อนาคตของพลังงานแสงอาทิตย์: อุปสรรคและปัญหา

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนที่มีแนวโน้มมากที่สุด ซึ่งช่วยให้สามารถผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ที่ปราศจากแสงและไม่มีวันหมด เจ้าของบ้านจำนวนมากได้เริ่มใช้ไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์แล้ว และโรงงานผลิตไฟฟ้าขนาดใหญ่ในภาคตะวันตกเฉียงใต้ก็มอบข้อได้เปรียบของพลังงานแสงอาทิตย์ให้กับลูกค้าหลายพันราย แต่พลังงานแสงอาทิตย์ยังคงเผชิญกับอุปสรรคมากมายก่อนที่จะสามารถทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อการผลิตไฟฟ้าสำหรับชาวอเมริกันส่วนใหญ่ได้อย่างแท้จริง

อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดประการหนึ่งของการนำพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้อย่างแพร่หลายคือความแปรปรวนของความเข้มของแสงอาทิตย์ จากข้อมูลของห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ ดวงอาทิตย์ให้พลังงานแก่ทะเลทรายโมฮาวีมากเป็นสองเท่าของพลังงานในแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือ เนื่องจากผลผลิตของแผงขึ้นอยู่กับปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ได้รับ ซึ่งหมายความว่าพลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่ดีกว่ามากในทะเลทรายตะวันตกเฉียงใต้มากกว่าในส่วนอื่น ๆ ของประเทศ แม้ว่าแผงโซลาร์เซลล์จะผลิตไฟฟ้าได้ฟรีที่ใดก็ได้ในประเทศ แต่การลงทุนจะใช้เวลานานกว่ามากในการจ่ายเงินสำหรับตัวเองในภูมิภาคที่ไม่มีระบบสุริยะครอบคลุม

อุปสรรคอีกประการหนึ่งของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์คือประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ หากคุณอาศัยอยู่ในทะเลทราย แผงโซลาร์เซลล์หนึ่งตารางเมตรสามารถรับพลังงานได้มากกว่า 6 กิโลวัตต์-ชั่วโมงในหนึ่งวัน แต่แผงโซลาร์เซลล์ไม่สามารถแปลงพลังงานทั้งหมดเป็นไฟฟ้าได้ ประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์เป็นตัวกำหนดปริมาณพลังงานที่ใช้งานได้ และแผงโซลาร์เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ในตลาดในปี 2556 มีระดับประสิทธิภาพน้อยกว่า 25 เปอร์เซ็นต์ ยิ่งแผงมีประสิทธิภาพมากเท่าใด การผลิตก็จะยิ่งแพงขึ้นเท่านั้น นอกจากการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ของเทคโนโลยี การให้คะแนนประสิทธิภาพเกิน 33 เปอร์เซ็นต์นั้นไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ในอนาคตอันใกล้นี้

ปัญหาสำคัญประการหนึ่งของพลังงานแสงอาทิตย์คือความน่าเชื่อถือ อย่างดีที่สุด แผงโซลาร์สามารถผลิตไฟฟ้าได้ 12 ชั่วโมงต่อวัน และแผงจะใช้พลังงานสูงสุดในช่วงเวลาสั้นๆ ประมาณเที่ยงวันเท่านั้น แผงติดตามที่ตามดวงอาทิตย์สามารถขยายระยะเวลาการสร้างที่สำคัญนี้ได้บ้าง แต่ก็ยังหมายความว่าแผงใช้เวลาเพียงเล็กน้อยในการผลิตที่ความจุสูงสุด แบตเตอรี่สำหรับจัดเก็บสามารถชาร์จได้ในช่วงที่มีกระแสไฟสูงสุดและให้กระแสไฟในตอนกลางคืน แต่ อาจมีราคาแพง มีสารที่เป็นพิษ และสึกหรอเร็วเนื่องจากการประจุและการคายประจุซ้ำๆ รอบ

แม้ว่าการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์จะปราศจากการปล่อยมลพิษ แต่การผลิตแผงโซลาร์เซลล์และเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องอาจเกี่ยวข้องกับสารที่ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไนโตรเจนไตรฟลูออไรด์เป็นผลพลอยได้ทั่วไปจากการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ รวมถึงที่ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ และเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 17,000 เท่า นอกจากนี้ เซลล์แสงอาทิตย์จำนวนมากยังรวมถึงแคดเมียมโลหะที่เป็นพิษจำนวนเล็กน้อย และแบตเตอรี่ ที่จำเป็นสำหรับการจัดเก็บไฟฟ้าที่ผลิตได้สามารถมีโลหะหนักอื่น ๆ และเป็นอันตรายได้ สาร เมื่อเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ดีขึ้น ผู้ผลิตอาจสามารถย้ายออกจากสารที่อาจเป็นอันตรายเหล่านี้ได้ แต่สำหรับตอนนี้ พวกเขาทำลายผลประโยชน์ทางนิเวศวิทยาที่น่าประทับใจอย่างอื่นที่พลังงานแสงอาทิตย์นำเสนอ