Positiva effekter av solenergi

Solstrålning är grundläggande för livet på jorden och ger den oändliga energiförsörjningen som bränner nästan alla ekosystem på planeten. Förutom att göra vår existens möjlig har solenergi i årtionden väckt uppmärksamhet som ett rent, förnybart alternativ till fossila bränslen. Även om den för närvarande bara levererar en bråkdel av global energi, är solindustrin en snabbt växande del av sektorn för förnybar energi. Medan debatten verkligen fortsätter om kostnaden, användbarheten och prestandan för solinstallationer i industriell skala, erbjuder tekniken mycket lovande som en hållbar energikälla.

Solen producerar energi genom termonukleär fusion i sin kärna; denna energi frigörs från stjärnan som neutriner och elektromagnetisk eller solstrålning. Efter en ungefär åtta minuters resa över 150 miljoner kilometer rymd når cirka en halv biljon av solstrålningen som genereras av solen jorden. Atmosfären återspeglar cirka 29 procent av denna inkommande energi och absorberar ungefär 23 procent. Cirka 48 procent når jordens yta. Fotosyntetiska organismer, såsom gröna växter, använder denna energi för att tillverka kolhydrater från kol och vatten. Denna process översätter solstrålning till en form som kan användas av andra levande saker.

Modern solteknik är indelad i passiva och aktiva kategorier. Passiv solenergi utnyttjar solens värme eller ljus direkt, som i en byggnad som är utformad för att ge naturligt ljus. Aktiv solteknik inkluderar solcellssystem och solvärme. En solcelleanläggning genererar elektricitet från solljus med hjälp av en halvledare, ett material som producerar en elektrisk laddning när solfotoner exciterar sina elektroner. Solvärmeenergisystem koncentrerar och kanaliserar solvärme, antingen för uppvärmningsändamål i ett hem eller för att bränna ångdrivna elgeneratorer i industriell skala. På en bredare nivå är strålning från solen också den ultimata drivkraften för många andra energikällor. Resterna av organismer som drivs av solljus består till exempel av kol och kolväten, och differentiell soluppvärmning på planeten hjälper till att stimulera luften och vattenströmmar knackade genom vind- och vågenergi

Brinnande fossila bränslen introducerar växthusgaser som koldioxid och metan i atmosfären. Dessa gaser är så kallade för att de absorberar utgående långvågstrålning från planeten och tros öka de globala temperaturerna - en process som liknar ett växthusfunktion. Användning av solenergi släpper inte ut växthusgaser, även om utsläppen kan komma från produktion och installation av solteknik. En bedömning från 2014 som publicerades av International Energy Agency föreslog att solcellssystem och termiska energisystem potentiellt skulle kunna utgöra den största källan till global el 2050. Byrån räknade med att detta scenario kunde förhindra mer än 6 miljarder ton årliga koldioxidutsläpp vid det året.

Jämfört med reserverna av fossilt bränsle, som är begränsade på människans tidsskala, är solstrålning en förnybar resurs i extraordinär skala. Som IEA noterar i en rapport från 2011, "Solenergi är den största energiresursen på jorden - och är outtömlig." Mängden solenergi mottaget av jorden under ett år överstiger den energi som har samlats från olja, naturgas, kol och kärnkällor i historien om mänskligheten. Mängden som mottas av planeten på en timme är större än jordens hela årliga energiförbrukning. Eftersom solcentraler kan spridas så brett och eftersom de består av många separata enheter är de bättre skyddade mot störande händelser som stormar, som kan slå ut strömmen till stora befolkningar genom att bara skada en generator eller transformatorstation i en centraliserad el rutnät. Och eftersom många soltekniker använder mindre vatten än fossila bränslen eller kärnkraftverk kan de också vara mer motståndskraftiga inför torka.

Solenergi är mycket modulär - består av många enskilda installationer som kan kopplas ihop - och kan vara implementeras i många skalor, från distribuerad produktion via solpaneler på taket till en värmeanläggning i stor skala. Från och med 2014 är en storskalig värmegeneratoranläggning i Kalifornien, Ivanpah Solar Electric Generating System, världens största koncentrationskraftverk. Den har en toppkapacitet - för att inte förväxlas med faktiska produktionssiffror - på 393 megawatt, eller tillräckligt med el för att betjäna 94 400 genomsnittliga hushåll i USA. En gång installerad tenderar solteknik också att vara lite underhållsrik. Mycket lokaliserade soluppställningar kan under tiden fungera bra på landsbygden eller i utvecklingsområden där nätenergi inte är tillgänglig, opålitlig eller mycket dyr.

Aktiv solteknik, som Ivanpah-generatorerna, kräver vanligtvis en betydande initialinvestering, men driftskostnaderna är låga och bränslet - ljus och värme från solen - är gratis. Genom tekniska förbättringar, expanderande marknader och statliga subventioner och incitament har soltekniska kostnader minskat de senaste åren. År 2014 noterade det amerikanska energidepartementet att kostnaden för solcellspaneler hade sjunkit i pris med 50 procent under de senaste tre åren. Jämfört med de flyktiga prisfluktuationer som är typiska för fossila bränslen - som härrör från politisk spänning, strid och annat regionala faktorer - solenergi erbjuder potentialen för mer stabila energikostnader, vilket gynnar både konsumenter och verktyg. Dessutom får bostäder eller företag på avlägsna platser som står inför branta utgifter få energi från ett centraliserat nätverk kan kanske spara pengar genom att gå utanför nätet med småskaliga solenergi installationer.

Förnybar energi anses i allmänhet mer arbetskrävande än fossila bränslesektorn och kan därmed stödja fler jobb per producerad enhet. Enligt Solar Foundations folkräkning från 2013, arbetade mer än 142 000 personer i USA: s solindustri 2013 - en ökning med ungefär 20 procent från 2011. En 2009 Union of Concerned Scientists-analys föreslog att USA skulle generera minst 25 procent av sin el från förnybara källor 2025 skulle ansträngningen kunna leda till mer än tre gånger så många nya arbetstillfällen som skulle skapas genom att man förlitar sig på fossila bränslen enbart för motsvarande produktion.

Utöver att släppa ut växthusgaser kan förbränning av fossila bränslen förorena luft och vatten, vilket negativt påverkar människors hälsa på lokala och regionala skalor. Union of Concerned Scientists mäter de ekonomiska följderna av sådana hälsoproblem i USA på mellan 361,7 och 886,5 miljarder dollar. Solenergi är däremot inte förorenande. Tekniken kan också minska bullerföroreningarna i samband med energiproduktion. solcelleanläggningar är väsentligen tysta. De anses vara säkra för människor att fungera och det är osannolikt att de producerar farliga mängder strålning. Solenergi kan också användas för att behandla eller rena dricksvatten, en betydande folkhälsofördel i utvecklingsländerna.

Jämfört med andra potentiella energikällor är solljus en allmänt tillgänglig resurs, men naturligtvis varierar det geografiskt och säsongsmässigt i mängd och intensitet. Att dra nytta av en sådan potentiellt produktiv inhemsk energiförsörjning kan minska ett lands beroende av utländska energikällor. Dessutom, precis som ett distribuerat energisystem skyddas bättre från naturkatastrofer, är det också mindre sårbart än ett centraliserat kraftnät för terroristattacker.