Er solenergi bærekraftig? 4 problemer å løse før solrevolusjonen

Annonse

Hva ville skje hvis verden gikk tom for fossilt brensel? Ingen flere biler, ikke mer strøm, ikke mer klimaanlegg. Så snart de siste batteriene var tappet, ville vi være tilbake i middelalderen. Vi kan ikke la det skje.

Energi er dyrt, og når vi fortsetter å tømme jorden for dens olje, vil pris på energi kommer bare til å øke Nei, lave bensinpriser er ikke slutten på elbilenStaver fallende bensinpriser for elbiler som Tesla Model S? Ikke så fort. Bensinpriser 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 viktig at gass-sparebesparende apper 8 unike apper som hjelper deg med å spare pengerÅ spare penger på bensin er ikke bare bra for deg selv, men også for planeten. Disse appene hjelper deg effektivt å administrere kjøretøyets kjørelengde og drivstoffkostnader mens du bygger gode kjørevaner. Les mer bli vanlig, det er når du vet at problemet er reelt.

Seriøst, det kunne vi tom for fossilt brensel i 2060.

Solenergi er vårt beste håp

Fremtidens energi, i dag: Hvordan fungerer solcellepaneler og heliostater?Fornybare ressurser. Det er et problem vi står overfor hver dag enten vi er klar over det eller ikke. Med hver pumpe i et gasshåndtak, med hvert trykk på en bils gasspedal, med hver plugg på ... Les mer , men utviklingen av nevnte teknologi de siste tiårene har vært mangelfull. Hvor lenge før solenergi lever opp til løftene? Hva tar så lang tid? Vil energirevolusjonen komme i tide?

Verden trenger solenergi ...

For å være rettferdig er ikke solenergi det kun alternativ til fossilt brensel. Det er mange andre veier som blir utforsket av strålende sinn rundt om i verden, og selv om de alle har forskjellige mengder potensiale, har de alle alvorlige ulemper.

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

Dessverre er vind uforutsigbar og kommer ofte i periodiske bølger, noe som ikke er veldig nyttig med mindre vi kan utvikle langsiktig lagring av den produserte energien. For ikke å snakke om det faktum at vindmøller kan være forstyrrende høyt og farlig å vedlikeholde.

I tillegg kan store vindparker ha en umiddelbar innvirkning på lokalt vær (ved å påvirke luftsirkulasjonen) og lokalt dyreliv (turbiner som dreper fugler og flaggermus). Dette kan bli dempet av utviklingen av bladeless vindturbiner, men det er fortsatt for tidlig å fortelle.

Hydroelektrisk kraft er en annen drivstoffkilde som har vist seg effektiv, men problematisk. Vannkraftsdammer er ødeleggende for vannlevende økosystemer, skaper stillestående vannmasser, forstyrrer vandringsvaner og dreper direkte mange fiskesorter.

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

Et annet anstendig alternativ er kjernekraft, som er mye mer miljøvennlig enn fossilt brensel på en enhet. Avfallshåndtering er imidlertid fortsatt et problem, og det er fremdeles spørsmålet om endelig drivstoff. Atomkraft kan kjøpe oss tid, men det er ikke en permanent løsning på problemet.

Som foreløpig bare overlater oss med solenergi som den eneste sannsynlige langsiktige løsningen.

... men hindringene er mange

Vi har kort omtalt hvorfor solenergi ikke har tatt av Hva er solenergi, og hvorfor har den ikke tatt av?Hva er så mye med solenergi? Hvis det virkelig er så viktig og nødvendig som så mange hevder det er, hvorfor har den ikke overtatt energibransjen ennå? Les mer før, men la oss utforske det litt mer detaljert. Hvis solen er vår antatte frelser fra tømming av fossilt brensel, hva pokker holder da solrevolusjonen i sjakk?

Det viser seg at vi har noen få hindringer for å hoppe over.

Først av alt, som vindenergi, solenergi er intermitterende. Det er et kjent 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 hele året. For å gi strøm til disse byene med solenergi alene, må hver dags solens verdi være å produsere minst to dagers strøm til strøm. Solteknologi er ikke i nærheten av den muligheten akkurat nå.

Hva med Amazonas regnskog? Det er 2,1 millioner kvadratkilometer med land som ikke er i stand til å utnytte solstrålene for strøm. Hva med land rundt polarsirkelen? Disse stedene kan se solskinn i seks måneder og deretter mørke i de følgende seks månedene. De ville bare ha strøm i halve året. Samling av kraft mellom forskjellige områder representerer også et problem, fordi energitapet over lange kraftledninger blir uoverkommelig. Vi kan fikse dette med superledere i romtemperatur, men at teknologien er langt unna.

Noe som bringer oss til det neste store problemet: lagring av solenergi. Hvis solproduksjon bare er tilgjengelig på bestemte tider av døgnet i visse regioner i verden, er det åpenbare svaret å flaske opp energien og spare den til senere. Det er dessverre mye lettere sagt enn gjort.

Problemet er at billige batteripakker har problemer med lang levetid eller pålitelighet, mens batteripakker av høy kvalitet er uoverkommelig dyre å produsere. I 2013 svevde storskala litium-ion-batterier rundt prispunktet $ 1000 / kWh.

Heldigvis for oss alle innledet 2015 en ny epoke da Tesla-administrerende direktør Elon Musk avdekket neste generasjons batteripakker Redd Elon Musk oss bare fra fossile brensler? Les mer for både småbrukere og store bedrifter. Prisene skal begynne på rundt $ 350 / kWh og vil bare bli billigere herfra og ut.

Men lagring av solenergi betyr bare hvis vi kan produsere mer strøm enn vi faktisk trenger, slik at vi kan lagre bort overskuddet, og det er derfor vi også trenger å snakke om solcelleeffektivitet.

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

For at det skal være strøm om natten, må solenergi fanges opp og lagres på dagtid mens solen fremdeles er ute. Men hvis folk bruker strøm under dagen, da trenger solceller å fange opp så mye sol som mulig: nok til å oppfylle strømkrav på dagtid og nok til å fylle opp batterier for natten.

Eller med andre ord, hvis vi antar at vi får seks timer "god sol" per dag - og det er det generøs - da må solkapasiteten være nok til å fange opp 24 timers energi i løpet av den seks timen periode. Tross alt er solcellevurderinger basert på ideelle forhold: en klar, solskinn på dagen på jordens ekvator.

Så la oss snakke effektivitet. I gjennomsnitt kan et forbrukerklassifisert solcellepanel generere omtrent 10 watt per time per kvadrat. ft. Derfor, for å generere 1 kWh, trenger du 100 kvm. ft. av solcellepaneler. Men dette forutsetter at solen skinner hele dagen hver dag, og vi vet at det ikke stemmer.

Hvis vi antar seks timer med "god sol", vil vi trenge fire ganger så mye solpanel, noe som bringer oss opp til 400 kvadratmeter. ft. med solpaneler for å oppfylle strømkravene til en gjennomsnittlig amerikansk husholdning. Og summen av all denne paneleringen må vurderes til 4kW.

Til et gjennomsnitt på $ 5 per watt, vil et 4kW-system koste rundt 20 000 dollar. Takket være Tesla kan vi nå kjøpe tre 10 kWh batterier til $ 3.500 hver for en netto sum på $ 10.500. Så for omtrent $ 30 500 kan du ha et operativsystem som oppfyller dine daglige strømbehov og opptil 30 timer med batteri (forutsatt at du har 400 kvadratmeter). ft. av panelkompatibelt land).

Alt dette forutsetter selvfølgelig at du har 400 kvm. ft. av panelkompatibelt land, noe som bare ikke stemmer for folk flest (spesielt i urbane områder). For at dette skal være en reell, praktisk løsning, må vi forbedre effektiviteten til solceller eller dekke alle bygninger med dem ved å bruke noe sånt som spray-på solcelle Effektiv. Billig. Rått. Her er hvorfor nye spray-on solceller materieKostnaden for solenergi er satt til å falle stupbratt etter at et team av forskere som jobber på University of Sheffield i Storbritannia kunngjorde utvikling av solceller ved bruk av spray-on prosess. Les mer teknologi.

Til slutt har vi store problemer angående infrastruktur for solenergi over hele verden. Essensen i denne saken kommer ned på dette: tenk på alt som for tiden kjører på fossilt brensel (f.eks. Biler, kraftverk osv.), Og tenk på hvor mye arbeid som vil kreves for å konvertere alt av det å være solkompatibel.

Mange kraftverk ville måtte stenges, til og med rives, for å bli gjenoppbygd som solfarmer. Gass-, diesel- og hybriddrevne biler må forlates til fordel for helelektriske kjøretøy som Tesla Hvordan elbiler vil overvinne ladegrenserElbiler er flotte - bortsett fra rekkevidden. Kan elbiler 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 solskinninfrastruktur, ga MIT nettopp 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 med den gjennomsnittlige amerikanske strømforbrukstakten.

Kanskje utbredt solopsjon før vi går tom for fossile brensler, kan være tross alt mulig.

Gode ​​nyheter: Fremtiden ser lys ut

Hvis du har kommet så langt og fremdeles er skeptisk til fremtiden for solteknologi, ville jeg ikke klandre deg. Det har blitt utspekulert som en spillbytter i flere tiår, og all den siste utviklingen kan se ut som mer røyk som blåses rundt.

Sannheten er det alternativ energi kan arbeid.

Costa Rica gikk nylig mer enn 75 dager på rad ved å bruke annet enn fornybar energi. Riktignok ble det meste gjort gjennom vannkraftverk i løpet av en kraftig nedbørsesong, men det gir et glimt av håp for de av oss som vil bryte vår avhengighet av olje.

På toppen av det signerte Frankrike nylig i lov et dekret som krever at alle nye næringsbygg skal dekker hustakene sine med solcellepaneler eller planter. Det er et lite, men viktig skritt som viser at verden begynner å akseptere at solenergi ikke bare er nødvendig for fremtiden, det er det plausibel som en reell løsning.

Hvis vi tillater det, har solenergi potensialet å være en av flere teknologier som vil forandre verden for alltid Topp 10 nye teknologier som forandrer verdenFra landbruk til medisin til energi gjøres det fremskritt 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 nylige utviklingen og sosiale skift, kan endringen komme raskere enn vi tror.

Har du forbehold om solenergi? Hvor lenge tror du før verden forlater fossile brensler for godt? Kommer den dagen noen gang? Del tankene dine med oss ​​i kommentarene!

Bildetillegg: Vindenergifarm Via Shutterstock, Corn Biofuel Via Shutterstock, Solar Horizon Via Shutterstock, Solbatterier Via Shutterstock, Solar Lightbulb Via Shutterstock, Solar Home Rooftops Via Shutterstock, Solar Bus Stop Via Shutterstock