Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Energi

Solens fremtid: Hindringer og problemer

Solenergi er en af ​​de mest lovende vedvarende energiteknologier, der gør det muligt at generere elektricitet fra frit, uudtømmeligt sollys. Mange husejere er allerede begyndt at anvende solenergi, og storskala kraftproduktionsfaciliteter i sydvest tilbyder solens fordele til tusindvis af kunder. Men sol står stadig over for en række forhindringer, før det virkelig kan erstatte fossile brændstoffer til elproduktion for de fleste amerikanere.

Solar Intensity

En af de største forhindringer i den omfattende vedtagelse af solenergi er afvigelser i solintensitet. Ifølge National Renewable Energy Laboratory, giver solen solgt næsten dobbelt så meget energi til Mojave-ørkenen som det gør for Stillehavet Nordvest. Fordi en panelets produktion afhænger af mængden af ​​solenergi, den modtager, betyder det, at sol er en meget bedre strømkilde i sydvestlige ørkener end i andre dele af landet. Mens et solpanel kan levere i det mindste noget fri elektricitet overalt i landet, vil investeringen tage meget længere tid at betale sig selv i regioner uden intens soldekning.

Effektivitet

En anden hindring for solenergi el er fotovoltaisk effektivitet. Hvis du bor i ørkenen, kan en enkelt kvadratmeter solpanel modtage mere end 6 kilowatt-timer energi i løbet af en enkelt dag. Men et solpanel kan ikke konvertere den samlede mængde energi til elektricitet. Effektiviteten af ​​et solpanel bestemmer, hvor meget strømmen er brugbar, og de fleste kommercielle solpaneler på markedet i 2013 har effektivitetsgrader på mindre end 25 procent. Jo mere effektivt et panel er, desto dyrere er det at producere. Med undtagelse af store fremskridt inden for teknologi er effektivitetsvurderinger ud over 33 procent usandsynlige i den nærmeste fremtid.

Pålidelighed

Et stort problem med solenergi er pålideligheden. I bedste fald kan et solpanel producere elektricitet i 12 timer om dagen, og et panel opnår kun topproduktion i en kort periode omkring middagstid. Sporingspaneler, der følger solen, kan forlænge denne primære generationsperiode noget, men det betyder stadig, at paneler bruger meget lidt af dagen til at producere ved maksimal kapacitet. Opbevaringsbatterier kan oplades under spidsgenerering og give en strømstyrke om natten, men de kan være dyre, indeholde giftige materialer og slides hurtigt ud på grund af gentagne opladnings- og udladningscykler.

Miljøeffekter

Mens solgenerering er emissionsfri, kan fremstillingen af ​​solpaneler og beslægtede teknologier indebære nogle miljøvenlige stoffer. Nitrogen trifluorid er et almindeligt biprodukt af elektronikproduktion, herunder dem der anvendes i solceller, og det er en drivhusgas 17.000 gange mere potent end kuldioxid. Derudover indeholder mange solceller små mængder giftig metalcadmium, og batterierne til opbevaring af genereret elektricitet kan indeholde en lang række andre tungmetaller og farlige stoffer. Efterhånden som solteknologien forbedres, kan fabrikanterne være i stand til at bevæge sig væk fra disse potentielt farlige stoffer, men i dag mærker de de ellers imponerende økologiske fordele solenergi tilbyder.

Klik for at udvide hele teksten