太陽放射は地球上の生命の基本であり、地球上のほぼすべての生態系に燃料を供給する絶え間ないエネルギーの供給を提供します。 私たちの存在そのものを可能にするだけでなく、太陽からのエネルギーは、化石燃料に代わるクリーンで再生可能な代替エネルギーとして、何十年にもわたって注目を集めてきました。 現在、それは世界のエネルギーのほんの一部しか供給していませんが、太陽光産業は再生可能エネルギー部門の急速に拡大している要素です。 産業規模の太陽光発電設備のコスト、実用性、性能については確かに議論が続いていますが、この技術は持続可能なエネルギー源として大きな期待を寄せています。
地球上の太陽エネルギー
太陽はその核の熱核融合によってエネルギーを生み出します。 このエネルギーは、ニュートリノと電磁放射、または太陽放射として星から放出されます。 1億5000万キロメートル（93,000,000マイル）の宇宙を約8分間航海した後、太陽によって生成された太陽放射の約5億分の1が地球に到達します。 大気はこの入ってくるエネルギーの約29％を反射し、約23％を吸収します。 約48パーセントが地球の表面に到達します。 緑の植物などの光合成生物は、このエネルギーを使用して炭素と水から炭水化物を製造します。 このプロセスは、太陽放射を他の生物が使用できる形に変換します。
電気のための太陽エネルギー
現代のソーラー技術は、パッシブとアクティブのカテゴリに分けられます。 パッシブ太陽エネルギーは、自然光を提供するように設計された建物のように、太陽の熱または光を直接利用します。 アクティブソーラーテクノロジーには、太陽光発電システムと太陽熱システムが含まれます。 太陽光発電設備は、太陽光子が電子を励起すると電荷を生成する材料である半導体を使用して、太陽光から電気を生成します。 太陽熱エネルギーシステムは、家庭での暖房目的で、または産業規模の蒸気発電機に燃料を供給するために、太陽熱を集中させて運びます。 より広いレベルでは、太陽からの放射は他の多くのエネルギー源の究極の推進力でもあります。 たとえば、太陽光を動力源とする生物の残骸は石炭や炭化水素を構成し、惑星の太陽熱の差は空気を刺激し、 水流 風と波のエネルギーを利用しました。
温室効果ガス排出量の削減
化石燃料を燃やすと、二酸化炭素やメタンなどの温室効果ガスが大気中に放出されます。 これらのガスは、惑星からの長波放射を吸収し、地球の気温を上昇させると考えられているため、そのように名付けられています。これは、温室の機能にいくぶん似ているプロセスです。 太陽エネルギーの使用は温室効果ガスを排出しませんが、排出は太陽技術の生産と設置から生じる可能性があります。 国際エネルギー機関が発表した2014年の評価では、太陽光発電と熱エネルギーシステムが2050年までに世界最大の電力源になる可能性があることが示唆されました。 このシナリオは、その年までに年間60億トン以上の二酸化炭素排出を防ぐことができると当局は考えています。
より持続可能で回復力のある
人間のタイムスケールで有限である化石燃料の埋蔵量と比較して、太陽放射は並外れた規模の再生可能な資源です。 IEAが2011年の報告書で述べているように、「太陽エネルギーは地球上で最大のエネルギー資源であり、無尽蔵です。」 太陽エネルギーの量 地球が1年で受け取るエネルギーは、石油、天然ガス、石炭、原子力の歴史の中で得られたエネルギーを上回っています。 人類。 地球が1時間に受け取る量は、地球全体の年間エネルギー消費量よりも多くなります。 ソーラー施設は非常に広範囲に分散する可能性があり、多くの個別のデバイスで構成されているため、破壊的なものからより適切に保護されます 暴風雨のようなイベント。集中電力で1つの発電機または変電所に損傷を与えるだけで大勢の人々に電力を供給することができます グリッド。 また、多くの太陽光技術は、化石燃料や原子力発電所よりも使用する水が少ないため、干ばつに直面しても回復力が高い可能性があります。
用途が広く、メンテナンスが少なく、柔軟性があります
太陽エネルギーは高度にモジュール化されており、相互にリンクできる多数の個別の設備で構成されています。 分散型電源から屋上ソーラーパネル、ユーティリティ規模の火力発電所まで、さまざまな規模で導入されています。 2014年現在、カリフォルニアの大規模な熱電発電所であるIvanpah Solar Electric Generating Systemは、世界最大の集光型発電所です。 それは、393メガワットの最大容量（実際の発電量と混同しないでください）、または米国の平均94,400世帯にサービスを提供するのに十分な電力を持っています。 設置されると、ソーラー技術もメンテナンスが少なくなる傾向があります。 一方、高度にローカライズされた太陽光発電のセットアップは、グリッドエネルギーが利用できない、信頼できない、または非常に高価な地方または開発途上地域でうまく機能します。
コスト面でのメリット
Ivanpah発電機などのアクティブソーラー技術は、通常、多額の初期投資を必要としますが、運用コストは低く、燃料（太陽からの光と熱）は無料です。 技術の改善、市場の拡大、政府の補助金やインセンティブを通じて、ソーラー技術のコストは近年減少しています。 2014年、米国エネルギー省は、太陽光発電パネルのコストが過去3年間で50％下落したと指摘しました。 化石燃料に典型的な不安定な価格変動と比較して-政治的緊張、争いなどに起因する 地域的要因-太陽光は、より安定したエネルギーコストの可能性を提供し、消費者と公益事業者に利益をもたらします。 さらに、エネルギーを得るための高額な費用に直面している遠隔地の家や企業 集中型ネットワークは、小規模な太陽光発電でオフグリッドにすることでコストを節約できる可能性があります インストール。
ソーラーセクターの仕事
再生可能エネルギーは一般に、化石燃料部門よりも労働集約的であると考えられており、したがって、生産されるエネルギーの単位あたりにより多くの仕事をサポートすることができます。 SolarFoundationの2013National Solar Jobs Censusによると、2013年には142,000人以上が米国の太陽光発電業界で働いていました。これは2011年から約20％の増加です。 2009年の憂慮する科学者同盟の分析によると、米国は再生可能エネルギー源から電力の少なくとも25パーセントを生成していました。 2025年までに、この努力により、同等の化石燃料のみに依存することによって生み出される新しい雇用の3倍以上の数がもたらされる可能性があります。 製造。
人間の健康と安全
化石燃料の燃焼は、温室効果ガスの排出だけでなく、空気や水を汚染し、地域や地域の規模で人間の健康に悪影響を与える可能性があります。 憂慮する科学者同盟は、米国におけるそのような健康問題の経済的影響を3,617億ドルから8,865億ドルの間と評価しています。 対照的に、太陽エネルギーは無公害です。 この技術は、エネルギー生成に関連する騒音公害を削減することもできます。 太陽光発電設備は本質的に静かです。 それらは人間が操作するのに安全であり、危険な量の放射線を生成する可能性は低いと考えられています。 太陽エネルギーは、飲料水を処理または浄化するためにも使用できます。これは、発展途上国における重要な公衆衛生上の利点です。
エネルギーの独立と国家安全保障
他の潜在的なエネルギー源と比較して、太陽光は普遍的に利用可能な資源ですが、もちろん地理的および季節的に量と強度が異なります。 このような潜在的に生産的な国内のエネルギー供給を利用することで、国の外国のエネルギー源への依存を減らすことができます。 さらに、分散型エネルギーシステムが自然災害からより適切に保護されるのと同様に、集中型電力網よりもテロ攻撃に対する脆弱性が低くなります。