Pozitivni učinci sunčeve energije

Solarno zračenje ključno je za život na Zemlji, pružajući neprekidnu opskrbu energijom koja napaja gotovo svaki ekosustav na planeti. Osim što je omogućilo samo naše postojanje, sunčeva energija već desetljećima privlači pažnju kao čista, obnovljiva alternativa fosilnim gorivima. Iako trenutno opskrbljuje samo djelić globalne energije, solarna je industrija komponenta sektora obnovljive energije koja se brzo širi. Iako se rasprava zasigurno nastavlja oko troškova, praktičnosti i performansi solarnih instalacija industrijske razmjere, tehnologija nudi puno obećanja kao održivi izvor energije.

Sunce proizvodi energiju termonuklearnom fuzijom u svojoj jezgri; ta se energija oslobađa od zvijezde kao neutrini i elektromagnetsko, odnosno sunčevo zračenje. Nakon otprilike 8-minutne plovidbe kroz 150 milijuna kilometara (93 000 000 milja) svemira, oko pola trilijuntog sunčevog zračenja koje generira Sunce doseže Zemlju. Atmosfera odražava nekih 29 posto te dolazne energije i apsorbira otprilike 23 posto. Oko 48 posto doseže Zemljinu površinu. Fotosintetski organizmi, poput zelenih biljaka, koriste tu energiju za proizvodnju ugljikohidrata iz ugljika i vode. Ovaj postupak prevodi sunčevo zračenje u oblik koji mogu koristiti druga živa bića.

Suvremena solarna tehnologija podijeljena je u pasivne i aktivne kategorije. Pasivna sunčeva energija izravno iskorištava sunčevu toplinu ili svjetlost, kao u zgradi dizajniranoj za pružanje prirodnog svjetla. Aktivna solarna tehnologija uključuje fotonaponske i solarno-termalne sustave. Fotonaponska instalacija generira električnu energiju iz sunčeve svjetlosti pomoću poluvodiča, materijala koji proizvodi električni naboj kada solarni fotoni pobude svoje elektrone. Solarni sustavi toplinske energije koncentriraju i usmjeravaju sunčevu toplinu, bilo za grijanje u kući ili za pogon električnih generatora na parni pogon industrijske razmjere. Na širem nivou, zračenje od sunca također je glavni pokretač mnogih drugih izvora energije. Ostaci organizama pogođenih sunčevom svjetlošću, na primjer, sastoje se od ugljena i ugljikovodika, a diferencijalno solarno zagrijavanje planeta pomaže potaknuti zrak i vodene struje tapkaju kroz energiju vjetra i valova.

Izgaranje fosilnih goriva u atmosferu uvodi stakleničke plinove poput ugljičnog dioksida i metana. Ti su plinovi tako nazvani jer apsorbiraju odlazeće dugovalno zračenje s planeta i smatra se da povećavaju globalne temperature - postupak donekle sličan funkciji staklenika. Korištenje sunčeve energije ne emitira stakleničke plinove, iako emisije mogu biti rezultat proizvodnje i instalacije solarne tehnologije. Procjena iz 2014. godine koju je objavila Međunarodna energetska agencija sugerira da bi fotonaponski i toplinski energetski sustavi mogli potencijalno predstavljati najveći izvor globalne električne energije do 2050. godine. Taj bi scenarij, računala je agencija, mogao spriječiti više od 6 milijardi tona godišnjih emisija ugljičnog dioksida do te godine.

U usporedbi s rezervama fosilnog goriva, koje su ograničene u ljudskom roku, sunčevo zračenje obnovljivi je izvor izvanrednih razmjera. Kao što IEA primjećuje u izvješću iz 2011. godine, "Sunčeva energija najveći je energetski resurs na Zemlji - i neiscrpna je." Količina sunčeve energije koju je Zemlja primila u godinu dana premašuje energiju koju je u povijesti dobivala nafta, prirodni plin, ugljen i nuklearni izvori čovječanstvo. Količina koju je planet primio za sat vremena veća je od ukupne godišnje potrošnje energije na svijetu. Budući da se solarna postrojenja mogu tako široko raširiti i jer se sastoje od mnogih zasebnih uređaja, bolja su zaštita od ometanja događaji poput oluja, koje mogu isključiti struju velike populacije oštetivši samo jedan generator ili trafo-stanicu u centraliziranoj električnoj energiji rešetka. A budući da mnoge solarne tehnologije troše manje vode od fosilnih goriva ili nuklearnih elektrana, mogle bi biti i otpornije na sušu.

Solarna energija je visoko modularna - sastoji se od mnogih pojedinačnih instalacija koje se mogu povezati - i mogu biti implementiran u mnogim razmjerima, od distribuirane proizvodnje preko krovnih solarnih panela do termoelektrane komunalnih razmjera. Od 2014. godine veliko postrojenje za proizvodnju termogeneratora u Kaliforniji, solarni električni proizvodni sustav Ivanpah, najveća je koncentracijska elektrana na svijetu. Ima najveći kapacitet - koji se ne smije miješati sa stvarnim podacima o proizvodnji - od 393 megavata ili dovoljno električne energije za opsluživanje 94.400 prosječnih kućanstava u Sjedinjenim Državama. Jednom instalirana, solarna tehnologija također ima tendenciju lošeg održavanja. U međuvremenu visoko lokalizirane solarne postavke mogu dobro funkcionirati u ruralnim područjima ili područjima u razvoju gdje je mrežna energija nedostupna, nepouzdana ili skupa.

Aktivna solarna tehnologija, poput generatora Ivanpah, obično zahtijeva značajna početna ulaganja, ali operativni troškovi su niski, a gorivo - svjetlost i toplina od sunca - besplatno. Kroz tehnološka poboljšanja, širenje tržišta i državne subvencije i poticaje, troškovi solarne tehnologije opali su posljednjih godina. 2014. godine američko Ministarstvo energetike primijetilo je da su troškovi fotonaponskih panela pojeftinili za 50 posto tijekom prethodne tri godine. U usporedbi s nestabilnim kolebanjima cijena tipičnim za fosilna goriva - koja proizlaze iz političke napetosti, sukoba i drugih regionalni čimbenici - solarna energija nudi potencijal za stabilnije troškove energije, što koristi potrošačima, kao i komunalnim uslugama. Nadalje, kuće ili tvrtke na udaljenim mjestima koje se suočavaju sa velikim troškovima dobivanja energije centralizirana mreža možda će moći uštedjeti novac isključujući mrežu s malim solarnim solarnim sustavom instalacije.

Obnovljiva energija općenito se smatra radno zahtjevnijom od sektora fosilnih goriva i stoga može podržati više radnih mjesta po jedinici proizvedene energije. Prema Nacionalnom popisu radnih mjesta Solar Foundation iz 2013. godine, više od 142.000 ljudi radilo je u solarnoj industriji Sjedinjenih Država u 2013. - porast od otprilike 20 posto u odnosu na 2011. godinu. Analiza Saveza zabrinutih znanstvenika iz 2009. godine sugerirala je da bi Sjedinjene Države trebale generirati najmanje 25 posto električne energije iz obnovljivih izvora do 2025., napor bi mogao rezultirati više od tri puta većim brojem novih radnih mjesta, koliko bi se stvorilo oslanjanjem samo na fosilna goriva kao ekvivalent proizvodnja.

Osim emisije stakleničkih plinova, sagorijevanje fosilnih goriva može zagađivati ​​zrak i vodu, štetno utječući na ljudsko zdravlje na lokalnoj i regionalnoj razini. Sindikat zabrinutih znanstvenika procjenjuje ekonomske posljedice takvih zdravstvenih problema u Sjedinjenim Državama između 361,7 i 886,5 milijardi američkih dolara. Suprotno tome, sunčeva energija ne zagađuje. Tehnologija također može smanjiti onečišćenje bukom povezano s proizvodnjom energije; fotonaponske solarne instalacije u biti šute. Smatraju se sigurnim za rad ljudi i vjerojatno neće proizvesti opasne količine zračenja. Solarna energija također se može koristiti za liječenje ili pročišćavanje pitke vode, što je značajna korist za javno zdravlje u zemljama u razvoju.

U usporedbi s drugim potencijalnim izvorima energije, sunčeva svjetlost je univerzalno dostupan resurs, iako se, naravno, geografski i sezonski razlikuje u količini i intenzitetu. Kapitalizacija takve potencijalno produktivne domaće opskrbe energijom može smanjiti ovisnost zemlje o stranim izvorima energije. Nadalje, kao što je distribuirani energetski sustav bolje zaštićen od prirodnih katastrofa, tako je i manje osjetljiv na terorističke napade od centralizirane električne mreže.