Pozitivni učinki sončne energije

Sončno sevanje je bistvenega pomena za življenje na Zemlji, saj zagotavlja nenehno oskrbo z energijo, ki napaja skoraj vse ekosisteme na planetu. Poleg tega, da omogoča naš obstoj, sončna energija že desetletja privlači pozornost kot čisto obnovljivo alternativo fosilnim gorivom. Čeprav sončna industrija trenutno dobavlja le del svetovne energije, je hitro rastoča komponenta sektorja obnovljivih virov energije. Medtem ko se razprava zagotovo nadaljuje glede stroškov, praktičnosti in zmogljivosti sončnih naprav v industrijskem obsegu, pa tehnologija kot trajnostni vir energije veliko obeta.

Sonce proizvaja energijo s termonuklearno fuzijo v svojem jedru; ta energija se iz zvezde sprosti kot nevtrini in elektromagnetno ali sončno sevanje. Po približno 8-minutni plovbi po 150 milijonih kilometrov (93.000.000 milj) vesolja do Zemlje pride približno pol bilijontine sončnega sevanja, ki ga ustvarja sonce. Ozračje odseva približno 29 odstotkov te dohodne energije in absorbira približno 23 odstotkov. Približno 48 odstotkov doseže zemeljsko površje. Fotosintetski organizmi, kot so zelene rastline, to energijo uporabljajo za proizvodnjo ogljikovih hidratov iz ogljika in vode. Ta postopek prevede sončno sevanje v obliko, ki jo lahko uporabljajo druga živa bitja.

Sodobna solarna tehnologija je razdeljena na pasivne in aktivne kategorije. Pasivna sončna energija toploto ali svetlobo sonca izkorišča neposredno, kot v stavbi, zasnovani za zagotavljanje naravne svetlobe. Aktivna solarna tehnologija vključuje fotovoltaične in sončno-termične sisteme. Fotovoltaična instalacija proizvaja električno energijo iz sončne svetlobe s polprevodnikom, materialom, ki proizvaja električni naboj, ko sončni fotoni vzbudijo svoje elektrone. Sistemi sončne toplotne energije koncentrirajo in usmerjajo sončno toploto bodisi za ogrevanje doma bodisi za pogon električnih generatorjev na parni pogon. Na širši ravni je sončno sevanje tudi glavni dejavnik mnogih drugih virov energije. Ostanki organizmov, ki jih poganja sončna svetloba, na primer sestavljajo premog in ogljikovodike, različno sončno ogrevanje planeta pa spodbuja zrak in vodni tokovi skozi energijo vetra in valov.

Izgorevanje fosilnih goriv v ozračje vnaša toplogredne pline, kot sta ogljikov dioksid in metan. Ti plini so tako imenovani, ker absorbirajo odhajajoče dolgovalovno sevanje planeta in naj bi povišali globalne temperature - postopek nekoliko podoben funkciji rastlinjaka. Uporaba sončne energije ne oddaja toplogrednih plinov, čeprav so emisije lahko posledica proizvodnje in namestitve sončne tehnologije. Ocena iz leta 2014, ki jo je objavila Mednarodna agencija za energijo, je pokazala, da bi lahko fotovoltaični in toplotni energetski sistemi do leta 2050 predstavljali največji vir svetovne električne energije. Ta scenarij naj bi do tega leta preprečil več kot 6 milijard ton letnih emisij ogljikovega dioksida.

Sončno sevanje je v primerjavi z zalogami fosilnega goriva, ki so časovno omejene v človeškem časovnem obdobju, obnovljiv vir izjemnega obsega. Kot ugotavlja IEA v poročilu iz leta 2011, "Sončna energija je največji energetski vir na Zemlji - in je neizčrpna." Količina sončne energije ki ga je Zemlja prejela v enem letu, presega energijo, ki jo je v zgodovini pridobivala iz nafte, zemeljskega plina, premoga in jedrskih virov človeštvo. Količina, ki jo planet prejme v eni uri, je večja od celotne letne porabe energije na svetu. Ker so sončni objekti lahko tako široko razpršeni in ker so sestavljeni iz številnih ločenih naprav, so bolje zaščiteni pred motečimi dogodki, kot so nevihte, ki lahko izklopijo energijo velikega prebivalstva, tako da poškodujejo samo en generator ali transformatorsko postajo v centralizirani električni energiji mreža. In ker številne sončne tehnologije porabijo manj vode kot fosilna goriva ali jedrske elektrarne, so lahko tudi bolj odporne na sušo.

Sončna energija je zelo modularna - sestavljena je iz številnih posameznih naprav, ki jih je mogoče povezati skupaj - in lahko izvaja v številnih razsežnostih, od porazdeljene proizvodnje prek strešnih sončnih kolektorjev do komunalne termoelektrarne. Od leta 2014 je velika tovarna termogeneratorjev v Kaliforniji, sončni električni sistem Ivanpah, največja koncentracijska elektrarna na svetu. Ima največjo zmogljivost - ne gre zamenjati z dejanskimi številkami proizvodnje - 393 megavatov ali dovolj električne energije za oskrbo 94.400 povprečnih gospodinjstev v ZDA. Ko je sončna tehnologija nameščena, jo ponavadi ni treba vzdrževati. Visoko lokalizirane sončne naprave lahko medtem dobro delujejo na podeželju ali v območjih v razvoju, kjer omrežna energija ni na voljo, nezanesljiva ali draga.

Aktivna sončna tehnologija, kot so generatorji Ivanpah, običajno zahteva precejšnje začetne naložbe, vendar so operativni stroški nizki, gorivo - svetloba in toplota od sonca - brezplačno. Zaradi tehnoloških izboljšav, širitve trgov in državnih subvencij in spodbud so se stroški sončne tehnologije v zadnjih letih zmanjšali. Leta 2014 je ameriško ministrstvo za energijo ugotovilo, da so se stroški fotonapetostnih plošč v predhodnih treh letih pocenili za 50 odstotkov. V primerjavi z nestanovitnimi nihanji cen, značilnimi za fosilna goriva - ki izhajajo iz politične napetosti, sporov in drugih regionalni dejavniki - sončna energija ponuja možnosti za stabilnejše stroške energije, kar koristi tako potrošnikom kot tudi komunalnim storitvam. Poleg tega domovi ali podjetja na oddaljenih lokacijah, ki imajo velike stroške pridobivanja energije centralizirano omrežje bo morda lahko prihranilo denar, če ne bo več uporabljalo sončne energije instalacij.

Obnovljiva energija na splošno velja za bolj delovno intenzivno kot sektor fosilnih goriv in tako lahko podpira več delovnih mest na enoto proizvedene energije. Po podatkih nacionalnega popisa delovnih mest sončne fundacije Solar Foundation leta 2013 je v ameriški solarni industriji leta 2013 delalo več kot 142.000 ljudi - približno 20 odstotkov več kot leta 2011. Analiza Zveze zaskrbljenih znanstvenikov iz leta 2009 kaže, da bi morale ZDA vsaj 25 odstotkov električne energije proizvajati iz obnovljivih virov do leta 2025 bi lahko prizadevanja povzročila več kot trikratno število novih delovnih mest, kot bi jih ustvarilo samo zanašanje na fosilna goriva proizvodnjo.

Poleg izpuščanja toplogrednih plinov lahko zgorevanje fosilnih goriv onesnažuje zrak in vodo ter negativno vpliva na zdravje ljudi na lokalni in regionalni ravni. Zveza zaskrbljenih znanstvenikov ocenjuje gospodarske posledice takšnih zdravstvenih težav v ZDA med 361,7 in 886,5 milijardami dolarjev. Nasprotno pa sončna energija ne onesnažuje. Tehnologija lahko zmanjša tudi onesnaževanje s hrupom, povezano z proizvodnjo energije; fotovoltaične sončne instalacije so v bistvu tihe. Veljajo za varne za ljudi in ne morejo povzročiti nevarnih količin sevanja. Sončno energijo lahko uporabimo tudi za čiščenje ali čiščenje pitne vode, kar je pomembna korist za javno zdravje v državah v razvoju.

V primerjavi z drugimi potencialnimi viri energije je sončna svetloba splošno dostopni vir, čeprav se seveda glede na količino in jakost geografsko in sezonsko razlikuje. Izkoriščanje takšne potencialno produktivne domače oskrbe z energijo lahko zmanjša odvisnost države od tujih virov energije. Poleg tega je, tako kot je porazdeljeni energetski sistem bolje zaščiten pred naravnimi nesrečami, tudi manj tesen kot centralizirano elektroenergetsko omrežje za teroristične napade.