Является ли солнечная энергия устойчивой? 4 проблемы, которые нужно решить до солнечной революции

Реклама

Что произойдет, если в мире закончится ископаемое топливо? Больше нет машин, нет электричества, нет кондиционера. Как только последние батареи будут разряжены, мы вернемся в средние века. Мы не может пусть это случится.

Энергия дорогая, и, поскольку мы продолжаем истощать Землю нефтью, цена на энергию будет только расти Нет, низкие цены на газ - это не конец электромобиляОзначает ли падение цен на газ конец для электромобилей, таких как Tesla Model S? Не так быстро. Цены на газ - это еще не все. Прочитайте больше - то есть, если мы не сможем найти другой способ выработки электроэнергии. Когда топливо настолько важно, что приложения, экономящие газ 8 уникальных приложений, которые помогут вам сэкономить деньги на газеЭкономить деньги на газе полезно не только для себя, но и для всей планеты. Эти приложения помогут вам эффективно управлять пробегом вашего автомобиля и расходами на топливо, одновременно вырабатывая хорошие привычки вождения. Прочитайте больше станьте обычным явлением, вот тогда вы поймете, что проблема реальна.

Серьезно, мы могли бы исчерпать ископаемое топливо к 2060 году.

Солнечная энергия - наша лучшая надежда Энергия будущего сегодня: как работают солнечные панели и гелиостаты?Возобновляемые ресурсы. Это проблема, с которой мы сталкиваемся каждый день, осознаем мы это или нет. С каждым насосом газовой ручки, с каждым нажатием акселератора автомобиля, с каждой пробкой нашего ... Прочитайте больше , но развитие указанных технологий в последние несколько десятилетий было тусклым. Сколько времени до того, как солнечная энергия оправдает свои обещания? Что так долго? Придет ли энергетическая революция вовремя?

Мир нуждается в солнечной энергии ...

Чтобы быть справедливым, солнечная энергия не только альтернатива ископаемому топливу. Блестящие умы во всем мире исследуют множество других возможностей, и хотя все они демонстрируют различное количество потенциала, все они имеют серьезные недостатки.

Например, сила ветра. Ветер везде и полон энергетического потенциала. Он зеленый, с незначительным выбросом загрязняющих веществ и относительно эффективен, когда речь идет о требованиях к пространству.

К сожалению, ветер непредсказуем и часто сопровождается периодическими скачками напряжения, что не очень полезно, если мы не сможем обеспечить долговременное хранение произведенной энергии. Не говоря уже о том, что ветряные турбины могут быть очень громкими и опасными для обслуживания.

Кроме того, крупные ветряные электростанции могут иметь непосредственное влияние на местную погоду (влияя на циркуляцию воздуха) и местную дикую природу (турбины, убивающие птиц и летучих мышей). Это может быть смягчено развитием лопатки без лопастей, но пока рано говорить.

Гидроэлектростанция является еще одним источником топлива, который оказался эффективным, но проблематичным. Плотины гидроэлектростанций разрушительны для водных экосистем, создают застойные водоемы, нарушают миграционные привычки и прямо убивают многие виды рыб.

Другие формы альтернативной энергии, в том числе биотопливо и водородимеют трудности с преодолением самых основных проблем: требуется больше энергии для производить им, чем энергия, предлагаемая, когда потребляются.

Еще один достойный вариант атомная энергия, который является гораздо более экологически чистым, чем ископаемое топливо на единицу продукции. Тем не менее, удаление отходов остается проблемой, и все еще существует проблема конечного топлива. Ядерная энергия может выиграть нам время, но это не постоянное решение проблемы.

Что, на данный момент, только оставляет нас с солнечная энергия как единственно вероятное долгосрочное решение.

... Но препятствий много

Мы кратко рассмотрели почему солнечная энергия не взлетела Что такое солнечная энергия и почему она не снята?В чем дело с солнечной энергией? Если это действительно так важно и необходимо, как утверждают многие, почему оно еще не захватило энергетическую отрасль? Прочитайте больше раньше, но давайте рассмотрим это немного подробнее. Если солнце является нашим предполагаемым спасителем от истощения запасов ископаемого топлива, какого чёрта остановить солнечную революцию?

Оказывается, у нас есть несколько препятствий, чтобы перепрыгнуть.

Прежде всего, как энергия ветра, солнечная энергия прерывистая. Хорошо известно, что солнечные элементы генерируют энергию только тогда, когда на них светит солнце. Эта простая проблема делает солнечные элементы совершенно неэффективными для больших частей света.

Возьмите такой город, как Сиэтл или Лондон. В этих районах в течение года выпадает больше осадков, чем солнечного света. Чтобы питать эти города одной только солнечной энергией, солнечная энергия каждого дня должна генерировать электроэнергию как минимум за два дня. Солнечные технологии сейчас не далеки от этой возможности.

А как насчет тропических лесов Амазонки? Это 2,1 миллиона квадратных миль земли, которая не способна использовать солнечные лучи для электричества. А как насчет стран за Полярным кругом? Эти места могут видеть солнце в течение шести месяцев подряд, а затем тьму в течение следующих шести месяцев. У них есть электричество только на полгода. Объединение энергии между различными областями также представляет проблему, потому что потеря энергии по длинным линиям электропередачи становится чрезмерной. Мы могли бы исправить это с помощью сверхпроводников при комнатной температуре, но до этой технологии еще далеко.

Что приводит нас к следующей большой проблеме: хранение солнечной энергии. Если производство солнечной энергии доступно только в определенное время суток в определенных регионах мира, очевидный ответ заключается в том, чтобы собрать эту энергию и сохранить ее на потом. К сожалению, это много проще сказать, чем сделать.

Проблема заключается в том, что дешевые аккумуляторные батареи имеют долговечность или надежность, а качественные аккумуляторные батареи непомерно дороги в производстве. В 2013 году крупномасштабные литий-ионные аккумуляторы находились в ценовом диапазоне около 1000 долларов за кВт-ч.

К счастью для всех нас, 2015 год открыл новую эру, когда генеральный директор Tesla Элон Маск представила аккумуляторы нового поколения Элон Маск только что спас нас от ископаемого топлива? Прочитайте больше как для небольших потребителей, так и для крупных компаний. Цены начнутся около $ 350 / кВтч, и с этого момента будут только дешевле.

Но хранение солнечной энергии имеет значение только в том случае, если мы можем производить больше электроэнергии, чем нам на самом деле нужно, чтобы мы могли хранить избыток, поэтому нам также нужно поговорить о эффективность солнечного элемента.

Среднестатистическому американскому домашнему хозяйству требуется около 24 кВт в день (или 1 кВт в час). Однако эта цифра распределяется неравномерно: потребление электроэнергии относительно постоянно в течение дня, шипы вечером после того, как люди возвращаются домой с работы, а затем почти исчезают после того, как все ушли спать. Это представляет проблему.

Для того, чтобы в течение ночи было электричество, солнечная энергия должна собираться и накапливаться в течение дня, пока солнце еще не вышло. Но если люди используют электричество в течение день, тогда солнечные элементы должны захватывать как можно больше солнца: достаточно, чтобы удовлетворить дневные потребности в электроэнергии и достаточно, чтобы зарядить батареи на ночь.

Или, другими словами, если мы предположим, что мы получаем шесть часов «хорошего солнца» в день - и это щедрый - тогда солнечной емкости должно хватить, чтобы уловить 24 часа энергии в течение этих шести часов период. В конце концов, оценки солнечных элементов основаны на идеальных условиях: ясное солнце в полдень на экваторе Земли.

Итак, давайте поговорим об эффективности. В среднем, солнечные панели, рассчитанные на потребителя, могут генерировать около 10 Вт в час на кв. футов. Поэтому для выработки 1 кВт-ч потребуется 100 кв. футов. солнечных панелей. Но это предполагает, что солнце светит весь день каждый день, и мы знаем, что это не так.

Если мы возьмем шесть часов «хорошего солнца», то нам понадобится в четыре раза больше солнечных панелей, что приведет нас к 400 кв. футов. солнечных панелей для удовлетворения потребностей в электроэнергии среднего американского дома. И сумма всей этой обшивки должна быть оценена в 4 кВт.

При средней мощности в 5 долларов за ватт система мощностью 4 кВт будет стоить около 20 000 долларов. Благодаря Tesla мы можем теперь приобрести три батареи мощностью 10 кВт / ч по 3500 долларов каждая, а общая сумма составит 10 500 долларов США. Таким образом, примерно за 30 500 долларов США вы могли бы иметь операционную систему, которая удовлетворяет ваши ежедневные потребности в электроэнергии, и до 30 часов работы от батареи (при условии, что у вас 400 кв. футов. совместимой с панелью земли).

Конечно, все это предполагает, что у вас есть 400 кв. футов. совместимой с панелями земли, что просто не соответствует действительности для большинства людей (особенно в городских районах). Чтобы это было реальным, практическим решением, нам нужно было бы значительно повысить эффективность солнечных элементов или покрыть ими практически все здания, используя что-то вроде солнечная батарея Эффективное. Дешевые. Потрясающие. Вот почему дело за новыми солнечными батареямиСтоимость солнечной энергии резко снизится после того, как группа ученых, работающих на Университет Шеффилда в Соединенном Королевстве объявил о разработке солнечных батарей с помощью распыления на процесс. Прочитайте больше технологии.

Наконец, у нас есть большие проблемы, касающиеся инфраструктура солнечной энергии По всему миру. Суть этой проблемы сводится к следующему: подумайте обо всем, что в настоящее время работает на ископаемом топливе (например, автомобили, электростанции и т. Д.), А затем подумайте, сколько работы потребуется для преобразования все это быть солнечно-совместимым.

Многие электростанции должны быть остановлены, даже снесены, чтобы быть восстановленными в качестве солнечных ферм. Автомобили, работающие на газе, дизеле и гибридных двигателях, должны быть отброшены в пользу полностью электрические транспортные средства, такие как Тесла Как электромобили преодолеют лимиты зарядкиЭлектромобили отличные - за исключением своего ассортимента. Могут ли электромобили преодолевать самые разные технологии? Прочитайте больше . И затем есть периферийные расходы, такие как преобразование автозаправочных станций в зарядные станции.

Это все очень дорого.

Но если мы посмотрим на будущее более крупной солнечной инфраструктуры, MIT только что выпустил исследование, которое показало, что можно достичь развертывание солнечной энергии в тераваттном масштабе к 2050 году. Этого достаточно для питания 41,7 миллиарда домохозяйств при среднем уровне потребления электроэнергии в Америке.

Возможно, широкое распространение солнечной энергии до того, как у нас кончатся ископаемые виды топлива, возможно, все-таки возможно.

Хорошие новости: будущее выглядит ярко

Если вы зашли так далеко и все еще скептически относитесь к будущему солнечной технологии, я бы не стал вас винить. Это рекламировалось как переломный момент в течение десятилетий, и все эти недавние события могут показаться, что вокруг выдувается больше дыма.

Ну, правда в том, что Альтернативой энергии может Работа.

Коста-Рика недавно прошла больше 75 дней подряд, используя только возобновляемую энергию. Конечно, большая часть этого была сделана с помощью гидроэлектростанций во время сезона сильных дождей, но это дает проблеск надежды для тех из нас, кто хочет сломать нашу зависимость от нефти.

Кроме того, Франция недавно подписала закон, который требует от всех новых коммерческих зданий покрыть их крыши солнечными батареями или растения. Это маленький, но важный шаг, который показывает, что мир начинает признавать, что солнечная энергия - это не просто необходимо на будущее это правдоподобный как реальное решение.

Если мы позволим, солнечная энергия может стать одним из несколько технологий, которые навсегда изменят мир Топ 10 новых технологий, которые меняют мирОт сельского хозяйства к медицине и энергии, достижения делаются каждый день. Узнайте немного об этих 10 новых технологиях, которые могут непосредственно повлиять на вашу жизнь в течение следующих нескольких лет. Прочитайте больше . И благодаря последним событиям и социальным сдвигам эти перемены могут наступить раньше, чем мы думаем.

У вас есть оговорки о солнечной энергии? Как долго вы думаете, прежде чем мир навсегда откажется от ископаемого топлива? Придет ли этот день когда-нибудь? Поделитесь своими мыслями с нами в комментариях!

Кредиты изображений: Ветроэнергетическая ферма через Shutterstock, Кукурузное биотопливо через шаттерсток, Солнечный горизонт через Shutterstock, Солнечные батареи через Shutterstock, Солнечная лампочка через Shutterstock, Солнечные домашние крыши через Shutterstock, Солнечная автобусная остановка через Shutterstock