Päikeseenergia positiivsed mõjud

Päikesekiirgus on Maa elule fundamentaalne, pakkudes lakkamatut energiavarustust, mis kütab peaaegu kõiki planeedi ökosüsteeme. Lisaks sellele, et meie enda olemasolu on võimalik, on päikesest saadav energia juba aastakümneid äratanud tähelepanu kui puhas ja taastuv alternatiiv fossiilkütustele. Ehkki praegu tarnib see vaid osa ülemaailmsest energiast, on päikesetööstus taastuvenergia sektori kiiresti laienev komponent. Kuigi arutelu jätkub kindlasti tööstuslike päikeseseadmete kulude, praktilisuse ja toimivuse üle, pakub tehnoloogia jätkusuutliku energiaallikana palju lubadusi.

Päike toodab energiat oma tuuma termotuumasünteesi kaudu; see energia eraldub tähest neutriinodena ja elektromagnetilise ehk päikese kiirgusena. Pärast umbes 8-minutilist reisi 150 miljoni kilomeetri (93 000 000 miili) ruumis jõuab Maale umbes pool triljonit päikese tekitatud päikesekiirgusest. Atmosfäär peegeldab umbes 29 protsenti sissetulevast energiast ja neelab umbes 23 protsenti. Umbes 48 protsenti jõuab Maa pinnale. Fotosünteesivad organismid, näiteks rohelised taimed, kasutavad seda energiat süsivesikute tootmiseks süsinikust ja veest. See protsess muudab päikesekiirguse vormiks, mida muud elusolendid saavad kasutada.

Kaasaegne päikesetehnoloogia on jagatud passiivsetesse ja aktiivsetesse kategooriatesse. Passiivne päikeseenergia kasutab päikese soojust või valgust otseselt, nagu hoones, mis on loodud loomuliku valguse andmiseks. Aktiivne päikesetehnoloogia hõlmab fotogalvaanilisi ja päikesesoojussüsteeme. Fotogalvaaniline seade toodab päikesevalgusest elektrit pooljuhi abil - materjal, mis tekitab elektrilaengu, kui päikese footonid oma elektrone ergastavad. Päikese soojusenergia süsteemid kontsentreerivad ja suunavad päikesesoojust kas kodus kütteks või tööstuslikus mahus aurujõul töötavate elektrigeneraatorite kütmiseks. Laiemas plaanis on päikesekiirgus ka paljude teiste energiaallikate peamine käivitaja. Päikesevalgusest pärinevate organismide jäänused moodustavad näiteks kivisöe ja süsivesinikud ning planeedi diferentsiaalne päikeseküte aitab õhku õhutada ja veevoolud koputas läbi tuule- ja laineenergia.

Fossiilkütuste põletamine viib atmosfääri kasvuhoonegaase nagu süsinikdioksiid ja metaan. Neid gaase nimetatakse nii, et nad neelavad planeedilt väljuvat pika lainega kiirgust ja arvatakse, et see suurendab globaalset temperatuuri - protsess on mõnevõrra sarnane kasvuhoone funktsiooniga. Päikeseenergia kasutamine ei eralda kasvuhoonegaase, kuigi heitkogused võivad tuleneda päikesetehnoloogia tootmisest ja paigaldamisest. Rahvusvahelise Energiaagentuuri avaldatud 2014. aasta hinnang näitas, et fotogalvaanilised ja soojusenergia süsteemid võivad aastaks 2050 olla potentsiaalselt suurim ülemaailmne elektriallikas. Agentuur arvas, et see stsenaarium võib selleks aastaks ära hoida enam kui 6 miljardi tonni aastaseid süsinikdioksiidi heitmeid.

Võrreldes fossiilkütuste varudega, mis on inimese ajas piiratud, on päikesekiirgus erakordse ulatusega taastuv ressurss. Nagu IEA 2011. aasta aruandes märgib, on „päikeseenergia Maa suurim energiaallikas - ja ammendamatu.” Päikeseenergia kogus aasta jooksul saadud energia ületab energia, mida on kogu ajaloo vältel saadud naftast, maagaasist, kivisöest ja tuumaallikatest. inimkond. Planeet saab tunni jooksul kätte kogu maailma kogu energiatarbimisest. Kuna päikeserajatisi saab nii laialt levitada ja kuna need koosnevad paljudest eraldi seadmetest, on nad paremini kaitstud häirivate sündmused nagu tormid, mis võivad suurele elanikkonnale elektrit välja lüüa, kahjustades tsentraliseeritud elektriga vaid ühte generaatorit või trafot jaama ruudustik. Ja kuna paljud päikesetehnoloogiad kasutavad vähem vett kui fossiilkütused või tuumaelektrijaamad, võivad need olla ka põua korral vastupidavamad.

Päikeseenergia on väga modulaarne - koosneb paljudest üksikutest seadmetest, mida saab omavahel ühendada - ja võib ka olla rakendatakse mitmel skaalal, alates hajutatud tootmisest kuni katuse päikesepaneelideni kuni kasuliku ulatusega soojuselektrijaamani. Alates 2014. aastast on Californias asuv suuremahuline termogeneraatorijaam, Ivanpah Solar Electric Generating System, maakera suurim kontsentreeriv elektrijaam. Selle tippvõimsus - mitte segi ajada tegelike tootmisnäitajatega - on 393 megavatti ehk piisavalt elektrit, et teenida USA 94 400 keskmist leibkonda. Pärast paigaldamist kipub ka päikesetehnoloogia olema vähe hooldatav. Vahepeal lokaliseeritud päikese seadistused võivad aga hästi töötada maapiirkondades või arenevates piirkondades, kus võrguenergia pole kättesaadav, ebausaldusväärne või väga kallis.

Aktiivne päikesetehnoloogia, näiteks Ivanpahi generaatorid, nõuab tavaliselt märkimisväärseid esialgseid investeeringuid, kuid tegevuskulud on madalad ning kütus - päikesest tulenev valgus ja soojus - tasuta. Tehnoloogiliste täiustuste, laienevate turgude ning valitsuse toetuste ja stiimulite kaudu on päikeseenergia tehnoloogia kulud viimastel aastatel vähenenud. 2014. aastal märkis USA energeetikaministeerium, et fotogalvaaniliste paneelide maksumus on viimase kolme aasta jooksul langenud 50 protsenti. Võrreldes fossiilkütustele iseloomulike kõikuvate hinnakõikumistega, mis tulenevad poliitilistest pingetest, tülidest ja muust piirkondlikud tegurid - päike pakub potentsiaali stabiilsemateks energiakuludeks, mis toob kasu nii tarbijatele kui ka kommunaalteenustele. Lisaks on kaugete kohtade kodud või ettevõtted, kellel on suuri kulutusi energia saamiseks tsentraliseeritud võrk võib säästa raha, kui minna väikesemahulise päikeseenergiaga võrku installatsioonid.

Taastuvenergiat peetakse üldiselt töömahukamaks kui fossiilkütuste sektorit ja seega on see võimeline toetama rohkem töökohti toodetud energiaühiku kohta. Vastavalt Päikesefondi 2013. aasta riiklikule päikeseenergia loendusele töötas 2013. aastal Ameerika Ühendriikide päikesetööstuses üle 142 000 inimese - see on 2011. aastaga võrreldes umbes 20 protsenti rohkem. 2009. aasta mures olevate teadlaste liidu analüüs näitas, et kui USA toodaks vähemalt 25 protsenti elektrist taastuvatest allikatest 2025. aastaks võib jõupingutuste tulemuseks olla rohkem kui kolmekordne uute töökohtade arv, mis loodaks ainult fossiilkütustele tuginedes tootmine.

Lisaks kasvuhoonegaaside eraldamisele võib fossiilkütuste põletamine reostada õhku ja vett, mõjutades kahjulikult inimeste tervist kohalikul ja piirkondlikul tasandil. Mures olevate teadlaste liit hindab selliste terviseprobleemide majanduslikke tagajärgi Ameerika Ühendriikides 361,7–886,5 miljardi dollarini. Päikeseenergia seevastu pole saastav. Tehnoloogia abil saab vähendada ka energiatootmisega seotud mürasaastet; fotogalvaanilised päikesepatareid on vaikivad. Neid peetakse inimestele ohutuks ja tõenäoliselt ei teki ohtlikku kiirgust. Päikeseenergiat saab kasutada ka joogivee puhastamiseks või puhastamiseks, mis on arengumaades märkimisväärne kasu rahvatervisele.

Võrreldes teiste võimalike energiaallikatega on päikesevalgus universaalselt kättesaadav ressurss, ehkki selle suurus ja intensiivsus varieerub muidugi geograafiliselt ja hooajaliselt. Sellise potentsiaalselt produktiivse kodumaise energiavarustuse ärakasutamine võib vähendada riigi sõltuvust välismaistest energiaallikatest. Pealegi, nii nagu hajutatud energiasüsteem on loodusõnnetuste eest paremini kaitstud, on see terrorirünnakute suhtes vähem haavatav kui tsentraliseeritud elektrivõrk.