Майбутнє сонячної енергії: перешкоди та проблеми

Сонячна енергія є однією з найперспективніших технологій відновлюваної енергії, що дозволяє виробляти електроенергію з вільного, невичерпного сонячного світла. Багато власників будинків вже почали застосовувати сонячну електроенергію, а широкомасштабні об'єкти з виробництва електроенергії на Південному Заході пропонують сонячні переваги тисячам клієнтів. Але сонячна енергія все ще стикається з багатьма перешкодами, перш ніж вона зможе справді замінити викопне паливо для виробництва електроенергії для більшості американців.

Однією з найбільших перешкод для широкого поширення сонячної енергії є різниця в інтенсивності сонця. За даними Національної лабораторії відновлюваних джерел енергії, сонце забезпечує майже вдвічі більше енергії в пустелі Мохаве, ніж у північно-західній частині Тихого океану. Оскільки потужність панелі залежить від кількості сонячної енергії, яку вона отримує, це означає, що сонячна енергія є набагато кращим джерелом енергії в пустелях Південно-Заходу, ніж в інших частинах країни. Хоча сонячна панель може забезпечити хоча б частину безкоштовної електроенергії в будь-якій точці країни, окупання інвестицій займе набагато більше часу в регіонах без інтенсивного сонячного покриття.

Ще однією перешкодою для сонячної електроенергії є фотоелектрична ефективність. Якщо ви живете в пустелі, один квадратний метр сонячної панелі може отримати еквівалент більше 6 кіловат-годин енергії протягом однієї доби. Але сонячна панель не може перетворити всю енергію на електрику. Ефективність сонячної панелі визначає, яка частина цієї енергії може бути використана, і більшість комерційних сонячних панелей на ринку в 2013 році мають показники ефективності менше 25 відсотків. Чим ефективніша панель, тим дорожче її виготовляти. За винятком будь-яких значних стрибків у технологіях, рейтинги ефективності, що перевищують 33 відсотки, найближчим часом малоймовірні.

Однією з основних проблем сонячної енергії є надійність. У кращому випадку сонячна панель може виробляти електроенергію протягом 12 годин на день, а пікова енергія досягатиме пікової потужності лише протягом короткого періоду близько полудня. Відстежувальні панелі, що слідують за сонцем, можуть дещо продовжити цей період генерації, але це все одно означає, що панелі витрачають дуже мало доби, виробляючи з максимальною потужністю. Акумуляторні батареї можуть заряджатися під час пікової генерації та забезпечувати струмінь енергії вночі, але вони може бути дорогим, містити токсичні матеріали і швидко зношуватися через багаторазові заряди та розряди циклів.

Хоча виробництво сонячної енергії не містить викидів, виробництво сонячних панелей та супутніх технологій може включати деякі екологічно нешкідливі речовини. Трифторид азоту є загальним побічним продуктом виробництва електроніки, включаючи ті, що використовуються в сонячних батареях, і він є парниковим газом в 17000 разів потужнішим, ніж діоксид вуглецю. Крім того, багато сонячні елементи містять невелику кількість токсичного металу кадмію та батареї необхідний для зберігання виробленої електроенергії може містити безліч інших важких металів і небезпечний речовини. По мірі вдосконалення сонячних технологій виробники можуть відмовлятися від цих потенційно небезпечних речовин, але наразі вони зачіпають вражаючі екологічні переваги, які пропонує сонячна енергетика.