Zonne-energie is een van de meest veelbelovende technologieën voor hernieuwbare energie, waarmee elektriciteit kan worden opgewekt uit gratis, onuitputtelijk zonlicht. Veel huiseigenaren zijn al begonnen met het toepassen van zonne-elektriciteit en grootschalige energieopwekkingsfaciliteiten in het zuidwesten bieden duizenden klanten de voordelen van zonne-energie. Maar zonne-energie staat nog steeds voor een aantal hindernissen voordat het voor de meeste Amerikanen echt fossiele brandstoffen kan vervangen voor stroomopwekking.
Zonne-intensiteit
Een van de grootste hindernissen voor de wijdverbreide acceptatie van zonne-energie zijn variaties in de zonne-intensiteit. Volgens het National Renewable Energy Laboratory levert de zon bijna twee keer zoveel energie aan de Mojave-woestijn als aan de Pacific Northwest. Omdat de output van een paneel afhangt van de hoeveelheid zonne-energie die het ontvangt, betekent dit dat zonne-energie een veel betere energiebron is in de woestijnen in het zuidwesten dan in andere delen van het land. Terwijl een zonnepaneel overal in het land in ieder geval wat gratis elektriciteit kan leveren, zal de investering veel langer duren om zichzelf terug te betalen in regio's zonder intensieve zonnedekking.
efficiëntie
Een ander obstakel voor zonne-elektriciteit is fotovoltaïsche efficiëntie. Als je in de woestijn woont, kan een enkele vierkante meter zonnepaneel in de loop van één dag het equivalent van meer dan 6 kilowattuur energie ontvangen. Maar een zonnepaneel kan die hele hoeveelheid energie niet omzetten in elektriciteit. De efficiëntie van een zonnepaneel bepaalt hoeveel van dat vermogen bruikbaar is, en de meeste commerciële zonnepanelen op de markt in 2013 hebben een efficiëntie van minder dan 25 procent. Hoe efficiënter een paneel is, hoe duurder het is om te produceren. Behoudens grote technologische sprongen, is het in de nabije toekomst onwaarschijnlijk dat een efficiëntie van meer dan 33 procent zal stijgen.
Betrouwbaarheid
Een groot probleem met zonne-energie is de betrouwbaarheid. Een zonnepaneel kan in het beste geval 12 uur per dag elektriciteit produceren en een paneel zal slechts voor een korte periode rond het middaguur een piekvermogen bereiken. Het volgen van panelen die de zon volgen, kan deze eerste generatieperiode enigszins verlengen, maar het betekent nog steeds dat panelen een klein deel van de dag op maximale capaciteit produceren. Accu's kunnen opladen tijdens piekopwekking en 's nachts een stroompje stroom leveren, maar ze kan duur zijn, giftige stoffen bevatten en snel slijten door herhaaldelijk opladen en ontladen cycli.
Milieu-effecten
Hoewel zonne-opwekking emissievrij is, kan bij de fabricage van zonnepanelen en aanverwante technologieën een aantal milieuonvriendelijke stoffen worden gebruikt. Stikstoftrifluoride is een veel voorkomend bijproduct van de productie van elektronica, inclusief die welke in zonnecellen worden gebruikt, en het is een broeikasgas dat 17.000 keer krachtiger is dan koolstofdioxide. Bovendien bevatten veel zonnecellen kleine hoeveelheden van het giftige metaal cadmium en de batterijen die nodig zijn om opgewekte elektriciteit op te slaan, kan een groot aantal andere zware metalen en gevaarlijke stoffen bevatten stoffen. Naarmate de zonnetechnologie verbetert, kunnen fabrikanten mogelijk afstand nemen van deze potentieel gevaarlijke stoffen, maar voor nu bederven ze de anders indrukwekkende ecologische voordelen die zonne-energie biedt.