Ali je sončna energija trajnostna? 4 Težave, ki jih je treba rešiti pred sončno revolucijo

Oglas

Kaj bi se zgodilo, če bi svetu zmanjkalo fosilnih goriv? Nič več avtomobilov, več elektrike, več klimatske naprave. Takoj, ko so se izpraznile zadnje baterije, smo že v srednjem veku. Mi ne more naj se to zgodi.

Energija je draga, in ko še naprej izčrpavamo Zemljo njene nafte, je cena energije se bo le še zvišala Ne, nizke cene plina niso konec električnega avtomobilaAli padajoče cene plina črpajo konec za električne avtomobile, kot je Tesla Model S? Ne tako hitro. Cene plina niso celotna zgodba. Preberi več - to je, če ne najdemo drugega načina za proizvodnjo električne energije. Ko je gorivo tako ključno, da aplikacije za varčevanje z denarjem 8 edinstvenih aplikacij, ki vam pomagajo prihraniti denar za plinPrihranite denar na plinu, ni dobro samo za vas, ampak tudi za planet. Te aplikacije vam pomagajo učinkovito upravljati kilometrine in stroške goriva, hkrati pa oblikujejo dobre vozne navade. Preberi več postanejo običajni, takrat veste, da je težava resnična.

Resno, lahko bi do leta 2060 bo zmanjkalo fosilnih goriv.

Sončna energija je naše najboljše upanje Danes je energija prihodnosti: kako delujejo sončni paneli in heliostati?Obnovljivi viri. To je težava, s katero se srečujemo vsak dan, ne glede na to, ali se zavedamo ali ne. Z vsako črpalko plinskega ročaja, z vsakim pritiskom pospeševalnika avtomobila, z vsakim čepom našega ... Preberi več , vendar je bil razvoj omenjene tehnologije v zadnjih nekaj desetletjih slabši. Kako dolgo sončna energija izpolni svoje obljube? Kaj traja toliko časa? Ali bo energetska revolucija prišla pravočasno?

Svetu je potrebna sončna energija ...

Če smo pošteni, sončna energija ni samo alternativa fosilnim gorivom. Briljantni umi po vsem svetu raziskujejo veliko drugih poti in čeprav vsi kažejo različne količine potenciala, imajo vsi resne pomanjkljivosti.

Na primer vetrna energija. Veter je povsod in poln energijskega potenciala. Zelena je, ima zanemarljivo količino onesnaženja in je relativno učinkovita, ko gre za prostorske potrebe.

Na žalost je veter nepredvidljiv in se pogosto pojavlja v občasnih sunkih, kar ni zelo koristno, če ne moremo razviti dolgoročnega skladiščenja proizvedene energije. Da ne omenjam dejstva, da so vetrnice lahko moteče glasne in nevarne za vzdrževanje.

Poleg tega imajo velike vetrne elektrarne lahko takojšen vpliv na lokalno vreme (z vplivanjem na kroženje zraka) in lokalno prostoživeče živali (turbine, ki ubijajo ptice in netopirje). To lahko ublaži razvoj vetrne turbine brez rezila, vendar je še prezgodaj povedati.

Hidroelektrarne je še en vir goriva, ki se je izkazal za učinkovitega, vendar problematičnega. Jezovi na hidroelektrarnah uničujejo vodne ekosisteme, saj ustvarjajo zastojna vodna telesa, motijo ​​migracijske navade in dokončno ubijajo številne vrste rib.

Druge oblike alternativne energije, vključno biogoriva in vodika, imajo težave pri premagovanju najosnovnejših težav: potrebno je več energije pridelati njih kot ponujena energija kdaj zaužili.

Druga spodobna možnost je jedrska energija, ki je veliko bolj okolju prijazen kot fosilna goriva na enoto. Vendar odstranjevanje odpadkov ostaja vprašanje in še vedno obstaja vprašanje omejenega goriva. Jedrska energija bi nam lahko kupila čas, vendar to ni stalna rešitev problema.

Kar nas za zdaj pušča samo sončna energija kot edina verjetna dolgoročna rešitev.

… Vendar je ovir veliko

Na kratko smo objavili zakaj se sončna energija ni odnesla Kaj je sončna energija in zakaj je ni vzletelo?Kaj je s sončno energijo največ? Če je res tako pomemben in potreben, kot ga mnogi trdijo, zakaj ga še ni prevzela energetska industrija? Preberi več prej, ampak raziščimo ga nekoliko podrobneje. Če je sonce naš domnevni rešitelj od izčrpavanja fosilnih goriv, ​​kaj za vraga ohranja sončno revolucijo?

Izkazalo se je, da imamo nekaj ovir za skok čez.

Najprej, kot vetrna energija, sončna energija je občasna. Dobro je znano dejstvo, da sončne celice ustvarjajo energijo samo, ko sonce na njih sije. Zaradi te preproste težave so sončne celice popolnoma neučinkovite za velike dele sveta.

Vzemite mesto, kot sta Seattle ali London. To so območja, kjer je skozi vse leto več padavin kot sonca. Da bi lahko ta mesta napajala samo s sončno energijo, bi vsak dan sonce moralo ustvariti vsaj dva dneva električne energije. Sončna tehnologija trenutno še ni blizu te zmogljivosti.

Kaj pa amazonski pragozd? To je 2,1 milijona kvadratnih kilometrov zemlje, ki ne more izkoristiti sončnih žarkov za električno energijo. Kaj pa države okoli arktičnega kroga? Na teh krajih je mogoče šest sončnih mesecev videti sonce, nato pa naslednjih šest mesecev. Električno energijo imajo le pol leta. Zmogljivost združevanja med različnimi območji predstavlja tudi težavo, saj izguba energije v daljših daljnovodih postane prepovedana. To bi lahko odpravili s superprevodniki sobne temperature, vendar je ta tehnologija dolga.

Kar nas pripelje do naslednje velike težave: shranjevanje sončne energije. Če je proizvodnja sonca na voljo le ob določenem času v določenih regijah sveta, je očiten odgovor, da to energijo ustekleničimo in prihranimo za pozneje. Na žalost je to veliko lazje reci, kot storiti.

Težava je v tem, da imajo poceni akumulatorji dolgo življenjsko dobo ali zanesljivost, kakovostne baterije pa je izredno drago. V letu 2013 so obsežne litij-ionske baterije lebdele okoli ceno 1.000 USD / kWh.

Na srečo vseh nas je leto 2015 začelo novo dobo, ko je direktor Tesle Elon Musk predstavili nove generacije baterij Ali nas je Elon mošus samo rešil pred fosilnimi gorivi? Preberi več tako za manjšo potrošnjo kot za velika podjetja. Cene se začnejo okoli 350 USD / kWh in od tu naprej bodo cenejše.

Toda shranjevanje sončne energije je pomembno le, če lahko proizvedemo več električne energije, kot je dejansko potrebujemo, da lahko shranimo presežek, zato moramo govoriti tudi o učinkovitost sončnih celic.

Povprečno ameriško gospodinjstvo potrebuje približno 24kWh na dan (ali 1kW na uro). Vendar ta številka ni enakomerno razporejena: poraba električne energije je čez dan relativno konstantna, zvečer, ko se ljudje vrnejo domov z službe, potem padejo skoraj na nič, potem ko se vsi odpravijo spat. To predstavlja težavo.

Da bi lahko ponoči obstajala električna energija, je treba sončno energijo zajeti in hraniti podnevi, ko sonce še ni zunaj. Če pa ljudje uporabljajo elektriko med dan, potem morajo sončne celice zajeti čim več sonca: dovolj za izpolnitev dnevnih potreb po električni energiji in dovolj, da napolnimo baterije za noč.

Ali z drugimi besedami, če predpostavimo, da dobimo šest ur "dobrega sonca" na dan - in to je to velikodušen - takrat mora biti sončna zmogljivost dovolj, da lahko v teh šestih urah zajamete 24 ur energije obdobje. Konec koncev ocene sončnih celic temeljijo na idealnih pogojih: jasno sončno podnevi na Zemljinem ekvatorju.

Torej, govorimo o učinkovitosti. V povprečju porabniški solarni panel lahko ustvari približno 10 vatov na uro na kvadrat. ft Zato bi za ustvarjanje 1kWh potrebovali 100 kvadratnih metrov. ft sončnih plošč. Toda to predpostavlja, da sonce vsak dan sije in vemo, da to ni res.

Če predpostavimo šest ur dobrega sonca, bi potrebovali štirikrat toliko sončne plošče, kar pomeni, da imamo do 400 kvadratnih metrov. ft sončne plošče za izpolnjevanje potreb po električni energiji povprečnega ameriškega gospodinjstva. In vsoto vseh takih plošč bi bilo treba oceniti na 4kW.

V povprečju 5 USD na vat bi sistem 4kW stal približno 20.000 USD. Zahvaljujoč Tesli lahko zdaj kupimo tri baterije 10kWh po 3.500 dolarjev za vsako skupno 10.500 dolarjev. Torej za približno 30.500 dolarjev bi lahko imeli operacijski sistem, ki izpolnjuje vaše dnevne potrebe po električni energiji in do 30 ur baterije (ob predpostavki, da imate 400 kvadratnih metrov. ft zemljišč, združljivih s ploščami).

Seveda vse to predpostavlja, da imate 400 kvadratnih metrov. ft zemljišč, združljivih s ploščami, kar pa ne velja za večino ljudi (zlasti v mestnih območjih). Da bi bilo to resnična, praktična rešitev, bi morali množično izboljšati učinkovitost sončnih celic ali z njimi pokriti v bistvu vse zgradbe z uporabo nekaj podobnega brizganje sončne celice Učinkovito. Poceni. Super. Tukaj je razlog, zakaj je nova sončna celica potrebna za razprševanjeStroški sončne energije bodo predvidoma padli po skupini znanstvenikov, ki delajo na Univerza v Sheffieldu v Združenem kraljestvu je napovedala razvoj sončnih celic s pomočjo spreja postopek. Preberi več tehnologija.

Nazadnje imamo velike težave v zvezi infrastruktura za sončno energijo po vsem svetu. Bistvo tega vprašanja je v tem: pomislite na vse, kar trenutno deluje na fosilna goriva (npr. Avtomobile, elektrarne itd.), Nato pa pomislite, koliko dela bi bilo potrebno za pretvorbo vse to do sončne združljivosti.

Številne elektrarne bi bilo treba zapreti, celo porušiti, da bi bile obnovljene kot sončne elektrarne. V korist bi bilo treba opustiti avtomobile na plin, dizel in hibrid polno električna vozila, kot je Tesla Kako bodo električni avtomobili premagali meje polnjenjaElektrični avtomobili so odlični - razen njihovega dosega. Ali lahko električni avtomobili premagajo dometne tehnologije? Preberi več . Potem so tu še obrobni stroški, kot je pretvorba bencinskih črpalk v polnilne postaje.

To je vse zelo drago.

Če pa pogledamo na prihodnost večje sončne infrastrukture, je MIT pravkar izdal študijo, ki je pokazala, da jo je mogoče doseči uvajanje solarne energije v teravatrski lestvici do leta 2050. To je dovolj za napajanje 41,7 milijarde gospodinjstev s povprečno ameriško stopnjo porabe električne energije.

Mogoče bi bilo mogoče široko sprejetje sonca, preden nam bo zmanjkalo fosilnih goriv.

Dobre novice: prihodnost je videti svetla

Če ste dosegli tako daleč in ste še vedno skeptični do prihodnosti sončne tehnologije, ne bi kriv. Že desetletja se ga obravnava kot izmenjevalec iger in zdi se, da se lahko vsi ti nedavni dogodki naokoli pojavijo več dima.

No, resnica je taka alternativna energija lahko delati.

Kostarika je v zadnjem času šla več kot 75 dni naravnost z uporabo obnovljive energije. Vsekakor smo večinoma to storili s pomočjo hidroelektrarn med sezono močnih padavin, vendar daje kanček upanja za tiste izmed nas, ki želijo prekiniti svojo odvisnost od nafte.

Poleg tega je Francija nedavno podpisala uredbo, ki zahteva, da se vse nove poslovne stavbe pokrivajo svoje strehe s sončnimi paneli ali rastline. To je majhen, a pomemben korak, ki kaže, da svet začenja sprejemati, da sončna energija ni samo potrebno za prihodnost je verjetno kot prava rešitev.

Če to dovolimo, ima lahko sončna energija eno izmed več tehnologij, ki bodo za vedno spremenile svet Top 10 nastajajočih tehnologij, ki spreminjajo svetOd kmetijstva do medicine do energije, vsak dan napredujemo. Naučite se malo o teh 10 nastajajočih tehnologijah, ki bi lahko neposredno vplivale na vaše življenje v naslednjih nekaj letih. Preberi več . In zahvaljujoč nedavnemu dogajanju in družbenim premikom, bo ta sprememba morda prišla prej, kot mislimo, da bo.

Imate zadržke do sončne energije? Kako dolgo mislite, da svet za vedno opusti fosilna goriva? Bo ta dan sploh kdaj prišel? V komentarjih delite svoje misli z nami!

Slikovni krediti: Kmetija vetrne energije Via Shutterstock, Biogorivo za koruzo preko Shutterstock, Sončno obzorje prek Shutterstocka, Sončne baterije prek Shutterstocka, Sončna žarnica Via Shutterstock, Sončne domače strehe prek Shutterstock-a, Sončna avtobusna postaja preko Shutterstocka