Päikeseenergia tulevik: takistused ja probleemid

Päikeseenergia on üks lootustandvamaid taastuvenergia tehnoloogiaid, mis võimaldab elektrit toota tasuta ammendamatust päikesevalgusest. Paljud majaomanikud on juba hakanud kasutama päikeseenergiat ja edelas asuvad suuremahulised elektritootmisrajatised pakuvad päikese eeliseid tuhandetele klientidele. Kuid enne, kui enamik ameeriklasi suudab fossiilkütuseid energia tootmiseks asendada, seisab päike silmitsi paljude takistustega.

Üks suurimaid takistusi päikeseenergia laialdasele kasutuselevõtule on päikese intensiivsuse erinevused. Riikliku taastuvenergia laboratooriumi andmetel annab päike Mojave kõrbesse peaaegu kaks korda rohkem energiat kui Vaikse ookeani loodeosa. Kuna paneeli väljund sõltub päikeseenergia hulgast, tähendab see päikese edelakõrbetes palju paremat jõuallikat kui mujal riigis. Ehkki päikesepaneel võib pakkuda vähemalt osa tasuta elektrist kõikjal riigis, võtab investeeringute maksmine piirkondades, kus pole intensiivset päikesekatet, palju kauem.

Teine takistus päikeseelektrile on fotogalvaaniline efektiivsus. Kui elate kõrbes, võib üks ruutmeetri päikesepaneel saada ühe päeva jooksul ekvivalenti rohkem kui 6 kilovatt-tunnile energiale. Kuid päikesepaneel ei saa kogu seda energiakogust elektriks muuta. Päikesepaneeli efektiivsus määrab, kui palju sellest võimsusest on kasutatav, ja enamikul 2013. aastal turul olnud kommertslikel päikesepaneelidel on tõhususe hinnang alla 25 protsendi. Mida tõhusam on paneel, seda kallim on selle tootmine. Kui suuri tehnoloogiahüppeid pole, on lähitulevikus ebatõenäoline, et kasutegur ületaks 33 protsenti.

Üks suur päikeseenergia probleem on töökindlus. Parimal juhul suudab päikesepaneel elektrit toota 12 tundi päevas ja maksimaalse võimsuse saab paneel vaid keskpäeva paiku. Päikest jälgivad paneelid võivad seda esimese põlvkonna perioodi mõnevõrra pikendada, kuid see tähendab siiski, et paneelid veedavad väga vähe päevast maksimaalse võimsusega tootmiseks. Mälupatareid võivad tipptegemise ajal laadida ja pakkuda öösel voolu, kuid nad siiski võib olla kallis, sisaldada mürgiseid materjale ja korduva laadimise ja tühjenemise tõttu kiiresti kuluda tsüklid.

Kuigi päikese tootmine on heitevaba, võib päikesepaneelide ja nendega seotud tehnoloogiate tootmine hõlmata mõningaid keskkonnasõbralikke aineid. Lämmastiktrifluoriid on elektroonika, sealhulgas päikesepatareides kasutatavate toodete tavaline kõrvalsaadus ja see on 17 000 korda tugevam kasvuhoonegaas kui süsinikdioksiid. Lisaks sisaldavad paljud päikesepatareid väikestes kogustes toksilist metalli kaadmiumi ja patareisid Toodetud elektri ladustamiseks vajalik kogus võib sisaldada paljusid muid raskemetalle ja ohtlikke aineid. Kui päikesetehnoloogia paraneb, võivad tootjad neist potentsiaalselt ohtlikest ainetest loobuda, kuid praeguseks on nad päikeseenergia muidu muljetavaldavad ökoloogilised eelised.