Efek Positif Energi Matahari

Radiasi matahari sangat penting bagi kehidupan di Bumi, menyediakan pasokan energi tanpa henti yang menjadi bahan bakar hampir setiap ekosistem di planet ini. Selain memungkinkan keberadaan kita, energi dari matahari selama beberapa dekade telah menarik perhatian sebagai alternatif bahan bakar fosil yang bersih dan terbarukan. Meskipun saat ini hanya memasok sebagian kecil dari energi global, industri surya merupakan komponen yang berkembang pesat dari sektor energi terbarukan. Sementara perdebatan terus berlanjut mengenai biaya, kepraktisan, dan kinerja instalasi surya skala industri, teknologi ini menawarkan banyak janji sebagai sumber energi yang berkelanjutan.

Matahari menghasilkan energi melalui fusi termonuklir di intinya; energi ini dilepaskan dari bintang sebagai neutrino dan radiasi elektromagnetik, atau matahari. Setelah perjalanan sekitar 8 menit melintasi 150 juta kilometer (93.000.000 mil) ruang angkasa, sekitar setengah triliun radiasi matahari yang dihasilkan oleh matahari mencapai Bumi. Atmosfer memantulkan sekitar 29 persen energi yang masuk ini dan menyerap sekitar 23 persen. Sekitar 48 persen mencapai permukaan bumi. Organisme fotosintesis, seperti tumbuhan hijau, menggunakan energi ini untuk memproduksi karbohidrat dari karbon dan air. Proses ini menerjemahkan radiasi matahari menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh makhluk hidup lainnya.

Teknologi surya modern dibagi menjadi kategori pasif dan aktif. Energi matahari pasif memanfaatkan panas atau cahaya matahari secara langsung, seperti pada bangunan yang dirancang untuk memberikan cahaya alami. Teknologi surya aktif termasuk sistem fotovoltaik dan solar-termal. Sebuah instalasi fotovoltaik menghasilkan listrik dari sinar matahari menggunakan semikonduktor, bahan yang menghasilkan muatan listrik ketika foton matahari mengeksitasi elektronnya. Sistem energi panas matahari berkonsentrasi dan menyalurkan panas matahari, baik untuk keperluan pemanasan di rumah atau untuk bahan bakar generator listrik bertenaga uap skala industri. Pada tingkat yang lebih luas, radiasi dari matahari juga merupakan pendorong utama dari banyak sumber energi lainnya. Sisa-sisa organisme yang ditenagai oleh sinar matahari menyusun batu bara dan hidrokarbon, misalnya, dan pemanasan matahari yang berbeda dari planet ini membantu memacu udara dan arus air disadap melalui energi angin dan gelombang.

Pembakaran bahan bakar fosil membawa gas rumah kaca seperti karbon dioksida dan metana ke atmosfer. Gas-gas ini dinamakan demikian karena menyerap radiasi gelombang panjang yang keluar dari planet ini dan dianggap meningkatkan suhu global -- sebuah proses yang agak mirip dengan fungsi rumah kaca. Menggunakan energi surya tidak memancarkan gas rumah kaca, meskipun emisi dapat dihasilkan dari produksi dan pemasangan teknologi surya. Sebuah penilaian tahun 2014 yang diterbitkan oleh Badan Energi Internasional menunjukkan bahwa sistem energi fotovoltaik dan termal berpotensi menjadi sumber listrik global terbesar pada tahun 2050. Skenario ini, menurut perkiraan badan tersebut, dapat mencegah lebih dari 6 miliar ton emisi karbon dioksida tahunan pada tahun itu.

Dibandingkan dengan cadangan bahan bakar fosil, yang terbatas pada skala waktu manusia, radiasi matahari adalah sumber daya terbarukan dengan skala luar biasa. Seperti yang dicatat oleh IEA dalam laporan tahun 2011, “Energi matahari adalah sumber energi terbesar di Bumi -- dan tidak akan habis-habisnya.” Jumlah energi matahari solar diterima oleh Bumi dalam satu tahun melebihi energi yang telah dikumpulkan dari minyak, gas alam, batu bara dan sumber nuklir dalam sejarah manusia. Jumlah yang diterima oleh planet ini dalam satu jam lebih besar dari konsumsi energi tahunan seluruh dunia. Karena fasilitas tenaga surya dapat tersebar luas, dan karena terdiri dari banyak perangkat terpisah, fasilitas ini lebih terlindungi dari gangguan peristiwa seperti badai, yang dapat mematikan listrik untuk populasi besar dengan merusak hanya satu generator atau stasiun transformator di listrik terpusat kisi. Dan karena banyak teknologi surya menggunakan lebih sedikit air daripada bahan bakar fosil atau pembangkit listrik tenaga nuklir, mereka mungkin juga lebih tangguh dalam menghadapi kekeringan.

Energi surya sangat modular -- terdiri dari banyak instalasi individu yang dapat dihubungkan bersama -- dan dapat diimplementasikan pada banyak skala, dari pembangkitan terdistribusi melalui panel surya atap hingga pembangkit termal skala utilitas. Pada 2014, pembangkit listrik termal skala besar di California, Sistem Pembangkit Listrik Tenaga Surya Ivanpah, adalah pembangkit listrik terkonsentrasi terbesar di dunia. Ini memiliki kapasitas tertinggi - jangan bingung dengan angka pembangkitan aktual - 393 megawatt, atau listrik yang cukup untuk melayani 94.400 rumah tangga rata-rata di Amerika Serikat. Setelah dipasang, teknologi surya juga cenderung rendah perawatannya. Pengaturan surya yang sangat terlokalisasi, sementara itu, dapat bekerja dengan baik di daerah pedesaan atau berkembang di mana energi jaringan tidak tersedia, tidak dapat diandalkan atau sangat mahal.

Teknologi surya aktif, seperti generator Ivanpah, biasanya membutuhkan investasi awal yang signifikan, tetapi biaya operasionalnya rendah dan bahan bakarnya -- cahaya dan panas dari matahari -- gratis. Melalui perbaikan teknologi, perluasan pasar dan subsidi dan insentif pemerintah, biaya teknologi surya telah menurun dalam beberapa tahun terakhir. Pada tahun 2014, Departemen Energi AS mencatat bahwa biaya panel fotovoltaik telah turun harga sebesar 50 persen selama tiga tahun sebelumnya. Dibandingkan dengan fluktuasi harga bahan bakar fosil yang fluktuatif -- yang berasal dari ketegangan politik, perselisihan, dan lainnya faktor regional -- surya menawarkan potensi biaya energi yang lebih stabil, yang menguntungkan konsumen serta utilitas. Selain itu, rumah atau bisnis di lokasi terpencil yang menghadapi pengeluaran besar memperoleh energi dari jaringan terpusat mungkin dapat menghemat uang dengan mematikan jaringan dengan tenaga surya skala kecil instalasi.

Energi terbarukan secara umum dianggap lebih padat karya daripada sektor bahan bakar fosil, dan dengan demikian mampu mendukung lebih banyak pekerjaan per unit energi yang dihasilkan. Menurut Sensus Pekerjaan Tenaga Surya Nasional 2013 dari Solar Foundation, lebih dari 142.000 orang bekerja di industri tenaga surya Amerika Serikat pada tahun 2013 -- meningkat sekitar 20 persen dari tahun 2011. Analisis Union of Concerned Scientists tahun 2009 menyarankan bahwa, apakah Amerika Serikat akan menghasilkan setidaknya 25 persen listriknya dari sumber terbarukan? pada tahun 2025, upaya tersebut dapat menghasilkan lebih dari tiga kali lipat jumlah pekerjaan baru seperti yang akan diciptakan dengan mengandalkan bahan bakar fosil saja untuk jumlah yang setara. produksi.

Selain memancarkan gas rumah kaca, pembakaran bahan bakar fosil dapat mencemari udara dan air, yang berdampak buruk bagi kesehatan manusia pada skala lokal dan regional. Persatuan Ilmuwan Peduli mengukur dampak ekonomi dari masalah kesehatan semacam itu di Amerika Serikat antara $361,7 dan $886,5 miliar. Energi surya, sebaliknya, tidak menimbulkan polusi. Teknologi ini juga dapat mengurangi polusi suara yang terkait dengan pembangkit energi; instalasi surya fotovoltaik pada dasarnya diam. Mereka dianggap aman bagi manusia untuk beroperasi dan tidak mungkin menghasilkan jumlah radiasi yang berbahaya. Energi matahari juga dapat digunakan untuk mengolah atau memurnikan air minum, manfaat kesehatan masyarakat yang signifikan di negara berkembang.

Dibandingkan dengan sumber energi potensial lainnya, sinar matahari adalah sumber daya yang tersedia secara universal, meskipun tentu saja bervariasi secara geografis dan musiman dalam jumlah dan intensitas. Memanfaatkan pasokan energi domestik yang berpotensi produktif dapat mengurangi ketergantungan suatu negara pada sumber energi asing. Selain itu, seperti halnya sistem energi terdistribusi yang lebih terlindungi dari bencana alam, sistem ini juga tidak terlalu rentan dibandingkan dengan jaringan listrik terpusat terhadap serangan teroris.