Aurinkovoiman tulevaisuus: esteet ja ongelmat

Aurinkovoima on yksi lupaavimmista uusiutuvan energian tekniikoista, joka mahdollistaa sähkön tuottamisen vapaasta, ehtymättömästä auringonvalosta. Monet asunnonomistajat ovat jo alkaneet ottaa aurinkosähköä käyttöön, ja lounaaseen suuntautuvat suuret sähköntuotantolaitokset tarjoavat etuja tuhansille asiakkaille. Mutta aurinko kohtaa edelleen useita esteitä, ennen kuin se voi todella korvata fossiiliset polttoaineet sähköntuotannossa useimmille amerikkalaisille.

Yksi suurimmista esteistä aurinkovoiman laajalle levinneisyydelle on aurinkovoiman vaihtelut. Kansallisen uusiutuvan energian laboratorion mukaan aurinko antaa melkein kaksi kertaa enemmän energiaa Mojaven autiomaalle kuin Tyynenmeren luoteeseen. Koska paneelin teho riippuu sen vastaanottaman aurinkoenergian määrästä, se tarkoittaa, että aurinko on paljon parempi virtalähde Lounais-aavikoissa kuin muualla maassa. Vaikka aurinkopaneeli voi tarjota ainakin vähän ilmaista sähköä missä tahansa maassa, investointi vie paljon kauemmin, kun maksaa itsensä alueilla, joilla ei ole voimakasta aurinkoa.

Toinen este aurinkosähkölle on aurinkosähkötehokkuus. Jos asut autiomaassa, yksi neliömetri aurinkopaneelia voisi saada enemmän kuin 6 kilowattituntia energiaa yhden päivän aikana. Mutta aurinkopaneeli ei voi muuntaa koko energiamäärää sähköksi. Aurinkopaneelin hyötysuhde määrittää, kuinka suuri osa tästä tehosta on käyttökelpoista, ja useimpien vuonna 2013 markkinoilla olevien kaupallisten aurinkopaneelien hyötysuhde on alle 25 prosenttia. Mitä tehokkaampi paneeli on, sitä kalliimpaa sitä on tuottaa. Estäen merkittäviä tekniikan hyppyjä, yli 33 prosentin hyötysuhde on epätodennäköinen lähitulevaisuudessa.

Yksi merkittävä aurinkovoiman ongelma on luotettavuus. Parhaimmillaan aurinkopaneeli voi tuottaa sähköä 12 tuntia päivässä, ja paneeli saavuttaa huipputehon vain lyhyen ajan keskipäivän ympäri. Auringon seuraavat paneelit voivat pidentää tätä ensi sukupolven ajanjaksoa, mutta silti se tarkoittaa, että paneelit viettävät hyvin vähän päivästä tuottamalla maksimikapasiteetilla. Akut voivat ladata huippunsa aikana ja tarjota virtaa yöllä, mutta ne voi olla kallista, sisältää myrkyllisiä aineita ja kuluu nopeasti toistuvan latauksen ja purkautumisen vuoksi syklit.

Vaikka aurinkosähköntuotanto on päästötöntä, aurinkopaneelien ja niihin liittyvien tekniikoiden valmistus voi sisältää joitain ympäristöystävällisiä aineita. Typpitrifluoridi on yleinen elektroniikan valmistuksen sivutuote, mukaan lukien aurinkokennoissa käytettävä, ja se on kasvihuonekaasu, joka on 17 000 kertaa tehokkaampi kuin hiilidioksidi. Lisäksi monissa aurinkokennoissa on pieniä määriä myrkyllistä metallikadmiumia ja paristoja Tuotetun sähkön varastointiin tarvittavat aineet voivat sisältää joukkoa muita raskasmetalleja ja vaarallisia aineita. Aurinkotekniikan kehittyessä valmistajat saattavat pystyä siirtymään pois näistä mahdollisesti vaarallisista aineista, mutta toistaiseksi heillä on muuten vaikuttava ekologinen hyöty aurinkoenergialla.