השפעות חיוביות של אנרגיה סולארית

קרינת השמש הינה בסיסית לחיים על פני כדור הארץ, ומספקת אספקה ​​בלתי פוסקת של אנרגיה המתדלקת כמעט כל מערכת אקולוגית על פני כדור הארץ. מעבר לאפשר קיומנו, אנרגיה מהשמש משכה מזה עשרות שנים תשומת לב כאלטרנטיבה נקייה ומתחדשת לדלקים מאובנים. אף כי כיום היא מספקת רק חלק קטן מהאנרגיה הגלובלית, תעשיית השמש היא מרכיב המתרחב במהירות בענף האנרגיה המתחדשת. בעוד הוויכוח בהחלט נמשך על העלות, המעשיות והביצועים של מתקנים סולאריים בקנה מידה תעשייתי, הטכנולוגיה מציעה הבטחה רבה כמקור אנרגיה בר קיימא.

השמש מייצרת אנרגיה באמצעות היתוך תרמו גרעיני בליבה; אנרגיה זו משתחררת מהכוכב כנייטרינים וקרינה אלקטרומגנטית, או שמש. לאחר הפלגה של כ- 8 דקות על פני שטח של כ -150 מיליון ק"מ (93,000,000 מייל) של שטח, כחצי טריליון של קרינת השמש שמייצרת השמש מגיעה לכדור הארץ. האווירה משקפת כ -29 אחוז מהאנרגיה הנכנסת הזו וסופגת כ -23 אחוזים. כ -48 אחוזים מגיעים לפני כדור הארץ. אורגניזמים פוטוסינתטיים, כמו צמחים ירוקים, משתמשים באנרגיה זו לייצור פחמימות מפחמן וממים. תהליך זה מתרגם את קרינת השמש לצורה הניתנת לשימוש על ידי יצורים חיים אחרים.

הטכנולוגיה הסולארית המודרנית מחולקת לקטגוריות פסיביות ופעילות. אנרגיה סולארית פסיבית מנצלת את החום או את אור השמש באופן ישיר, כמו בבניין שנועד לספק אור טבעי. טכנולוגיה סולארית פעילה כוללת מערכות פוטו-וולטאיות ומערכות סולאריות. מתקן פוטו וולטאי מייצר חשמל מאור השמש באמצעות מוליך למחצה, חומר המייצר מטען חשמלי כאשר פוטונים סולאריים מלהיבים את האלקטרונים שלו. מערכות אנרגיה תרמית סולארית מתרכזות ומתעלות חום סולארי, למטרות חימום בבית או לתדלוק גנרטורים חשמליים המופעלים בקיטור. ברמה רחבה יותר, קרינה מהשמש היא גם המניע האולטימטיבי של מקורות אנרגיה רבים אחרים. שרידי אורגניזמים המופעלים על ידי אור השמש מהווים פחם ופחמימנים, למשל, וחימום סולארי דיפרנציאלי של כדור הארץ מסייע לדרבן את האוויר ואת זרמי מים טפח באנרגיית הרוח והגלים.

שריפת דלקים מאובנים מכניסה לאטמוספירה גזי חממה כמו פחמן דו חמצני ומתאן. גזים אלה נקראים כך מכיוון שהם סופגים קרינת גל ארוכה יוצאת מכדור הארץ ונחשבים כמגבירים את הטמפרטורות הגלובליות - תהליך דומה במקצת לתפקוד החממה. שימוש באנרגיה סולארית אינו פולט גזי חממה, אם כי פליטה יכולה לנבוע מייצור והתקנה של טכנולוגיה סולארית. הערכה שפורסמה על ידי סוכנות האנרגיה הבינלאומית משנת 2014 העלתה כי מערכות אנרגיה פוטו-וולטאיות ותרמיות עלולות להוות מקור הגדול ביותר לחשמל העולמי עד שנת 2050. סוכנות חשבה כי תרחיש זה יכול למנוע יותר מ -6 מיליארד טונות של פליטת פחמן דו-חמצני שנתי באותה שנה.

בהשוואה למאגרי דלק מאובנים, הסופיים בסדרי הזמן האנושיים, קרינת השמש היא משאב מתחדש בקנה מידה יוצא דופן. כפי שציין IEA בדו"ח משנת 2011, "אנרגיה סולארית היא משאב האנרגיה הגדול ביותר על פני כדור הארץ - והיא בלתי נדלית." כמות האנרגיה הסולארית שנתקבל על ידי כדור הארץ בשנה עולה על האנרגיה שנצברה ממקורות נפט, גז טבעי, פחם וגרעין בהיסטוריה של האנושות. הכמות שקיבל הפלנטה בשעה גדולה מכל צריכת האנרגיה השנתית של העולם. מכיוון שמתקנים סולאריים יכולים להתפשט בצורה כה רחבה, ומכיוון שהם מורכבים ממכשירים נפרדים רבים, הם מוגנים טוב יותר מפני הפרעה אירועים כמו סופות, שיכולות להפיל כוח לאוכלוסיות גדולות על ידי פגיעה בגנרטור או תחנת שנאים אחת בלבד בחשמל מרכזי רֶשֶׁת. ומכיוון שטכנולוגיות סולאריות רבות משתמשות במים פחות מאשר דלקים מאובנים או תחנות כוח גרעיניות, הן עשויות להיות עמידות יותר לנוכח בצורת.

אנרגיית השמש היא מאוד מודולרית - מורכבת ממתקנים בודדים רבים שניתן לקשר ביניהם - ויכולים להיות מיושם בהיקפים רבים, החל מייצור מבוזר דרך פאנלים סולאריים על הגג ועד למפעל תרמי בקנה מידה שימושי. החל משנת 2014, מפעל גנרטור תרמי רחב היקף בקליפורניה, מערכת ייצור החשמל הסולארי איוונפה, הוא תחנת הכוח הגדולה ביותר בעולם. יש לו יכולת עליונה - שלא להתבלבל עם נתוני ייצור בפועל - של 393 מגה וואט, או מספיק חשמל לשרת 94,400 משקי בית ממוצעים בארצות הברית. לאחר ההתקנה, הטכנולוגיה הסולארית נוטה גם להיות תחזוקה נמוכה. הגדרות שמש מקומיות מאוד, בינתיים, יכולות לעבוד היטב באזורים כפריים או מתפתחים שבהם אנרגיית הרשת אינה זמינה, לא אמינה או יקרה מאוד.

טכנולוגיה סולארית פעילה, כמו גנרטורים של איוונפה, דורשת בדרך כלל השקעה ראשונית משמעותית, אך עלויות התפעול נמוכות והדלק - האור והחום מהשמש - הם בחינם. באמצעות שיפורים טכנולוגיים, הרחבת שווקים וסובסידיות ותמריצים ממשלתיים, עלויות הטכנולוגיה הסולאריות ירדו בשנים האחרונות. בשנת 2014, משרד האנרגיה האמריקני ציין כי עלות הפאנלים הפוטו-וולטאיים ירדה במחירם ב -50% בשלוש השנים האחרונות. בהשוואה לתנודות המחירים ההפכפכות האופייניות לדלקים מאובנים - הנובעות ממתח פוליטי, סכסוכים ואחרים. גורמים אזוריים - סולארי מציע פוטנציאל לעלויות אנרגיה יציבות יותר, מה שמיטיב עם הצרכנים וגם השירותים. יתר על כן, בתים או עסקים במקומות מרוחקים שמתמודדים עם הוצאות תלולות שמקבלים אנרגיה רשת מרכזית עשויה לחסוך כסף על ידי מעבר לרשת עם סולארית בקנה מידה קטן התקנות.

אנרגיה מתחדשת באופן כללי נחשבת לעצימת עבודה רבה יותר מגזרת הדלקים המאובנים, ובכך מסוגלת לתמוך במשרות רבות יותר ליחידת אנרגיה המיוצרת. על פי מפקד מפקדי השמש הסולאריים של קרן סולאר בשנת 2013, יותר מ -142,000 איש עבדו בתעשיית השמש בארצות הברית בשנת 2013 - עלייה של כ -20% לעומת 2011. ניתוח איגוד מדענים מודאגים משנת 2009 העלה כי האם ארצות הברית תייצר לפחות 25 אחוז מהחשמל ממקורות מתחדשים עד שנת 2025, המאמץ עלול לגרום ליותר מפי שלושה ממספר המשרות החדשות כפי שייווצרו על ידי הסתמכות על דלקים מאובנים בלבד עבור המקבילה הפקה.

מעבר לפליטת גזי חממה, בעירה של דלקים מאובנים עלולה לזהם אוויר ומים, ולהשפיע לרעה על בריאות האדם בקנה מידה מקומי ואזורי. איחוד המדענים המודאגים בודק את ההשלכות הכלכליות של בעיות בריאות כאלה בארצות הברית בין $ 361.7 ל- 886.5 מיליארד דולר. אנרגיה סולארית, לעומת זאת, אינה מזהמת. הטכנולוגיה יכולה גם לצמצם את זיהום הרעש הקשור לייצור אנרגיה; מתקנים סולאריים פוטו-וולטאיים למעשה שקטים. הם נחשבים בטוחים לבני אדם לפעולה וככל הנראה שהם לא מייצרים כמויות קרינה מסוכנות. ניתן להשתמש באנרגיה סולארית גם לטיפול או לטיהור מי שתייה, תועלת משמעותית לבריאות הציבור בעולם המתפתח.

בהשוואה למקורות אנרגיה פוטנציאליים אחרים, אור השמש הוא משאב זמין באופן אוניברסלי, אם כי הוא משתנה באופן גיאוגרפי ועונתי בכמותו ובעוצמתו. מיצוי של אספקת אנרגיה מקומית כזו שעשויה להניב יכול להפחית את התלות של המדינה במקורות אנרגיה זרים. יתר על כן, כמו שמערכת אנרגיה מבוזרת מוגנת טוב יותר מאסונות טבע, היא גם פחות פגיעה מרשת חשמל מרכזית להתקפות טרור.