Positive effekter av solenergi

Solstråling er grunnleggende for livet på jorden, og gir uopphørlig tilførsel av energi som gir næring til hvert eneste økosystem på planeten. Utover å gjøre vår eksistens mulig, har energi fra solen i flere tiår tiltrukket oppmerksomhet som et rent, fornybart alternativ til fossile brensler. Selv om den for øyeblikket bare leverer en brøkdel av global energi, er solindustrien en raskt voksende komponent i sektoren for fornybar energi. Mens debatten absolutt fortsetter om kostnadene, anvendeligheten og ytelsen til solanlegg i industriell skala, gir teknologien mye løfte som en bærekraftig energikilde.

Solen produserer energi gjennom termonukleær fusjon i kjernen; denne energien frigjøres fra stjernen som nøytrinoer og elektromagnetisk, eller solstråling. Etter en omlag åtte minutters reise over 150 millioner kilometer (93.000.000 miles) plass, når omtrent en halv billion billion av solstrålingen som genereres av solen, jorden. Atmosfæren reflekterer rundt 29 prosent av denne innkommende energien og absorberer omtrent 23 prosent. Omtrent 48 prosent når jordoverflaten. Fotosyntetiske organismer, som grønne planter, bruker denne energien til å produsere karbohydrater fra karbon og vann. Denne prosessen oversetter solstråling til en form som kan brukes av andre levende ting.

Moderne solteknologi er delt inn i passive og aktive kategorier. Passiv solenergi utnytter solens varme eller lys direkte, som i en bygning designet for å gi naturlig lys. Aktiv solteknologi inkluderer solcelleanlegg og solvarmesystemer. En solcelleanlegg genererer elektrisitet fra sollys ved hjelp av en halvleder, et materiale som produserer en elektrisk ladning når solfotoner exciterer elektronene. Solvarmeenergisystemer konsentrerer og kanaliserer solvarme, enten for oppvarmingsformål i et hjem eller for å drive drivkraftdrevne elektriske generatorer i industriell skala. På et bredere nivå er stråling fra solen også den ultimate driveren til mange andre energikilder. Rester av organismer drevet av sollys, for eksempel, består av kull og hydrokarboner, og differensiell soloppvarming fra planeten hjelper til med å anspore luften og vannstrømmer tappet gjennom vind- og bølgeenergi.

Brenning av fossilt brensel introduserer klimagasser som karbondioksid og metan i atmosfæren. Disse gassene er såkalte fordi de absorberer utgående langbølgestråling fra planeten og antas å øke globale temperaturer - en prosess som ligner funksjonen til et drivhus. Bruk av solenergi avgir ikke klimagasser, selv om utslipp kan skyldes produksjon og installasjon av solteknologi. En vurdering fra 2014 publisert av International Energy Agency antydet at solcelleanlegg og termiske energisystemer potensielt kan utgjøre den største kilden til global elektrisitet innen 2050. Byrået regnet med at dette scenariet kunne forhindre mer enn 6 milliarder tonn årlige karbondioksidutslipp innen det året.

Sammenlignet med reserver av fossilt brensel, som er endelige på menneskets tidsskala, er solstråling en fornybar ressurs av ekstraordinær skala. Som IEA bemerker i en rapport fra 2011, "Solenergi er den største energiressursen på jorden - og er uuttømmelig." Mengden solenergi mottatt av jorden i løpet av et år, overstiger energien som er oppnådd fra olje, naturgass, kull og atomkilder i historien til menneskeheten. Mengden som mottas av planeten på en time er større enn hele jordens årlige energiforbruk. Fordi solcelleanlegg kan spres så bredt, og fordi de består av mange separate enheter, er de bedre beskyttet mot forstyrrende hendelser som stormer, som kan slå ut strøm til store befolkninger ved å skade bare en generator eller transformatorstasjon i en sentralisert strøm Nett. Og fordi mange solteknologier bruker mindre vann enn fossilt drivstoff eller kjernekraftverk, kan de også være mer motstandsdyktige i møte med tørke.

Solenergi er svært modulær - sammensatt av mange individuelle installasjoner som kan kobles sammen - og kan være implementert i mange skalaer, fra distribuert generering gjennom solcellepaneler på taket til et termisk anlegg på bruksskala. Fra og med 2014 er et storstilt termisk generatoranlegg i California, Ivanpah Solar Electric Generating System, verdens største konsentrasjonskraftverk. Den har en topp kapasitet - for ikke å forveksle med faktiske generasjonstall - på 393 megawatt, eller nok strøm til å betjene 94.400 gjennomsnittlige husholdninger i USA. Når den er installert, har solteknologi også en tendens til å være lite vedlikeholdsrik. Svært lokaliserte soloppsett kan i mellomtiden fungere godt i landlige områder eller utviklingsområder der nettenergi ikke er tilgjengelig, upålitelig eller svært kostbar.

Aktiv solteknologi, for eksempel Ivanpah-generatorene, krever vanligvis en betydelig innledende investering, men driftskostnadene er lave og drivstoffet - lys og varme fra solen - er gratis. Gjennom teknologiske forbedringer, ekspanderende markeder og statlige subsidier og insentiver har solteknologikostnadene gått ned de siste årene. I 2014 bemerket US Department of Energy at kostnadene for solcelleanlegg hadde falt i pris med 50 prosent de siste tre årene. Sammenlignet med de ustabile prissvingningene som er typiske for fossile brensler - som skyldes politisk spenning, strid og annet regionale faktorer - solenergi gir potensialet for mer stabile energikostnader, noe som både til fordel for forbrukere og forsyningsselskaper. Videre hjem eller bedrifter på avsidesliggende steder som står overfor bratte utgifter som får energi fra et sentralisert nettverk kan kanskje spare penger ved å gå utenfor nettet med småskala solenergi installasjoner.

Fornybar energi anses generelt som mer arbeidskrevende enn fossilbrenselsektoren, og er dermed i stand til å støtte flere jobber per produsert enhet energi. Ifølge Solar Foundation 2013 National Solar Jobs Census, jobbet mer enn 142.000 mennesker i USAs solindustri i 2013 - en økning på omtrent 20 prosent fra 2011. En analyse av Union of Concerned Scientists fra 2009 antydet at USA skulle generere minst 25 prosent av elektrisiteten sin fra fornybare kilder innen 2025 kan innsatsen resultere i mer enn tre ganger antall nye jobber som ville blitt skapt ved å stole på fossilt brensel alene for det tilsvarende produksjon.

Utover å slippe ut klimagasser, kan forbrenning av fossilt brensel forurense luft og vann, noe som negativt påvirker menneskers helse på lokale og regionale skalaer. Union of Concerned Scientists måler de økonomiske konsekvensene av slike helseproblemer i USA på mellom $ 361,7 og $ 886,5 milliarder dollar. Solenergi er derimot ikke forurensende. Teknologien kan også redusere støyforurensning knyttet til energiproduksjon; solcelleanlegg er i det vesentlige stille. De anses som trygge for mennesker å operere, og de vil neppe produsere farlige mengder stråling. Solenergi kan også brukes til å behandle eller rense drikkevann, en betydelig folkehelsegevinst i utviklingslandene.

Sammenlignet med andre potensielle energikilder er sollys en allment tilgjengelig ressurs, selv om det selvfølgelig varierer geografisk og sesongmessig i mengde og intensitet. Å utnytte en slik potensielt produktiv innenlandsk energiforsyning kan redusere et lands avhengighet av utenlandske energikilder. Videre, akkurat som et distribuert energisystem er bedre beskyttet mot naturkatastrofer, er det også mindre sårbart enn et sentralisert kraftnett for terrorangrep.