L'energia solare è una delle tecnologie di energia rinnovabile più promettenti, che consente la generazione di elettricità dalla luce solare gratuita e inesauribile. Molti proprietari di case hanno già iniziato ad adottare l'elettricità solare e gli impianti di generazione di energia su larga scala nel sud-ovest offrono i vantaggi del solare a migliaia di clienti. Ma il solare deve ancora affrontare una serie di ostacoli prima di poter veramente sostituire i combustibili fossili per la produzione di energia per la maggior parte degli americani.
Intensità solare
Uno dei maggiori ostacoli all'adozione diffusa dell'energia solare sono le variazioni nell'intensità solare. Secondo il National Renewable Energy Laboratory, il sole fornisce quasi il doppio di energia al deserto del Mojave rispetto al Pacifico nord-occidentale. Poiché l'output di un pannello dipende dalla quantità di energia solare che riceve, ciò significa che il solare è una fonte di energia molto migliore nei deserti del sud-ovest rispetto ad altre parti del paese. Mentre un pannello solare può fornire almeno un po' di elettricità gratuita ovunque nel paese, l'investimento impiegherà molto più tempo a ripagarsi da solo nelle regioni senza un'intensa copertura solare.
Efficienza
Un altro ostacolo all'elettricità solare è l'efficienza fotovoltaica. Se vivi nel deserto, un singolo metro quadrato di pannello solare potrebbe ricevere l'equivalente di più di 6 chilowattora di energia nel corso di un solo giorno. Ma un pannello solare non può convertire l'intera quantità di energia in elettricità. L'efficienza di un pannello solare determina la quantità di energia utilizzabile e la maggior parte dei pannelli solari commerciali sul mercato nel 2013 ha livelli di efficienza inferiori al 25%. Più un pannello è efficiente, più è costoso da produrre. Salvo grandi progressi tecnologici, nel prossimo futuro è improbabile che le valutazioni di efficienza oltre il 33 percento.
Affidabilità
Uno dei problemi principali dell'energia solare è l'affidabilità. Nella migliore delle ipotesi, un pannello solare può produrre elettricità per 12 ore al giorno e un pannello raggiungerà il picco di potenza solo per un breve periodo intorno a mezzogiorno. Il monitoraggio dei pannelli che seguono il sole può prolungare in qualche modo questo periodo di prima generazione, ma significa comunque che i pannelli trascorrono molto poco della giornata producendo alla massima capacità. Le batterie di accumulatori possono caricarsi durante i picchi di generazione e fornire un po' di energia durante la notte, ma... può essere costoso, contenere materiali tossici e consumarsi rapidamente a causa di ripetute cariche e scariche cicli.
Effetti ambientali
Sebbene la generazione solare sia priva di emissioni, la produzione di pannelli solari e le relative tecnologie possono coinvolgere alcune sostanze dannose per l'ambiente. Il trifluoruro di azoto è un sottoprodotto comune della produzione di componenti elettronici, compresi quelli utilizzati nelle celle solari, ed è un gas serra 17.000 volte più potente dell'anidride carbonica. Inoltre, molte celle solari contengono piccole quantità di cadmio metallico tossico e le batterie necessaria per immagazzinare l'elettricità generata può contenere una miriade di altri metalli pesanti e pericolosi sostanze. Man mano che la tecnologia solare migliora, i produttori potrebbero essere in grado di allontanarsi da queste sostanze potenzialmente pericolose, ma per ora rovinano i vantaggi ecologici altrimenti impressionanti offerti dall'energia solare.