Efecte pozitive ale energiei solare

Radiațiile solare sunt fundamentale pentru viața de pe Pământ, oferind o sursă continuă de energie care alimentează aproape fiecare ecosistem de pe planetă. Dincolo de a ne face posibilă însăși existența, energia provenită de la soare a atras atenția de zeci de ani ca alternativă curată și regenerabilă la combustibilii fosili. Deși în prezent furnizează doar o fracțiune din energia globală, industria solară este o componentă în expansiune rapidă a sectorului energiei regenerabile. În timp ce dezbaterea continuă cu siguranță cu privire la costul, practicitatea și performanța instalațiilor solare la scară industrială, tehnologia oferă multe promisiuni ca sursă durabilă de energie.

Soarele produce energie prin fuziune termonucleară în miezul său; această energie este eliberată de stea sub formă de neutrini și radiații electromagnetice sau solare. După o călătorie de aproximativ 8 minute pe 150 de milioane de kilometri de spațiu, aproximativ o jumătate de trilionime din radiația solară generată de soare ajunge pe Pământ. Atmosfera reflectă aproximativ 29% din această energie primită și absoarbe aproximativ 23%. Aproximativ 48% ajung la suprafața Pământului. Organismele fotosintetice, cum ar fi plantele verzi, folosesc această energie pentru a produce carbohidrați din carbon și apă. Acest proces traduce radiația solară într-o formă utilizabilă de alte viețuitoare.

Tehnologia solară modernă este împărțită în categorii pasive și active. Energia solară pasivă exploatează direct căldura sau lumina soarelui, ca într-o clădire concepută pentru a oferi lumină naturală. Tehnologia solară activă include sisteme fotovoltaice și solare-termice. O instalație fotovoltaică generează electricitate din lumina soarelui folosind un semiconductor, un material care produce o încărcare electrică atunci când fotonii solari îi excită electronii. Sistemele solare de energie termică concentrează și canalizează căldura solară, fie în scopuri de încălzire într-o casă, fie pentru a alimenta generatoare electrice alimentate cu abur la scară industrială. La un nivel mai larg, radiația de la soare este, de asemenea, motorul suprem al multor alte surse de energie. Rămășițele organismelor alimentate de lumina soarelui compun cărbune și hidrocarburi, de exemplu, iar încălzirea solară diferențială a planetei ajută la stimularea aerului și curenții de apă exploatată prin energia vântului și a valurilor.

Arderea combustibililor fosili introduce gaze cu efect de seră precum dioxidul de carbon și metanul în atmosferă. Aceste gaze sunt așa numite deoarece absorb radiațiile de unde lungi de pe planetă și se crede că stimulează temperaturile globale - un proces oarecum similar cu funcția unei sere. Utilizarea energiei solare nu emite gaze cu efect de seră, deși emisiile pot rezulta din producția și instalarea tehnologiei solare. O evaluare din 2014 publicată de Agenția Internațională pentru Energie a sugerat că sistemele de energie fotovoltaică și termică ar putea constitui cea mai mare sursă de energie electrică globală până în 2050. Agenția a considerat că acest scenariu ar putea preveni peste 6 miliarde de tone de emisii anuale de dioxid de carbon până în acel an.

Comparativ cu rezervele de combustibil fosil, care sunt limitate la scara timpului uman, radiația solară este o resursă regenerabilă de o scară extraordinară. După cum notează AIE într-un raport din 2011, „Energia solară este cea mai mare resursă energetică de pe Pământ și este inepuizabilă”. Cantitatea de energie solară primit de Pământ într-un an depășește energia obținută din surse de petrol, gaze naturale, cărbune și nucleare în istoria omenirea. Cantitatea primită de planetă într-o oră este mai mare decât întregul consum anual de energie al globului. Deoarece instalațiile solare pot fi atât de răspândite și pentru că sunt alcătuite din mai multe dispozitive separate, sunt mai bine protejate împotriva perturbatorilor evenimente precum furtuni, care pot elimina puterea populației mari prin deteriorarea unui singur generator sau stație de transformare într-o electricitate centralizată grilă. Și deoarece multe tehnologii solare utilizează mai puțină apă decât combustibilii fosili sau centralele nucleare, ele pot fi, de asemenea, mai rezistente în fața secetei.

Energia solară este extrem de modulară - compusă din multe instalații individuale care pot fi legate între ele - și pot fi implementat la mai multe scale, de la generarea distribuită prin panouri solare pe acoperiș până la o centrală termică la scară utilitară. Începând cu 2014, o centrală termică pe scară largă din California, sistemul de generare electrică solar Ivanpah, este cea mai mare centrală de concentrare din lume. Are o capacitate maximă - să nu fie confundată cu cifrele reale de generație - de 393 megavati sau suficientă energie electrică pentru a deservi 94.400 de gospodării medii din Statele Unite. Odată instalată, tehnologia solară tinde, de asemenea, să aibă o întreținere redusă. Între timp, instalațiile solare foarte localizate pot funcționa bine în zonele rurale sau în curs de dezvoltare în care energia rețelei este indisponibilă, nesigură sau foarte costisitoare.

Tehnologia solară activă, cum ar fi generatoarele Ivanpah, necesită de obicei o investiție inițială semnificativă, dar costurile operaționale sunt scăzute, iar combustibilul - lumina și căldura de la soare - sunt gratuite. Prin îmbunătățiri tehnologice, piețe în expansiune și subvenții și stimulente guvernamentale, costurile tehnologiei solare au scăzut în ultimii ani. În 2014, Departamentul de Energie al SUA a menționat că costul panourilor fotovoltaice a scăzut cu 50% în ultimii trei ani. Comparativ cu fluctuațiile volatile ale prețurilor tipice combustibililor fosili - care decurg din tensiuni politice, conflicte și altele factori regionali - energia solară oferă potențialul pentru costuri mai stabile ale energiei, ceea ce beneficiază atât consumatorii, cât și utilitățile. Mai mult, casele sau afacerile din locații îndepărtate care se confruntă cu cheltuieli abrupte pentru obținerea energiei o rețea centralizată poate economisi bani ieșind din rețea cu energie solară la scară mică instalații.

Energia regenerabilă, în general, este considerată mai intensă în forță de muncă decât sectorul combustibililor fosili și, prin urmare, capabilă să susțină mai multe locuri de muncă pe unitate de energie produsă. Potrivit recensământului național al locurilor de muncă din 2013 al Fundației Solar, peste 142.000 de persoane au lucrat în industria solară din Statele Unite în 2013 - o creștere de aproximativ 20% față de 2011. O analiză a Uniunii Oamenilor de Știință Preocupați din 2009 a sugerat că Statele Unite ar trebui să genereze cel puțin 25% din energia electrică din surse regenerabile până în 2025, efortul ar putea duce la mai mult de trei ori numărul de noi locuri de muncă, așa cum ar fi creat, bazându-se doar pe combustibili fosili pentru echivalentul producție.

Dincolo de emisia de gaze cu efect de seră, arderea combustibililor fosili poate polua aerul și apa, afectând negativ sănătatea umană la scară locală și regională. Uniunea Oamenilor de Știință Preocupați evaluează repercusiunile economice ale unor astfel de probleme de sănătate în Statele Unite între 361,7 și 886,5 miliarde de dolari. În schimb, energia solară nu este poluantă. Tehnologia poate reduce și poluarea fonică asociată cu generarea de energie; instalațiile solare fotovoltaice sunt în esență silențioase. Sunt considerate sigure pentru oameni să funcționeze și este puțin probabil să producă cantități periculoase de radiații. Energia solară poate fi folosită și pentru tratarea sau purificarea apei potabile, un beneficiu semnificativ pentru sănătatea publică în lumea în curs de dezvoltare.

Comparativ cu alte surse potențiale de energie, lumina soarelui este o resursă disponibilă universal, deși, desigur, variază geografic și sezonier în cantitate și intensitate. Valorificarea unei astfel de aprovizionări interne cu energie potențial productivă poate reduce dependența unei țări de sursele de energie străine. Mai mult, la fel cum un sistem energetic distribuit este mai bine protejat de dezastrele naturale, este și mai puțin vulnerabil decât o rețea electrică centralizată la atacuri teroriste.