Zukunft der Solarenergie: Hindernisse & Probleme

Solarenergie ist eine der vielversprechendsten erneuerbaren Energietechnologien und ermöglicht die Stromerzeugung aus kostenlosem, unerschöpflichem Sonnenlicht. Viele Hausbesitzer haben bereits mit der Einführung von Solarstrom begonnen, und große Stromerzeugungsanlagen im Südwesten bieten Tausenden von Kunden die Vorteile der Solarenergie. Aber die Solarenergie steht noch vor einer Reihe von Hürden, bevor sie für die meisten Amerikaner die fossilen Brennstoffe zur Stromerzeugung wirklich ersetzen kann.

Eine der größten Hürden für die weit verbreitete Einführung von Solarenergie sind die unterschiedlichen Sonnenintensitäten. Nach Angaben des National Renewable Energy Laboratory liefert die Sonne der Mojave-Wüste fast doppelt so viel Energie wie dem pazifischen Nordwesten. Da die Leistung eines Panels von der Menge an Sonnenenergie abhängt, die es erhält, ist die Solarenergie in den Wüsten des Südwestens eine viel bessere Energiequelle als in anderen Teilen des Landes. Während ein Solarpaneel überall im Land zumindest etwas kostenlosen Strom liefern kann, wird sich die Investition in Regionen ohne intensive Solarabdeckung viel länger amortisieren.

Ein weiteres Hindernis für Solarstrom ist der Wirkungsgrad der Photovoltaik. Wenn Sie in der Wüste leben, könnte ein einzelner Quadratmeter Solarpanel an einem einzigen Tag mehr als 6 Kilowattstunden Energie erhalten. Aber ein Solarpanel kann nicht die gesamte Energiemenge in Strom umwandeln. Die Effizienz eines Solarmoduls bestimmt, wie viel von dieser Leistung nutzbar ist, und die meisten kommerziellen Solarmodule auf dem Markt im Jahr 2013 haben Wirkungsgrade von weniger als 25 Prozent. Je effizienter ein Panel ist, desto teurer ist es in der Herstellung. Ohne größere Technologiesprünge sind Effizienzwerte über 33 Prozent in naher Zukunft unwahrscheinlich.

Ein großes Problem bei Solarstrom ist die Zuverlässigkeit. Ein Solarpanel kann bestenfalls 12 Stunden am Tag Strom produzieren, und ein Panel erreicht nur kurzzeitig gegen Mittag seine Spitzenleistung. Nachführpaneele, die der Sonne folgen, können diese Periode der Hauptgeneration etwas verlängern, aber es bedeutet immer noch, dass die Paneele nur sehr wenig des Tages damit verbringen, mit maximaler Kapazität zu produzieren. Akkus können während der Spitzenerzeugung aufgeladen werden und nachts Strom liefern, aber sie kann teuer sein, giftige Materialien enthalten und durch wiederholtes Laden und Entladen schnell verschleißen Fahrräder.

Während die Solarerzeugung emissionsfrei ist, können bei der Herstellung von Solarmodulen und verwandten Technologien einige umweltschädliche Stoffe enthalten sein. Stickstofftrifluorid ist ein häufiges Nebenprodukt der Elektronikfertigung, einschließlich derjenigen, die in Solarzellen verwendet werden, und ist ein 17.000-mal stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid. Außerdem enthalten viele Solarzellen geringe Mengen des giftigen Metalls Cadmium, und die Batterien die zur Speicherung von erzeugtem Strom erforderlich sind, können eine Vielzahl anderer Schwermetalle enthalten und gefährliche Substanzen. Mit der Verbesserung der Solartechnologie können Hersteller möglicherweise von diesen potenziell gefährlichen Stoffen Abstand nehmen, aber sie beeinträchtigen vorerst die ansonsten beeindruckenden ökologischen Vorteile, die Solarstrom bietet.