Prihodnost sončne energije: ovire in težave

Sončna energija je ena najbolj obetavnih tehnologij obnovljive energije, ki omogoča proizvodnjo električne energije iz brezplačne, neizčrpne sončne svetlobe. Številni lastniki stanovanj so že začeli uporabljati sončno elektriko, obsežni objekti za proizvodnjo električne energije na jugozahodu pa tisoče kupcev ponujajo sončne prednosti. Toda solar se še vedno sooča s številnimi ovirami, preden lahko resnično nadomesti fosilna goriva za proizvodnjo električne energije za večino Američanov.

Ena največjih ovir za splošno sprejemanje sončne energije so razlike v intenzivnosti sonca. Po podatkih Nacionalnega laboratorija za obnovljivo energijo sonce puščavi Mojave zagotavlja skoraj dvakrat več energije kot pacifiškemu severozahodu. Ker je proizvodnja plošče odvisna od količine sončne energije, ki jo prejme, to pomeni, da je sončna energija v puščavah na jugozahodu veliko boljši vir energije kot v drugih delih države. Čeprav lahko sončni kolektor zagotovi vsaj nekaj brezplačne električne energije kjer koli v državi, bo naložba v regijah brez intenzivnega sončnega pokritja trajala veliko dlje.

Druga ovira za sončno elektriko je fotonapetostna učinkovitost. Če živite v puščavi, lahko en sam kvadratni meter sončne celice v enem dnevu prejme več kot 6 kilovatnih ur energije. Toda sončna plošča ne more pretvoriti celotne količine energije v električno energijo. Učinkovitost sončne celice določa, koliko te moči je uporabne, večina komercialnih sončnih kolektorjev na trgu v letu 2013 pa ima oceno učinkovitosti manj kot 25 odstotkov. Bolj kot je plošča učinkovita, dražje jo je izdelati. Brez večjih tehnoloških preskokov je v bližnji prihodnosti ocena učinkovitosti nad 33 odstotkov malo verjetna.

Ena glavnih težav sončne energije je zanesljivost. V najboljšem primeru lahko sončna plošča proizvaja elektriko 12 ur na dan, plošča pa bo dosegla največjo moč le kratek čas okoli poldneva. Sledilne plošče, ki sledijo soncu, lahko to podaljšano obdobje nekoliko podaljšajo, vendar vseeno pomeni, da plošče zelo malo dneva porabijo za proizvodnjo z največjo zmogljivostjo. Akumulatorji se med polnjenjem lahko polnijo in ponoči zagotavljajo kapljice energije, vendar se so lahko drage, vsebujejo strupene materiale in se zaradi večkratnega polnjenja in praznjenja hitro obrabijo ciklov.

Čeprav je proizvodnja sončne energije brez emisij, lahko proizvodnja sončnih kolektorjev in z njimi povezanih tehnologij vključuje nekatere okolju neprijazne snovi. Dušikov trifluorid je pogost stranski produkt proizvodnje elektronike, vključno s tistimi, ki se uporabljajo v sončnih celicah, in je toplogredni plin 17.000-krat močnejši od ogljikovega dioksida. Poleg tega številne sončne celice vsebujejo majhne količine strupene kovine kadmija in baterije za shranjevanje proizvedene električne energije lahko vsebuje številne druge težke kovine in je nevarno snovi. Ko se sončna tehnologija izboljšuje, se bodo proizvajalci morda lahko oddaljili od teh potencialno nevarnih snovi, vendar za zdaj zaznamujejo sicer impresivne ekološke koristi, ki jih ponuja sončna energija.