Saules enerģijas pozitīvā ietekme

Saules starojums ir būtisks dzīvībai uz Zemes, nodrošinot nemitīgu enerģijas piegādi, kas nodrošina degvielu gandrīz visām ekosistēmām uz planētas. Līdztekus mūsu pastāvēšanas iespējamībai, saules enerģija gadu desmitiem ir piesaistījusi uzmanību kā tīra, atjaunojama fosilā kurināmā alternatīva. Lai gan pašlaik tā nodrošina tikai nelielu daļu pasaules enerģijas, saules enerģija ir strauji augoša atjaunojamās enerģijas nozares sastāvdaļa. Lai gan debates noteikti turpinās par rūpnieciska mēroga saules iekārtu izmaksām, praktiskumu un veiktspēju, tehnoloģija piedāvā daudz solījumu kā ilgtspējīgs enerģijas avots.

Saule ražo enerģiju, izmantojot kodolsintēzi tās kodolā; šī enerģija tiek atbrīvota no zvaigznes kā neitrino un elektromagnētiskais vai saules starojums. Pēc apmēram 8 minūšu ilga brauciena pa 150 miljoniem kilometru (93 000 000 jūdzes) kosmosa Zemi sasniedz aptuveni puse triljona daļa no saules radītā saules starojuma. Atmosfēra atspoguļo aptuveni 29 procentus no šīs ienākošās enerģijas un absorbē aptuveni 23 procentus. Aptuveni 48 procenti sasniedz Zemes virsmu. Fotosintētiskie organismi, piemēram, zaļie augi, šo enerģiju izmanto ogļhidrātu ražošanai no oglekļa un ūdens. Šis process pārvērš saules starojumu formā, kuru var izmantot citas dzīvās būtnes.

Mūsdienu saules tehnoloģija ir sadalīta pasīvās un aktīvās kategorijās. Pasīvā saules enerģija tieši izmanto saules siltumu vai gaismu, tāpat kā ēkā, kas paredzēta dabiskās gaismas nodrošināšanai. Aktīvā saules tehnoloģija ietver fotoelementu un saules siltuma sistēmas. Fotoelektriskā iekārta ģenerē elektrību no saules gaismas, izmantojot pusvadītāju - materiālu, kas rada elektrisko lādiņu, kad saules fotoni uzbudina savus elektronus. Saules siltuma enerģijas sistēmas koncentrē un novirza saules siltumu, vai nu apkures vajadzībām mājās, vai arī rūpnieciskā mēroga tvaika darbināmu elektrisko ģeneratoru kurināšanai. Plašākā līmenī saules starojums ir arī daudzu citu enerģijas avotu galvenais virzītājspēks. Organismu paliekas, ko darbina saules gaisma, veido, piemēram, ogles un ogļūdeņražus, un diferenciālā Saules sildīšana uz planētas palīdz stimulēt gaisu un ūdens straumes caur vēja un viļņu enerģiju.

Dedzinot fosilo degvielu, atmosfērā nonāk siltumnīcefekta gāzes, piemēram, oglekļa dioksīds un metāns. Šīs gāzes ir tā sauktas, jo tās absorbē no planētas izejošo garo viļņu starojumu un tiek uzskatīts, ka tās paaugstina globālo temperatūru - process ir nedaudz līdzīgs siltumnīcas funkcijai. Izmantojot saules enerģiju, neizdalās siltumnīcefekta gāzes, lai gan emisijas var rasties saules tehnoloģijas ražošanas un uzstādīšanas rezultātā. Starptautiskās enerģētikas aģentūras publicētais 2014. gada novērtējums liecina, ka fotoelementu un siltumenerģijas sistēmas līdz 2050. gadam potenciāli varētu būt lielākais globālās elektroenerģijas avots. Šis scenārijs, pēc aģentūras domām, līdz šim gadam varētu novērst vairāk nekā 6 miljardus tonnu oglekļa dioksīda emisiju gadā.

Saules starojums, salīdzinot ar fosilā kurināmā rezervēm, kas cilvēka laikā ir ierobežotas, ir ārkārtīgi liela atjaunojamais resurss. Kā IEA atzīmē 2011. gada ziņojumā, “Saules enerģija ir lielākais enerģijas resurss uz Zemes - un tā ir neizsmeļama”. Saules enerģijas daudzums gadā saņemtā Zeme pārsniedz enerģiju, kas ir iegūta no naftas, dabasgāzes, oglēm un kodolenerģijas avotiem cilvēce. Planētas stundas laikā saņemtais daudzums ir lielāks nekā pasaules globālais enerģijas patēriņš. Tā kā Saules iekārtas var būt tik plaši izplatītas un tās veido daudzas atsevišķas ierīces, tās ir labāk aizsargātas pret traucējošiem tādi notikumi kā vētras, kas var izsist enerģiju lielām populācijām, sabojājot tikai vienu ģeneratoru vai transformatoru staciju centralizētā elektrības režģis. Tā kā daudzās saules tehnoloģijās tiek patērēts mazāk ūdens nekā fosilā kurināmā vai atomelektrostacijās, sausuma apstākļos tās var būt arī izturīgākas.

Saules enerģija ir ļoti modulāra - sastāv no daudzām atsevišķām instalācijām, kuras var savienot kopā - un var būt īsteno daudzos mērogos, sākot no sadalītas ražošanas, izmantojot jumta saules paneļus, līdz lietderības mēroga termoelektrostacijai. Kopš 2014. gada liela mēroga siltuma ģeneratoru rūpnīca Kalifornijā, Ivanpah Solar Electric Generating System, ir pasaulē lielākā koncentrējošā elektrostacija. Tā maksimālā jauda - nejaucot to ar faktisko ražošanas apjomu - ir 393 megavati vai pietiekami daudz elektrības, lai apkalpotu 94 400 vidējo mājsaimniecību ASV. Kad saules tehnoloģija ir uzstādīta, tai ir arī maz uzturēšanas nepieciešamība. Tikmēr ļoti lokalizēti saules uzstādījumi var labi darboties lauku vai jaunattīstības rajonos, kur tīkla enerģija nav pieejama, neuzticama vai ļoti dārga.

Aktīvās saules tehnoloģijas, piemēram, Ivanpah ģeneratori, parasti prasa ievērojamus sākotnējos ieguldījumus, taču ekspluatācijas izmaksas ir zemas, un degviela - saules gaisma un siltums - ir brīva. Pateicoties tehnoloģiskiem uzlabojumiem, tirgu paplašināšanai un valdības subsīdijām un stimuliem, pēdējos gados saules enerģijas tehnoloģiju izmaksas ir samazinājušās. 2014. gadā ASV Enerģētikas departaments atzīmēja, ka fotogalvanisko paneļu izmaksas iepriekšējo trīs gadu laikā ir samazinājušās par 50 procentiem. Salīdzinājumā ar fosilajam kurināmajam raksturīgajām svārstīgajām cenu svārstībām, kas izriet no politiskās spriedzes, nesaskaņām un citiem reģionālie faktori - saules enerģija piedāvā stabilākas enerģijas izmaksas, kas nāk par labu gan patērētājiem, gan komunālajiem uzņēmumiem. Turklāt mājas vai uzņēmumi attālās vietās, kuriem rodas lieli izdevumi, iegūstot enerģiju centralizēts tīkls var ietaupīt naudu, pārejot no tīkla uz maza mēroga saules enerģiju instalācijas.

Atjaunojamā enerģija kopumā tiek uzskatīta par darbietilpīgāku nekā fosilā kurināmā nozare, un tādējādi tā spēj atbalstīt vairāk darbavietu uz saražotās enerģijas vienību. Saskaņā ar Saules fonda 2013. gada Nacionālo saules darba skaitīšanu 2013. gadā Amerikas Savienoto Valstu saules nozarē strādāja vairāk nekā 142 000 cilvēku - pieaugums par aptuveni 20 procentiem salīdzinājumā ar 2011. gadu. 2009. gada satraukto zinātnieku savienības analīze liecina, ka, ja ASV vismaz 25 procentus no savas elektroenerģijas saražotu no atjaunojamiem avotiem līdz 2025. gadam centieni varētu radīt vairāk nekā trīs reizes lielāku jaunu darba vietu skaitu, kāds tiktu radīts, ekvivalentam paļaujoties tikai uz fosilo kurināmo. ražošana.

Papildus siltumnīcefekta gāzu izmešanai fosilā kurināmā sadedzināšana var piesārņot gaisu un ūdeni, vietējā un reģionālā mērogā nelabvēlīgi ietekmējot cilvēku veselību. Satraukto zinātnieku savienība šādu veselības problēmu ekonomisko ietekmi Amerikas Savienotajās Valstīs novērtē no 361,7 līdz 886,5 miljardiem ASV dolāru. Turpretī Saules enerģija nepiesārņo. Šī tehnoloģija var arī samazināt trokšņa piesārņojumu, kas saistīts ar enerģijas ražošanu; fotogalvaniskās saules enerģijas iekārtas klusē. Tie tiek uzskatīti par drošiem cilvēku darbībai un maz ticams, ka tie radīs bīstamu radiācijas daudzumu. Saules enerģiju var izmantot arī dzeramā ūdens apstrādei vai attīrīšanai, kas ir ievērojams ieguvums sabiedrības veselībai jaunattīstības valstīs.

Salīdzinot ar citiem iespējamiem enerģijas avotiem, saules gaisma ir universāli pieejams resurss, lai gan, protams, tas ģeogrāfiski un sezonāli atšķiras pēc daudzuma un intensitātes. Tādu potenciāli produktīvu vietējo enerģijas piegāžu izmantošana var samazināt valsts atkarību no ārvalstu enerģijas avotiem. Turklāt, tāpat kā sadalīta energosistēma ir labāk pasargāta no dabas katastrofām, tā arī ir mazāk pakļauta teroristu uzbrukumiem nekā centralizēts elektrotīkls.