Er solenergi bærekraftig? 4 problemer med å løse før solenergi revolusjonen

Hva ville skje hvis verden gikk tom for fossilt brensel? Ingen flere biler, ingen mer strøm, ikke mer luftkondisjonering. Så snart de siste batteriene ble drenert, hadde vi rett tilbake i middelalderen. Vi kan ikke la det skje.

Energi er dyrt, og når vi fortsetter å tømme jorden av sin olje, vil energiprisen bare øke. Nei, lave gasspriser er ikke slutten på den elektriske bilen. Nei, lave gasspriser er ikke slutten av den elektriske Bil Går fallende gasspriser stave enden for elektriske biler som Tesla Model S? Ikke så fort. Gassprisene er ikke hele historien. Les mer - det vil si, med mindre vi kan finne en annen måte å generere strøm på. Når drivstoff er så avgjørende at gassbesparende apps 8 Unike apper som hjelper deg med å spare gasspenger 8 Unike apper som hjelper deg med å spare gasspenger Spar penger på gass er ikke bare bra for deg selv, men også for planeten. Disse applikasjonene hjelper deg med å effektivisere bilens kjørelengde og drivstoffkostnader, samtidig som du bygger gode kjørevaner. Les mer blir vanlig, det er når du vet at problemet er ekte.

Alvorlig, vi kunne gå tom for fossile brensler innen 2060.

Solenergi er vårt beste håp Fremtiden for energi, i dag: Hvordan fungerer solpaneler og heliostater? Fremtidens energi, i dag: Hvordan fungerer solpaneler og heliostater? Fornybare ressurser. Det er et problem som vi møter hver dag om vi innser det eller ikke. Med hver pumpe av et gasshåndtak, med hvert trykk på bilens akselerator, med alle plugger av våre ... Les mer, men utviklingen av teknologien de siste tiårene har vært mangeløs. Hvor lenge før solenergi lever opp til sine løfter? Hva tar det så lenge? Vil energirevolusjonen komme fram i tide?

Verden trenger solenergi ...

For å være rettferdig, er solenergi ikke den bare alternativ til fossilt brensel. Det er mange andre veier som utforskes av strålende sinn rundt om i verden, og mens de alle viser varierende mengder potensial, har de alle alvorlige ulemper.

For eksempel, vindkraft. Vind er overalt og full av energipotensial. Den er grønn, har ubetydelig forurensning, og er relativt effektiv når det gjelder plassbehov.

Dessverre er vind uforutsigbar og kommer ofte i intermitterende overspenninger, noe som ikke er veldig nyttig, med mindre vi kan utvikle langsiktig lagring av den produserte energien. For ikke å nevne at vindturbiner kan være forstyrrende høyt og farlig å vedlikeholde.

I tillegg kan store vindmølleparker ha umiddelbar innvirkning på lokalt vær (ved å påvirke luftcirkulasjon) og lokalt dyreliv (turbiner som dræper fugler og flaggermus). Dette kan reduseres ved utvikling av bladløse vindturbiner, men det er fortsatt for tidlig å fortelle.

Hydroelektrisk kraft er en annen drivstoffkilde som har vist seg effektiv, men problematisk. Vannkraft dammer er ødeleggende for akvatiske økosystemer, skaper stagnerende vannkropper, forstyrrer migreringsvaner og dræper mange slags fisk direkte..

Andre former for alternativ energi, inkludert biodrivstoff og hydrogen, har problemer med å overvinne de mest grunnleggende problemene: det tar mer energi til produsere dem enn energien som tilbys når forbrukes.

Et annet anstendig alternativ er kjernekraft, som er mye mer miljøvennlig enn fossilt brensel på basis av hver enkelt enhet. Avfallsdeponering forblir imidlertid et problem, og det er fortsatt spørsmålet om endelig brensel. Kjernekraft kunne kjøpe oss tid, men det er ikke en permanent løsning på problemet.

Som for nå, bare forlater oss med solenergi som den eneste troverdige langsiktige løsningen.

... Men hindrene er mange

Vi har kortfattet dekket hvorfor solenergi ikke har tatt av. Hva er solenergi og hvorfor har den ikke tatt av? Hva er solenergi og hvorfor har det ikke tatt seg av? Hva er det store problemet med solenergi? Hvis det er like viktig og nødvendig som så mange hevder at det er, hvorfor har det ikke tatt over energibransjen ennå? Les mer før, men la oss utforske det i litt mer detaljert. Hvis solen er vår antatte frelser fra fossilt brenselutslipp, hva er det som holder solenergolusjonen i sjakk?

Vises, vi har noen hindringer for å hoppe over.

Først av alt, som vindkraft, solenergi er intermittent. Det er et velkjent faktum at solceller bare genererer energi mens solen skinner på dem. Dette enkle problemet gjør solceller helt ineffektive for store deler av verden.

Ta en by som Seattle eller London. Dette er områder som ser mer nedbør enn solskinn gjennom hele året. For å drive disse byene alene med solenergi, vil hver dags solskinn være nødt til å generere minst to dagers strøm av elektrisitet. Solteknologi er ikke i nærheten av den muligheten akkurat nå.

Hva med Amazonas regnskog? Det er 2,1 millioner kvadratkilometer land som ikke er i stand til å utnytte solens stråler for elektrisitet. Hva med land rundt Polarsirkelen? Disse stedene kan se solskinn i seks rette måneder, så mørket i de neste seks månedene. De ville bare ha strøm i halvåret. Poolingskraft mellom forskjellige områder representerer også et problem, fordi energitapet over lange kraftledninger blir uoverkommelig. Vi kan fikse dette med romtemperatur superledere, men teknologien er langt unna.

Som bringer oss til det neste store problemet: solenergi lagring. Hvis solproduksjon kun er tilgjengelig på bestemte tider av dagen i bestemte deler av verden, er det opplagte svaret å flaske opp energien og lagre den for senere. Dessverre er det det mye lettere sagt enn gjort.

Problemet er at billige batteripakker har lang levetid eller pålitelighet, mens kvalitetsbatterier er uoverkommelig dyrt å produsere. I 2013 svinger storskala litiumionbatterier rundt $ 1000 / kWh prispunktet.

Heldigvis for oss alle, 2015 innvarslet en ny epoke da Tesla CEO Elon Musk avslørte neste generasjons batteripakker. Elon Musk lagde bare oss fra fossile brensel? Har Elon Musk bare lagret oss fra fossile brensler? Les mer for både småbrukers bruk og storskala bruk. Prisene er satt til å begynne rundt $ 350 / kWh og vil bare bli billigere herfra ute.

Men lagring av solenergi utgjør bare om vi kan produsere mer elektrisitet enn vi faktisk trenger, slik at vi kan lagre overflødig, derfor må vi også snakke om solcelleffektivitet.

Den gjennomsnittlige amerikanske husholdningen krever rundt 24kWh per dag (eller 1kW per time). Imidlertid er denne figuren ikke jevnt fordelt: strømforbruket er relativt konstant gjennom dagen, pigger om kvelden etter at folk kommer hjem fra jobb, og deretter faller til nesten ingenting etter at alle har sovnet. Dette gir et problem.

For at det skal være strøm om natten, må solenergi fanges og lagres i løpet av dagen mens solen fortsatt er ute. Men hvis folk bruker elektrisitet under dagen, så må solceller fange så mye sol som mulig: nok til å oppfylle dagtidens elektrisitetskrav og nok til å fylle opp batterier for natten.

Eller med andre ord, hvis vi antar at vi får seks timer med “god sol” per dag - og det er generøst - da må solkapasitet være nok til å fange opp 24 timers energi i løpet av den seks timers perioden. Tross alt er solcelleverdier basert på ideelle forhold: en klar, middagsdags sol på jordens ekvator.

Så, la oss snakke effektivitet. I gjennomsnitt kan et forbrukerrelatert solpanel generere omtrent 10 watt per time per kvadratmeter. Derfor, for å generere 1kWh, trenger du 100 kvadratmeter solcellepaneler. Men dette antar at solen skinner hele dagen hver dag, og vi vet at det ikke er sant.

Hvis vi antar seks timer med “god sol”, da ville vi trenge fire ganger så mye solpanel, noe som bringer oss opp til 400 kvadratmeter solpanel for å oppfylle elektrisitetskravene til en gjennomsnittlig amerikansk husholdning. Og summen av alt dette panelet må være vurdert til 4kW.

I gjennomsnitt på $ 5 per watt ville et 4kW system koste rundt $ 20.000. Takket være Tesla, kan vi nå kjøpe tre 10kWh batterier på $ 3.500 hver for et netto på totalt $ 10.500. Så for rundt $ 30 500 kan du ha et operativsystem som oppfyller dine daglige strømbehov og opptil 30 timers batteri (forutsatt at du har 400 kvadratfot av panelkompatibelt land).

Selvfølgelig går det ut fra at du har 400 kvadratmeter panelkompatibelt land, som bare ikke er sant for de fleste (spesielt i byområder). For at dette skal være en ekte, praktisk løsning, må vi massivt forbedre effektiviteten til solceller, eller dekke i hovedsak alle bygninger med dem, ved hjelp av noe som spray-on solcelle Efficient. Billig. Rått. Her er hvorfor New Spray-On Solar Cells Matter Effektiv. Billig. Rått. Her er hvorfor New Spray-On Solar Cells Matter Kostnaden for solenergi er satt til å falle nedfalt etter at et team av forskere som jobber ved University of Sheffield i Storbritannia, kunngjorde utviklingen av solceller ved hjelp av en spray-on-prosess. Les mer teknologi.

Til slutt har vi store problemer med solenergi infrastruktur over hele verden. Essensen av dette spørsmålet kommer ned til dette: tenk på alt som for tiden kjører på fossile brensler (for eksempel biler, kraftverk, etc.), så tenk på hvor mye arbeid som skulle kreves for å konvertere alt av det å være solkompatibel.

Mange kraftverk vil måtte stenge, til og med revet, for å bli gjenoppbygget som solbruk. Gass-, diesel- og hybriddrevne biler vil måtte bli forlatt til fordel for fullt elektriske biler som Tesla Hvordan elektriske biler vil overvinne ladestrømmer Hvordan elektriske biler vil overvinne ladegrenser Elektriske biler er gode - med unntak av deres rekkevidde . Kan elektriske biler overvinne rekkevidde teknologier? Les mer . Og så er det perifere kostnader, som å konvertere bensinstasjoner til ladestasjoner.

Dette er alt veldig dyrt.

Men hvis vi ser på fremtiden for større skala solenergi infrastruktur, MIT nettopp lansert en studie som fant det mulig å oppnå terawatt-skala distribusjon av solenergi innen 2050. Det er nok til å drive 41,7 milliarder husholdninger til gjennomsnittlig amerikansk strømforbruk rate.

Kanskje utbredt solopptak før vi går tom for fossile brensel, kan muligens være mulig.

Gode ​​nyheter: Fremtiden ser lys ut

Hvis du har kommet så langt og fortsatt er skeptisk til fremtiden for solteknologi, ville jeg ikke klandre deg. Det har vært spioneringen som en spilleskifter i flere tiår, og alle disse siste utviklingene kan virke som mer røyk blir blåst rundt.

Vel, sannheten er det alternativ energi kan arbeid.

Costa Rica har nylig gått mer enn 75 dager rett med ingenting annet enn fornybar energi. Gitt, det meste ble gjort gjennom vannkraftverk i en kraftig nedbørs sesong, men det gir et glimt av håp for de av oss som ønsker å bryte vår avhengighet av olje.

I tillegg har Frankrike nylig signert lov om et dekret som krever at alle nye kommersielle bygninger skal dekke hustakene sine med solpaneler eller planter. Det er et lite, men viktig skritt som viser at verden begynner å akseptere at solenergi ikke bare er nødvendig for fremtiden er det plausibel som en ekte løsning.

Hvis vi tillater det, har solenergi potensial til å være en av flere teknologier som vil forandre verden for alltid. Topp 10 Emerging Technologies som endrer verden Topp 10 Emerging Technologies som forandrer verden Fra landbruk til medisin til energi, er fremskrittene i ferd med å bli laget hver dag. Lær litt om disse 10 nye teknologiene som kan påvirke livet ditt i løpet av de neste årene. Les mer . Og takket være den siste utviklingen og sosiale skift, kan den endringen komme raskere enn vi tror det vil.

Har du reservasjoner om solenergi? Hvor lenge tror du før verden forlater fossile brensel for godt? Vil den dagen noensinne komme? Del dine tanker med oss ​​i kommentarene!

Billedkreditter: Vindkraftgård Via Shutterstock, Korn Biodrivstoff Via Shutterstock, Solar Horizon Via Shutterstock, Solar Batterier Via Shutterstock, Solar Lightbulb Via Shutterstock, Solar Hustak Med Shutterstock, Solar Busstopp Via Shutterstock

Utforsk mer om: Energibesparelse, Grønn teknologi, Solenergi.