollari kilovatti kohta.

Meie kõigi õnneks algas 2015. aastal uus ajajärk, kui Tesla tegevjuht Elon Musk esitleti järgmise põlvkonna akusid Kas Elon Musk päästis meid lihtsalt fossiilkütustest? Loe rohkem nii väikesemahuliseks kui ka suurettevõttes kasutamiseks. Hinnad algavad umbes 350 dollarist kWh ja lähevad siit ainult odavamaks.

Kuid päikeseenergia salvestamine on oluline ainult siis, kui suudame toota rohkem elektrit, kui me tegelikult vajame, et saaksime ülejäägi ära hoida, mistõttu peame rääkima ka päikesepatareide efektiivsus.

Keskmine Ameerika leibkond vajab umbes 24kWh päevas (ehk 1kW tunnis). See arv pole aga ühtlaselt jaotunud: elektritarbimine on päeva jooksul suhteliselt püsiv, naelu õhtul pärast seda, kui inimesed on töölt koju jõudnud, siis langeb peaaegu kõigi peale, kui kõik on ära käinud magama. See kujutab endast probleemi.

Selleks, et öösel oleks elektrit, tuleb päikeseenergiat koguda ja päeva jooksul säilitada, kui päike veel väljas on. Aga kui inimesed kasutavad elektrit ajal päeval, siis peavad päikesepatareid koguma võimalikult palju päikest: piisav päevasel ajal elektrienergiaga seotud nõudmiste täitmiseks ja piisavalt, et ööseks patareisid täis laadida.

Teisisõnu, kui eeldada, et saame päevas kuus tundi head päikest - ja nii see on helde - siis peab päikesevõimsusest piisama, et koguda selle kuue tunni jooksul 24-tunnist energiat periood. Lõppude lõpuks põhinevad päikesepatareide reitingud ideaalsetel tingimustel: selge keskpäeva päike Maa ekvaatori kohal.

Räägime siis tõhususest. Keskmiselt võib tarbija poolt hinnatud päikesepaneel toota umbes 10 vatti tunnis ruutmeetri kohta. jalga Seetõttu vajaks 1kWh genereerimiseks 100 ruutmeetrit. jalga päikesepaneelide. Kuid see eeldab, et päike paistab iga päev kogu päeva ja me teame, et see pole tõsi.

Kui eeldada kuut tundi head päikest, oleks meil vaja neli korda rohkem päikesepaneele, mis annab meile kuni 400 ruutmeetrit. jalga päikesepaneele, et täita keskmise Ameerika leibkonna elektrinõudlust. Ja kogu selle paneeli summa peaks olema hinnatud 4kW.

Keskmiselt 5 dollarit vati kohta maksaks 4 kW võimsusega süsteem umbes 20 000 dollarit. Tänu Teslale saame nüüd osta kolm 10kWh akut hinnaga 3500 dollarit, neto kokku 10 500 dollarit. Nii et umbes 30 500 dollari eest võiks teil olla operatsioonisüsteem, mis täidab teie igapäevaseid elektrivajadusi ja kuni 30 tundi akut (eeldades, et teil on 400 ruutmeetrit. jalga paneelidega ühilduv maa).

Muidugi eeldab see kõik, et teil on 400 ruutmeetrit. jalga paneelidega ühilduvat maad, mis lihtsalt ei vasta tõele enamiku inimeste jaoks (eriti linnapiirkondades). Selleks, et see oleks tõeline ja praktiline lahendus, peaksime oluliselt suurendama päikesepatareide tõhusust või katma nendega põhimõtteliselt kõik hooned, kasutades midagi sellist pihustatud päikesepatarei Tõhus. Odav. Vinge. Siit saate teada, miks on oluline uus pihustatav päikeseelementPäikeseenergia maksumus peaks langema sademete järgi pärast seda, kui teadlaste meeskond töötab Suurbritannia Sheffieldi ülikool teatas päikeseelementide väljaarendamisest pihustamise teel protsess. Loe rohkem tehnoloogia.

Lõpuks on meil suuri probleeme päikeseenergia infrastruktuur kogu maailmas. Selle teema olemus taandub sellele: mõelge kõigele, mis praegu töötab fossiilkütustele (nt autod, elektrijaamad jne), ja mõelge, kui palju tööd oleks vaja ümberehitamiseks kõik see päikesega ühilduvaks.

Päikesefarmideks ümberehitamiseks tuleks paljud elektrijaamad sulgeda või isegi lammutada. Gaasi-, diisel- ja hübriidmootoriga autodest tuleks loobuda täiselektrilised sõidukid nagu Tesla Kuidas elektriautod ületavad laadimispiiriElektriautod on suurepärased - välja arvatud nende valik. Kas elektriautod saavad ületada tehnoloogiaid? Loe rohkem . Ja siis tekivad perifeersed kulud, näiteks bensiinijaamade muutmine laadimisjaamadeks.

See on kõik väga kallis.

Kuid kui vaadata suuremahulist päikeseenergia infrastruktuuri tulevikku, avaldas MIT just uuringu, mis leidis, et seda on võimalik saavutada päikeseenergia kasutuselevõtt terawattides aastaks 2050. Sellest piisab, et 41,7 miljardit majapidamist toita Ameerika keskmise elektritarbimise määraga.

Võib-olla on lõppkokkuvõttes võimalik päikeseenergia laialdane kasutuselevõtt enne fossiilkütuste lõppemist.

Hea uudis: tulevik näeb helge välja

Kui olete juba nii kaugele jõudnud ja olete endiselt päiksetehnoloogia tuleviku suhtes skeptiline, ei saaks ma teid süüdistada. Seda on mainitud kui mängude vahetajat aastakümneid ja kõik need hiljutised arengud võivad tunduda nagu rohkem puhutud suitsu.

Noh, tõde on see alternatiivenergia saab töö.

Costa Ricas käis hiljuti rohkem kui 75 päeva otse ilma taastuvenergiata. Tõsi küll, suurem osa sellest tehti hüdroelektrijaamade kaudu tugevate vihmasadude ajal, kuid see annab lootuse pilgu neile, kes soovivad oma sõltuvuse naftast lahti saada.

Lisaks sellele allkirjastas Prantsusmaa hiljuti seaduse, millega nõutakse kõigi uute ärihoonete ehitamist katke nende katused päikesepaneelidega või taimed. See on väike, kuid oluline samm, mis näitab, et maailm on hakanud aktsepteerima seda, et päikeseenergia pole ainult vajalik tulevikuks on usutav kui reaalne lahendus.

Kui me seda lubame, võib päikeseenergia olla üks neist mitmed tehnoloogiad, mis muudavad maailma igaveseks 10 parimat arenevat tehnoloogiat, mis muudavad maailmaPõllumajandusest meditsiini ja energeetikani tehakse edusamme iga päev. Tutvuge natuke nende 10 tärkava tehnoloogiaga, mis võivad järgmise paari aasta jooksul teie elu otseselt mõjutada. Loe rohkem . Ja tänu hiljutistele arengutele ja sotsiaalsetele muutustele võib see muutus saabuda varem, kui me arvame.

Kas teil on päikeseenergia osas kahtlusi? Kui kaua te arvate, enne kui maailm loobub fossiilkütustest? Kas see päev kunagi tuleb? Jagage oma mõtteid meiega kommentaarides!

Pildikrediidid: Tuuleenergiafarm Shutterstocki kaudu, Maisi biokütus Shutterstocki kaudu, Solar Horizon Shutterstocki kaudu, Päikesepatareid Shutterstocki kaudu, Päikese pirn Shutterstocki kaudu, Päikese kodukatused katusealuste kaudu, Päikese bussipeatus Shutterstocki kaudu