Er solenergi bæredygtig? 4 problemer, der skal løses inden solrevolutionen

Reklame

Hvad ville der ske, hvis verden løber tør for fossilt brændstof? Ikke flere biler, ikke mere elektricitet, ikke mere aircondition. Så snart de sidste batterier var tømt, var vi lige tilbage i middelalderen. Vi kan ikke lad det ske.

Energi er dyrt, og når vi fortsætter med at udtømme jorden for dens olie, prisen på energi vil kun stige Nej, lave gaspriser er ikke slutningen på elbilenStaver faldende gaspriser slutningen for elbiler som Tesla Model S? Ikke så hurtigt. Gaspriser er ikke hele historien. Læs mere - det vil sige, medmindre vi kan finde en anden måde at generere elektricitet. Når brændstof er så vigtigt, at apps, der sparer gas 8 unikke apps, der hjælper dig med at spare gaspengeAt spare penge på gas er ikke kun godt for dig selv, men også for planeten. Disse apps hjælper dig med effektivt at styre dit køretøjs kilometertal og brændstofomkostninger, mens du bygger gode kørselsvaner. Læs mere bliver almindeligt, det er når du ved, at problemet er ægte.

Alvorligt kunne vi løber tør for fossile brændstoffer i 2060.

Solenergi er vores bedste håb Fremtidens energi i dag: Hvordan fungerer solpaneler og heliostatistikker?Fornyelige ressourcer. Det er et problem, som vi står over for hver dag, uanset om vi er klar over det eller ej. Med hver pumpe i et gashåndtag, med hvert tryk på en bils accelerator, med hvert stik i vores ... Læs mere , men udviklingen af ​​nævnte teknologi i de sidste par årtier har været glødende. Hvor længe før solenergien lever op til sine løfter? Hvad tager så lang tid? Vil energirevolutionen komme i tide?

Verden har brug for solenergi ...

For at være retfærdig er solenergi ikke det kun alternativ til fossile brændstoffer. Der er masser af andre veje, der udforskes af strålende sind rundt omkring i verden, og selvom de alle viser forskellige mængder potentiale, har de alle alvorlige ulemper.

For eksempel, vindkraft. Vind er overalt og fuld af energipotentiale. Den er grøn, har en ubetydelig forurening og er relativt effektiv, når det kommer til pladsbehov.

Desværre er vinden uforudsigelig og kommer ofte i intermitterende bølger, hvilket ikke er meget nyttigt, medmindre vi kan udvikle langtidslagring af den producerede energi. For ikke at nævne det faktum, at vindmøller kan være foruroligende højt og farligt at vedligeholde.

Derudover kan store vindmølleparker have en øjeblikkelig indflydelse på lokalt vejr (ved at påvirke luftcirkulationen) og lokalt dyreliv (turbiner, der dræber fugle og flagermus). Dette kan afhjælpes af udviklingen af bladeless vindmøller, men det er stadig for tidligt at fortælle det.

Vandkraft er en anden brændstofskilde, der har vist sig at være effektiv, men problematisk. Vandkraftsdamme er ødelæggende for akvatiske økosystemer, skaber stillestående vandmasser, forstyrrer vandringsvaner og dræber direkte fiskesorter.

Andre former for alternativ energi, herunder biobrændstoffer og brint, har vanskeligheder med at overvinde de mest basale problemer: det tager mere energi at fremstille dem end den energi, der tilbydes, når forbruges.

En anden anstændig mulighed er atomkraft, hvilket er meget mere miljøvenligt end fossile brændstoffer pr. enhed. Bortskaffelse af affald er dog stadig et problem, og der er stadig spørgsmålet om begrænset brændstof. Atomkraft kunne købe os tid, men det er ikke en permanent løsning på problemet.

Hvilket foreløbigt kun forlader os med solenergi som den eneste rimelige langsigtede løsning.

... men hindringerne er mange

Vi har kort beskrevet hvorfor solenergi ikke er taget af Hvad er solenergi, og hvorfor er den ikke taget ud?Hvad er det største med solenergi? Hvis det virkelig er så vigtigt og nødvendigt, som så mange hævder at være, hvorfor har den ikke overtaget energisektoren endnu? Læs mere før, men lad os udforske det lidt mere detaljeret. Hvis solen er vores formodede frelser ved udtømning af fossilt brændstof, hvad holder da da solenes revolution i skak?

Det viser sig, vi har få forhindringer for at springe over.

For det første, ligesom vindenergi, solenergi er intermitterende. Det er et velkendt faktum, at solceller kun genererer energi, mens solen skinner på dem. Dette enkle problem gør solceller helt ineffektive for store dele af verden.

Tag en by som Seattle eller London. Dette er områder, der ser mere nedbør end solskin hele året rundt. For at drive disse byer alene med solenergi, ville hver dags solskin være nødt til at generere mindst to dages værdi af elektricitet. Solteknologi er ikke i nærheden af ​​denne kapacitet lige nu.

Hvad med Amazonas regnskov? Det er 2,1 millioner kvadratkilometer jord, der ikke er i stand til at udnytte solens stråler efter elektricitet. Hvad med lande omkring polarsirklen? Disse steder kan der ses solskin i seks lige måneder og derefter mørke i de følgende seks måneder. De havde kun elektricitet i halve året. At samle strøm mellem forskellige områder repræsenterer også et problem, fordi energitabet over lange kraftledninger bliver uoverkommeligt. Vi kunne løse dette med stuetemperatur-superledere, men den teknologi er langt væk.

Hvilket bringer os til det næste store problem: opbevaring af solenergi. Hvis solproduktion kun er tilgængelig på bestemte tidspunkter af dagen i bestemte regioner i verden, er det åbenlyse svar at flaske op med denne energi og spare den til senere. Desværre er det meget nemmere sagt end gjort.

Problemet er, at billige batteripakker har problemer med lang levetid eller pålidelighed, mens batteripakker af kvalitet er uoverkommeligt dyre at fremstille. I 2013 svævede store lithium-ion-batterier rundt om $ 1.000 / kWh-prispunktet.

Heldigvis for os alle indledte 2015 en ny æra, hvor Teslas administrerende direktør Elon Musk afsløret næste generations batteripakker Reddede Elon Musk os lige fra fossile brændstoffer? Læs mere til både mindre forbrugere og til stor brug af virksomheder. Priserne er indstillet til at begynde omkring $ 350 / kWh og vil kun blive billigere herfra og ud.

Men lagring af solenergi betyder kun noget, hvis vi kan producere mere elektricitet, end vi faktisk har brug for, så vi kan opbevare det overskydende, hvorfor vi også har brug for at tale om solcelleeffektivitet.

Den gennemsnitlige amerikanske husstand kræver omkring 24 kWh pr. Dag (eller 1 kW i timen). Dette tal er imidlertid ikke jævnt fordelt: elforbruget er relativt konstant gennem dagen, pigge om aftenen, efter at folk kommer hjem fra arbejde, falder derefter til næsten intet, efter at alle er gået til søvn. Dette giver et problem.

For at der skal være elektricitet i løbet af natten, skal solenergi opsamles og opbevares i løbet af dagen, mens solen stadig er ude. Men hvis folk bruger elektricitet i løbet af dagen, så er solceller nødt til at fange så meget sol som muligt: ​​nok til at imødekomme dagligt elkrav og nok til at fylde batterier til natten.

Eller med andre ord, hvis vi antager, at vi får seks timers "god sol" om dagen - og det er det generøs - så skal solenergikapacitet være tilstrækkelig til at fange 24 timers energi værdi i løbet af den seks time periode. Når alt kommer til alt, er solcellevurderinger baseret på ideelle forhold: en klar, solskins middag om dagen ved jordens ækvator.

Så lad os tale effektivitet. I gennemsnit kan et forbrugerklassificeret solcellepanel generere ca. 10 watt i timen pr. ft. For at generere 1 kWh ville du have 100 kvadratmeter. ft. af solcellepaneler. Men dette antager, at solen skinner hele dagen hver dag, og vi ved, at det ikke er sandt.

Hvis vi antager seks timers "god sol", ville vi have brug for fire gange så meget solpaneler, hvilket bringer os op til 400 kvadratmeter. ft. af solpaneler for at imødekomme elkravene fra en gennemsnitlig amerikansk husstand. Og summen af ​​al denne panelering skal vurderes til 4 kW.

Ved et gennemsnit på $ 5 pr. Watt ville et 4kW-system koste omkring $ 20.000. Takket være Tesla kan vi nu købe tre 10 kWh batterier til $ 3.500 hver for en samlet sum på $ 10.500. Så for omkring $ 30.500 kan du have et driftssystem, der opfylder dine daglige elbehov og op til 30 timers batteri (forudsat at du har 400 kvadratmeter). ft. af panelkompatibelt land).

Alt dette antager naturligvis, at du har 400 kvm. ft. af panelkompatibel jord, hvilket bare ikke er sandt for de fleste mennesker (især i byområder). For at dette skal være en reel, praktisk løsning, er vi nødt til massivt at forbedre effektiviteten af ​​solceller eller dække i det væsentlige alle bygninger med dem ved hjælp af noget som spray-på solcelle Effektiv. Billig. Fantastisk. Her er grunden til nyt spray-on solceller-materialePrisen på solenergi falder nedbragt efter et team af forskere, der arbejder på University of Sheffield i Storbritannien annoncerede udvikling af solceller ved hjælp af en spray-on behandle. Læs mere teknologi.

Endelig har vi store spørgsmål vedrørende solenergi infrastruktur over hele verden. Essensen af ​​dette spørgsmål kommer ned på dette: tænk på alt, hvad der i øjeblikket kører på fossile brændstoffer (f.eks. Biler, kraftværker osv.), Så tænk på, hvor meget arbejde der kræves for at konvertere alt det her at være solkompatibel.

Mange kraftværker skulle være nødt til at blive lukket ned og endda revet for at blive genopbygget som solfarme. Gas-, diesel- og hybriddrevne biler ville skulle opgives til fordel for fuldelektriske køretøjer som Tesla Hvordan elbiler vil overvinde opladningsgrænserElbiler er gode - bortset fra deres rækkevidde. Kan elbiler overvinde rækketeknologier? Læs mere . Og så er der perifere omkostninger, som at konvertere tankstationer til ladestationer.

Dette er alt meget dyr.

Men hvis vi ser på fremtiden for større solinfrastruktur, har MIT netop frigivet en undersøgelse, der fandt det muligt at opnå terawatt-skala-installation af solenergi i 2050. Det er nok til at drive 41,7 milliarder husholdninger til den gennemsnitlige amerikanske elforbrugssats.

Måske er udbredt soloptagelse, før vi løber tør for fossile brændstoffer, muligvis overhovedet muligvis.

Gode ​​nyheder: Fremtiden ser lys ud

Hvis du er nået så langt og stadig er skeptisk til solteknologiens fremtid, ville jeg ikke bebrejde dig. Det er blevet udråbt som en spiludveksler i årtier, og alle disse nylige udviklinger kan se ud som om der ryger mere røg rundt.

Sandheden er det alternativ energi kan arbejde.

Costa Rica gik for nylig mere end 75 dage lige uden brug af vedvarende energi. Indrømmet, det meste blev gjort gennem vandkraftværker i en kraftig regnperiode, men det giver et glimt af håb for dem af os, der ønsker at bryde vores afhængighed af olie.

Dertil kommer, at Frankrig for nylig underskrev loven et dekret, der kræver, at alle nye erhvervsbygninger skal dækker deres hustage med solcellepaneler eller planter. Det er et lille, men vigtigt trin, der viser, at verden begynder at acceptere, at solenergi ikke bare er nødvendig for fremtiden, det er det plausibel som en reel løsning.

Hvis vi tillader det, har solenergi potentialet til at være en af flere teknologier, der vil ændre verden for evigt Top 10 nye teknologier, der ændrer verdenFra landbrug til medicin til energi sker der fremskridt hver dag. Lær lidt om disse 10 nye teknologier, der direkte kan påvirke dit liv inden for de næste par år. Læs mere . Og takket være den nylige udvikling og de sociale skift, kan denne ændring komme tidligere, end vi tror.

Har du forbehold om solenergi? Hvor længe tænker du på, før verden forlader fossile brændstoffer for godt? Vil den dag nogensinde komme? Del dine tanker med os i kommentarerne!

Billedkreditter: Wind Energy Farm Via Shutterstock, Corn Biofuel Via Shutterstock, Solar Horizon Via Shutterstock, Solbatterier via Shutterstock, Sollyspære via Shutterstock, Solar Home Rooftops Via Shutterstock, Solar Bus Stop Via Shutterstock