Undersøgelse siger, at solpaneler på halvdelen af ​​tagene kunne opfylde verdens elektricitetsbehov

Tagsolpaneler er op til 79 procent billigere, end de var i 2010. Disse styrtdykkede omkostninger har gjort solceller på taget endnu mere attraktive for husholdninger og virksomheder, der ønsker at reducere deres afhængighed af elnet og samtidig reducere deres CO2-fodaftryk.

Men er der nok tagoverflader til, at denne teknologi kan generere energi med lavt kulstofindhold til en overkommelig pris for alle, der har brug for det? Det er jo ikke kun folk, der ejer deres eget hus og vil skære ned på deres regninger, der har brug for løsninger som denne. Omkring 800 millioner mennesker globalt mangler ordentlig adgang til elektricitet.

Vores nye artikel i Nature Communications præsenterer en global vurdering af, hvor mange solcellepaneler på taget vi skal bruge for at generere nok vedvarende energi til hele verden - og hvor vi skal placere dem. Vores undersøgelse er den første, der giver et så detaljeret kort over det globale tagsolpotentiale, som vurderer tagareal og sollysdækning i skalaer hele vejen fra byer til kontinenter.

Vi fandt ud af, at vi kun ville have brug for, at 50 procent af verdens tage var dækket af solpaneler for at kunne levere nok elektricitet til at opfylde verdens årlige behov.

Metode

Vi designede et program, der inkorporerede data fra over 300 millioner bygninger og analyserede 50,1 millioner kvadrat miles (130 millioner kvadratkilometer) jord - næsten hele jordens overfladeareal. Dette estimerede, hvor meget energi der kunne produceres fra de 0,07 millioner kvadratkilometer (0,2 millioner kvadratkilometer) hustage, der er til stede på den jord, et område, der stort set har samme størrelse som Storbritannien.

Vi beregnede derefter elproduktionspotentialer fra disse tage ved at se på deres placering. Generelt kan hustage placeret på højere breddegrader såsom i Nordeuropa eller Canada variere med så meget som 40 procent i deres generationspotentiale hen over året på grund af store forskelle i solskin mellem vinter og sommer. Hustage nær ækvator varierer dog normalt kun i generationspotentiale med omkring 1 procent på tværs af årstiderne, da solskin er meget mere ensartet.

Dette er vigtigt, fordi disse store variationer i månedligt potentiale kan have en betydelig indvirkning på pålideligheden af ​​solcelledrevet elektricitet i den pågældende region. Det betyder, at steder, hvor sollys er mere uregelmæssigt, kræver energilagringsløsninger - hvilket øger elomkostningerne.

Hotspots

Vores resultater fremhævede tre potentielle hotspots for generering af solenergi på taget:Asien, Europa og Nordamerika.

Af disse ligner Asien det billigste sted at installere paneler, hvor - i lande som Indien og Kina - en kilowatt-time (kWh) elektricitet, eller cirka 48 timers brug af din bærbare computer, kan produceres for kun 0,05 pence ($0,00068) ). Dette er takket være billige panelproduktionsomkostninger samt solrigere klimaer.

I mellemtiden er de dyreste lande til at implementere solenergi på tagterrassen USA, Japan og Storbritannien. Europa er midtvejen, med gennemsnitlige omkostninger på tværs af kontinentet på omkring 0,096 pence (0,0013 USD) pr. kWh.

Solpaneler på taget ser ud til at være lige så nyttige i områder med lav befolkning, som de ville være i bycentre. For dem, der bor i fjerntliggende områder, hjælper paneler med at fylde op eller endda erstatte forsyninger fra potentielt upålidelige lokale net. Og for dem i byer kan paneler reducere luftforurening forårsaget af afbrænding af fossile brændstoffer til energi betydeligt.

Det er vigtigt at påpege, at den globale elektricitetsforsyning ikke kan stole på en enkelt produktionskilde for at opfylde kravene fra milliarder af mennesker. Og takket være omskifteligt vejr og vores planets dag- og natcyklus er et misforhold mellem efterspørgsel og udbud af solenergi uundgåeligt.

Det udstyr, der kræves til at opbevare solenergi, når det er nødvendigt, er stadig ekstremt dyrt. Derudover vil solpaneler ikke være i stand til at levere nok strøm til nogle industrier. Tung fremstilling og metalbearbejdning kræver for eksempel meget store strømme og specialiseret elforsyning, som solenergi endnu ikke vil kunne levere.

På trods af dette har solenergi på taget et enormt potentiale til at afhjælpe energifattigdom og lægge ren, forureningsfri strøm tilbage i hænderne på forbrugere verden over. Hvis omkostningerne til solenergi fortsætter med at falde, kan tagpaneler være et af de bedste værktøjer endnu til at dekarbonisere vores elforsyning.

Siddharth Joshi er en Ph.D. studerende i global energiteknik ved University College Cork i Irland.

James Glynn er seniorforsker i energisystemmodellering ved Columbia University's Center for Global Energy Policy.

Shivika Mittal er forskningsmedarbejder i energisystemmodellering ved Imperial College London.

Denne artikel er genudgivet fra Samtalen under en Creative Commons-licens. Du kan finde oprindelig artikel her.