Poleganie na paliwach kopalnych wiąże się z wieloma problemami, od niszczenia Ziemi po zanieczyszczenie atmosfery i wód. Energia słoneczna zapewnia moc bez konieczności spalania paliw kopalnych. W swojej podstawowej formie nie potrzebuje sieci dystrybucyjnej, ponieważ schodzi z nieba. Jest intensywnie rozwijany jako źródło energii elektrycznej, ale czasami jego zastosowania mogą być znacznie mniejsze i prostsze.
Energia słoneczna oferuje wiele korzyści
Energia słoneczna zapewnia czystą energię. Nie stwarza ryzyka wycieku nuklearnego, ale w rzeczywistości jest uwolnieniem promieniowania, z którego tylko część jest światłem widzialnym. Można go skalować do dowolnej wielkości lub złożoności, od ogrzewania pomieszczenia przez okno po zasilanie sieci energetycznej.
Union of Concerned Scientists wymienia liczne korzyści, począwszy od niewyczerpanej i darmowej energii słonecznej. Atrakcyjność produkcji energii słonecznej różni się w zależności od ekonomiki inwestycji w sprzęt i konkurencji kosztowej ze strony paliw kopalnych. Scientific American szacuje, że koszt energii słonecznej spadnie poniżej obecnego średniego kosztu energii do 2018 lub 2020 roku.
Powszechne sposoby pozyskiwania energii słonecznej
Ciepło promieniowania słonecznego jest łatwo wychwytywane przez proste szklane szklarnie oraz przez okna mieszkalne. „Skoncentrowana” energia słoneczna wykorzystuje ogromne układy luster do skupiania światła słonecznego na centralnej wieży, która podgrzewa wodę w celu wytworzenia pary, którą można wykorzystać do wytwarzania energii elektrycznej.
Ogniwa fotowoltaiczne (PV) przetwarzają światło słoneczne bezpośrednio na energię elektryczną poprzez efekt fotoelektryczny. NASA opisuje, w jaki sposób półprzewodniki krzemowe w komórkach wychwytują energię z fotonów światła słonecznego, które wypychają elektrony w półprzewodniku, tworząc prąd. Grupy komórek tworzą moduły, a moduły łączą się w większe tablice. Można je skonfigurować tak, aby wytwarzały dowolną kombinację napięcia i prądu.
Zastosowania energii słonecznej na dużą i małą skalę
Amerykańska Agencja Informacji Energetycznej definiuje elektrownie słoneczne na skalę użytkową jako te, które wytwarzają co najmniej jeden megawat energii elektrycznej. Kalifornia jest liderem w produkcji energii słonecznej w Stanach Zjednoczonych; w 2013 roku 1,9 procent energii w Kalifornii pochodziło z energii słonecznej, a do 2014 roku liczba ta wzrosła ponad dwukrotnie do 5 procent. Amerykańska EIA szacuje, że krajowa produkcja fotowoltaicznej energii słonecznej wyniesie 16 000 megawatogodzin (MWh) w 2005 roku i wzrośnie do 15 874 000 MWh w 2014 roku. Przydatne okazują się również zastosowania energii słonecznej na małą skalę, takie jak 5-watowe jednostki zainstalowane na Ohio Highway Patrol krążowniki do zasilania pokładowego sprzętu elektronicznego bez konieczności uruchamiania silnika samochodu, oszczędzając w ten sposób paliwo kopalne i żywotność baterii.
Różnorodność zastosowań energii słonecznej
Organizacja Narodów Zjednoczonych szacuje, że w wielu klimatach domowe solarne systemy cieplne mogą zaspokoić od 50 do 75 procent zapotrzebowania na ciepłą wodę w gospodarstwie domowym. Małe, samodzielne jednostki fotowoltaiczne mogą zasilać drogowe znaki ostrzegawcze, a nawet oświetlenie krajobrazu, ale ponieważ są wyłączone z sieci, potrzebują baterii do przechowywania energii, gdy światło słoneczne nie jest dostępne. Domowe panele fotowoltaiczne zazwyczaj łączą się z siecią jako rezerwą i mają tę zaletę, że pozwalają właścicielowi sprzedawać nadwyżkę energii, w zależności od lokalnych przepisów dostawcy energii.