Saulės energijos ateitis: kliūtys ir problemos

Saulės energija yra viena perspektyviausių atsinaujinančios energijos technologijų, leidžiančių gaminti elektrą iš laisvų, neišsenkančių saulės spindulių. Daugelis namų savininkų jau pradėjo naudoti saulės energiją, o pietvakariuose stambūs elektros energijos gamybos įrenginiai siūlo saulės privalumus tūkstančiams klientų. Tačiau saulės energija vis dar susiduria su daugybe kliūčių, kol daugumai amerikiečių ji tikrai gali pakeisti iškastinį kurą energijos gamybai.

Viena didžiausių kliūčių plačiai paplitusiai saulės energijai yra saulės intensyvumo svyravimai. Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos duomenimis, saulė suteikia Mojave dykumai beveik dvigubai daugiau energijos nei Ramiojo vandenyno šiaurės vakaruose. Kadangi skydo galia priklauso nuo gaunamos saulės energijos kiekio, tai reiškia, kad saulės energija yra daug geresnis pietvakarių dykumose nei kitose šalies dalyse. Nors saulės kolektorius gali suteikti bent šiek tiek nemokamos elektros energijos bet kurioje šalies vietoje, investicijoms reikės daug daugiau laiko atsipirkti regionuose, kuriuose nėra intensyvios saulės dangos.

Kita saulės energijos kliūtis yra fotoelektros efektyvumas. Jei gyvenate dykumoje, vienas saulės baterijos kvadratinis metras per vieną dieną galėtų gauti daugiau kaip 6 kilovatvalandžių energijos ekvivalentą. Bet saulės kolektorius negali viso to energijos kiekio paversti elektra. Saulės baterijos efektyvumas lemia, kiek tos energijos galima naudoti, ir daugelio 2013 m. Rinkoje esančių komercinių saulės baterijų efektyvumo reitingai yra mažesni nei 25 proc. Kuo skydelis efektyvesnis, tuo brangiau jį gaminti. Jei nebus jokių didelių technologinių šuolių, artimiausiu metu mažai tikėtina, kad efektyvumas viršys 33 proc.

Viena pagrindinių saulės energijos problemų yra patikimumas. Geriausiu atveju saulės kolektorius gali gaminti elektrą 12 valandų per dieną, o didžiausią galią skydelis pasieks tik apie vidurdienį. Saulės sekimo plokštės gali šiek tiek pratęsti šį pagrindinės kartos laikotarpį, tačiau tai vis tiek reiškia, kad plokštės praleidžia labai mažai dienos, kai gamina maksimaliai. Akumuliatoriai gali būti įkraunami per piko generavimą ir naktį išleidžia energiją, tačiau jie gali būti brangus, juose gali būti toksiškų medžiagų ir greitai susidėvėti dėl pakartotinio įkrovimo ir iškrovimo ciklai.

Nors saulės energija nėra išmetama, saulės kolektorių ir susijusių technologijų gamyba gali apimti kai kurias aplinkai nekenksmingas medžiagas. Azoto trifluoridas yra įprastas elektronikos gamybos šalutinis produktas, įskaitant tuos, kurie naudojami saulės elementuose, ir tai yra 17 000 kartų stipresnės šiltnamio efektą sukeliančios dujos nei anglies dioksidas. Be to, daugelyje saulės elementų yra nedidelis toksinio metalo kadmio ir baterijų kiekis reikalingos pagamintai elektrai laikyti, gali būti daugybė kitų sunkiųjų metalų ir pavojingų medžiagų. Tobulėjant saulės technologijoms, gamintojai gali atsisakyti šių potencialiai pavojingų medžiagų, tačiau kol kas jie gauna šiaip įspūdingą saulės energijos teikiamą ekologinę naudą.