Использование ископаемых видов топлива создает множество проблем, от ущерба Земле до загрязнения атмосферы и вод. Солнечная энергия дает энергию без необходимости сжигания ископаемого топлива. В своей основной форме он не нуждается в распределительной сети, потому что он спускается с неба. Он интенсивно развивается как источник электроэнергии, но иногда его приложения могут быть намного меньше и проще.
Солнечная энергия дает множество преимуществ
Солнечная энергия предлагает чистую энергию. Это не представляет опасности разлива ядерного оружия, но на самом деле это выброс радиации, только часть которой представляет собой видимый свет. Его можно масштабировать до любого размера и сложности, от обогрева комнаты через окно до электропитания инженерной сети.
Союз обеспокоенных ученых перечисляет множество преимуществ, начиная с неисчерпаемой и бесплатной солнечной энергии. Привлекательность производства солнечной энергии зависит от экономики инвестиций в оборудование и ценовой конкуренции со стороны ископаемого топлива. По оценкам Scientific American, к 2018 или 2020 году стоимость солнечной энергии упадет ниже нынешней средней стоимости электроэнергии.
Распространенные способы получения солнечной энергии
Лучистое солнечное тепло легко улавливается простыми стеклянными теплицами и окнами жилых домов. «Концентрированная» солнечная энергия использует огромные массивы зеркал для фокусирования солнечного света на центральной башне, которая нагревает воду для генерации пара, который можно использовать для выработки электроэнергии.
Фотоэлектрические элементы преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество посредством фотоэлектрического эффекта. НАСА описывает, как кремниевые полупроводники в клетках улавливают энергию фотонов солнечного света, которые вытесняют электроны в полупроводнике, создавая ток. Группы ячеек образуют модули, а модули объединяются в более крупные массивы. Их можно настроить для получения любой комбинации напряжения и тока.
Крупномасштабные и маломасштабные применения солнечной энергии
Управление энергетической информации США определяет солнечные электростанции «коммунального масштаба» как те, которые вырабатывают не менее одного мегаватта электроэнергии. Калифорния лидирует в Соединенных Штатах по производству солнечной энергии; в 2013 году 1,9 процента энергии в Калифорнии приходилось на солнечную энергию, а к 2014 году это число увеличилось более чем вдвое и составило 5 процентов. По оценке EIA США, производство фотоэлектрической солнечной энергии в стране составило 16000 мегаватт-часов (МВтч) в 2005 году и увеличилось до 15874000 МВтч в 2014 году. Небольшие применения солнечной энергии также оказываются полезными, например, 5-ваттные блоки, установленные на шоссе Огайо. круизеры для питания бортового электронного оборудования без необходимости запуска двигателя автомобиля, что позволяет экономить ископаемое топливо и срок службы батареи.
Разнообразие использования солнечной энергии
По оценкам Организации Объединенных Наций, во многих климатических условиях бытовые солнечные тепловые системы могут обеспечить от 50 до 75 процентов потребностей домашнего хозяйства в горячей воде. Небольшие автономные фотоэлектрические блоки могут питать придорожные предупреждающие знаки или даже ландшафтное освещение, но, поскольку они отключены от сети, им нужны батареи для хранения энергии, когда солнечный свет недоступен. Жилые солнечные батареи обычно подключаются к сети в качестве резервной, и они имеют то преимущество, что позволяют владельцу продавать избыточную мощность в зависимости от правил местного поставщика электроэнергии.
