Vai saules enerģija ir ilgtspējīga? 4 problēmas, kas jāatrisina pirms Saules revolūcijas

Reklāma

Kas notiktu, ja pasaule izsīktu no fosilā kurināmā? Ne vairāk automašīnu, vairs elektrības un gaisa kondicioniera. Tiklīdz tika iztukšotas pēdējās baterijas, mēs būsim atpakaļ viduslaikos. Mēs nevar ļauj tam notikt.

Enerģija ir dārga, un, tā kā mēs turpinām novājēt Zemi no tās naftas, enerģijas cena tikai pieaugs Nē, zemas gāzes cenas nav elektromobiļa beigasVai krītošās gāzes cenas ietekmē elektromobiļus, piemēram, Tesla Model S? Ne tik ātri. Gāzes cenas nav viss stāsts. Lasīt vairāk - tas ir, ja vien mēs nevaram atrast citu veidu, kā ražot elektrību. Kad degviela ir tik būtiska, ka gāzes naudu taupošas lietotnes 8 unikālas lietotnes, kas palīdzēs ietaupīt gāzes nauduNaudas ietaupīšana par gāzi nāk par labu ne tikai sev, bet arī planētai. Šīs lietotnes palīdz efektīvi pārvaldīt automašīnas nobraukumu un degvielas izmaksas, veidojot labus braukšanas ieradumus. Lasīt vairāk kļūt par ikdienišķu, tas ir, kad jūs zināt, ka problēma ir reāla.

Nopietni, mēs varētu līdz 2060. gadam būs beidzies fosilo degvielu daudzums.

Saules enerģija ir mūsu labākā cerība Nākotnes enerģija šodien: kā darbojas saules paneļi un heliostati?Atjaunojamie resursi. Tā ir problēma, ar kuru mēs saskaramies katru dienu neatkarīgi no tā, vai mēs to saprotam vai nē. Ar katru gāzes roktura sūkni, ar katru automašīnas akseleratora nospiešanu un ar katru mūsu ... Lasīt vairāk , taču minētās tehnoloģijas attīstība dažās pēdējās desmitgadēs ir bijusi nepietiekama. Cik ilgi pirms saules enerģija būs izpildījusi savus solījumus? Kas prasa tik ilgu laiku? Vai enerģijas revolūcija ieradīsies laikā?

Pasaulei nepieciešama saules enerģija ...

Godīgi sakot, saules enerģija nav tā tikai fosilā kurināmā alternatīva. Visā pasaulē izcili prāti ir izpētījuši daudz citu iespēju, un, lai arī tie visi parāda atšķirīgu potenciālu, tiem visiem ir nopietni trūkumi.

Piemēram, vēja enerģija. Vējš ir visur un pilns ar enerģijas potenciālu. Tā ir zaļa, ar nenozīmīgu piesārņojuma daudzumu un ir diezgan efektīva, ja runa ir par kosmosa prasībām.

Diemžēl vējš nav prognozējams, un bieži vien tas notiek periodiski, kas nav ļoti noderīgi, ja vien mēs varam ilglaicīgi attīstīt saražotās enerģijas uzkrāšanu. Nemaz nerunājot par to, ka vēja turbīnas var būt satraucoši skaļas un bīstamas uzturēt.

Turklāt lielie vēja parki var tūlītēji ietekmēt vietējos laika apstākļus (ietekmējot gaisa cirkulāciju) un vietējo savvaļas dzīvi (turbīnas, kas nogalina putnus un sikspārņus). To var mazināt, attīstot bezstikla vēja turbīnas, bet to vēl ir pāragri pateikt.

Hidroelektriskā enerģija ir vēl viens degvielas avots, kas ir izrādījies efektīvs, bet problemātisks. Hidroenerģijas aizsprosti iznīcina ūdens ekosistēmas, radot stāvošus ūdenstilpes, izjaucot migrācijas ieradumus un tiešā veidā nogalinot daudzu veidu zivis.

Citas alternatīvās enerģijas formas, ieskaitot biodegvielas un ūdeņradis, ir grūtības pārvarēt visvienkāršākās problēmas: tas prasa vairāk enerģijas ražot viņiem nekā piedāvātā enerģija, kad patērēts.

Vēl viena pienācīga iespēja ir kodolenerģija, kas ir daudz videi draudzīgāks nekā fosilais kurināmais uz vienu vienību. Tomēr atkritumu apglabāšana joprojām ir problēma, un joprojām pastāv ierobežotas degvielas problēma. Kodolenerģija varētu mums iegādāties laiku, taču tas nav pastāvīgs problēmas risinājums.

Kas pagaidām mums atliek tikai saules enerģija kā vienīgais iespējamais ilgtermiņa risinājums.

… Bet šķēršļu ir daudz

Mēs esam īsi apskatījuši kāpēc saules enerģija nav sākusies Kas ir saules enerģija un kāpēc to neizmantoja?Cik liela ir saules enerģija? Ja tas tiešām ir tikpat svarīgi un nepieciešami, jo tik daudzi apgalvo, ka tas ir, kāpēc tā vēl nav pārņēmusi enerģētikas nozari? Lasīt vairāk iepriekš, bet izpētīsim to sīkāk. Ja saule ir šķietamais glābējs no fosilā kurināmā izsīkuma, tad kas gan tur saules revolūciju?

Izrādās, mums ir daži šķēršļi, lai pārietu.

Pirmkārt, tāpat kā vēja enerģija, saules enerģija ir periodiska. Tas ir vispārzināms fakts, ka saules baterijas ģenerē enerģiju tikai tad, kad uz tām spīd saule. Šī vienkāršā problēma padara saules baterijas par pilnīgi neefektīvām lielās pasaules daļās.

Dodieties uz tādu pilsētu kā Sietla vai Londona. Šīs ir teritorijas, kurās visu gadu ir vairāk nokrišņu nekā saules. Lai darbinātu šīs pilsētas tikai ar saules enerģiju, katras dienas saules vērtībai vajadzētu saražot vismaz divu dienu elektroenerģiju. Saules tehnoloģija šobrīd nav tuvu šai spējai.

Kā ir ar Amazones lietus mežu? Tas ir 2,1 miljons kvadrātjūdzes zemes, kas nav spējīga izmantot saules starus elektrībai. Kā ir ar valstīm, kas atrodas ap polāro loku? Šajās vietās sešus mēnešus varētu redzēt sauli, bet nākamos sešus mēnešus - tumsu. Viņiem elektrība bija tikai pusgadu. Arī enerģijas apvienošana starp dažādiem apgabaliem ir problēma, jo enerģijas zudumi garās elektrolīnijās kļūst pārmērīgi lieli. Mēs to varētu labot ar istabas temperatūras supravadītājiem, taču šī tehnoloģija ir tāls ceļš.

Kas mūs noved pie nākamās lielās problēmas: saules enerģijas uzkrāšana. Ja saules enerģijas ražošana ir pieejama tikai noteiktā diennakts laikā noteiktos pasaules reģionos, acīmredzamā atbilde ir šīs enerģijas uzkrāšana un ietaupīšana vēlākai izmantošanai. Diemžēl tā daudz vieglāk pateikt kā izdarīt.

Problēma ir tā, ka lētiem akumulatoriem ir problēmas ar ilgmūžību vai uzticamību, savukārt kvalitatīvu akumulatoru ražošana ir pārmērīgi dārga. 2013. gadā liela mēroga litija jonu akumulatori svārstījās ap USD 1000 / kWh cenu.

Par laimi mums visiem, 2015. gads sākās jaunā laikmetā, kad Tesla izpilddirektors Elons Musks atklātas nākamās paaudzes akumulatoru paketes Vai Elons Musks tikai mūs glāba no fosilā kurināmā? Lasīt vairāk gan maziem, gan lieliem uzņēmumiem. Cenas tiek noteiktas, sākot no USD 350 / kWh, un turpmāk tās kļūs tikai lētākas.

Bet saules enerģijas uzkrāšanai ir nozīme tikai tad, ja mēs varam saražot vairāk elektrības, nekā mums patiesībā nepieciešams, lai mēs varētu uzglabāt lieko, tāpēc mums ir jārunā arī par saules bateriju efektivitāte.

Vidējā amerikāņu mājsaimniecībā nepieciešami aptuveni 24kWh dienā (vai 1kW stundā). Tomēr šis skaitlis nav vienmērīgi sadalīts: visu dienu elektrības patēriņš ir samērā nemainīgs, smailes vakarā pēc tam, kad cilvēki nāk mājās no darba, pēc tam gandrīz nekrīt pēc tam, kad visi ir devušies Gulēt. Tas rada problēmu.

Lai naktī būtu elektrība, saules enerģija jānoņem un jāuzglabā dienas laikā, kamēr saule vēl ārā. Bet, ja cilvēki izmanto elektrību laikā dienā, tad saules baterijām jānoņem pēc iespējas vairāk saules: pietiekami, lai dienā izpildītu prasības pēc elektrības un pietiekami, lai uzlādētu baterijas naktij.

Citiem vārdiem sakot, ja mēs pieņemam, ka dienā mēs saņemam sešas stundas “labas saules” - un tā ir dāsna - tad saules kapacitātei jābūt pietiekamai, lai šīs sešās stundas laikā iegūtu 24 stundu enerģiju periods. Galu galā saules bateriju vērtējums ir balstīts uz ideāliem apstākļiem: skaidru, pusdienlaiku sauli pie Zemes ekvatora.

Tātad, parunāsim par efektivitāti. Vidēji patērētāja novērtēts saules panelis var radīt apmēram 10 vati stundā uz kvadrātmetru. pēdas Tāpēc, lai ģenerētu 1kWh, jums būs nepieciešami 100 kv. pēdas saules paneļu. Bet tas pieņem, ka saule spīd visu dienu katru dienu, un mēs zinām, ka tā nav taisnība.

Ja mēs pieņemam, ka sešas stundas ir “laba saule”, tad mums būtu nepieciešams četras reizes vairāk saules paneļu, kas mums nodrošina līdz 400 kv. pēdas saules paneļu, lai apmierinātu vidējās amerikāņu mājsaimniecības vajadzības pēc elektrības. Un visu šo paneļu summa būtu jānovērtē ar 4kW.

Vidēji USD 5 par vatu 4kW sistēma maksātu aptuveni 20 000 USD. Pateicoties Tesla, mēs tagad varam iegādāties trīs 10kWh akumulatorus par katru USD 3500 par kopējo summu 10 500 USD. Tātad par apmēram 30 500 USD jums varētu būt operētājsistēma, kas apmierina ikdienas vajadzības pēc elektrības un līdz 30 stundām akumulatora (pieņemot, ka jums ir 400 kv. pēdas ar paneļiem saderīgu zemi).

Protams, tas viss pieņem, ka jums ir 400 kv. pēdas ar paneļiem saderīgu zemi, kas lielākoties neatbilst patiesībai lielākajai daļai cilvēku (īpaši pilsētu teritorijās). Lai tas būtu reāls, praktisks risinājums, mums ir ievērojami jāuzlabo saules bateriju efektivitāte vai jāaptver visas ēkas ar tām, izmantojot kaut ko līdzīgu izsmidzināms saules elements Efektīvs. Lēts. Satriecošs. Lūk, kāpēc ir svarīgi jaunie izsmidzināmi saules elementiParedzams, ka saules enerģijas izmaksas kritīsies strauji pēc zinātnieku grupas, kas strādā Šefīldas Universitāte Apvienotajā Karalistē paziņoja par saules bateriju attīstību, izmantojot izsmidzināmu process. Lasīt vairāk tehnoloģija.

Visbeidzot, mums ir lielas problēmas saistībā ar saules enerģijas infrastruktūra visā pasaulē. Šī jautājuma būtība ir šāda: padomājiet par visu, kas pašlaik darbojas ar fosilo degvielu (piemēram, automašīnas, elektrostacijas utt.), Pēc tam padomājiet, cik daudz darba būtu nepieciešams, lai pārveidotu tas viss lai tie būtu saderīgi ar sauli.

Daudzas elektrostacijas būtu jāslēdz vai pat jānojauc, lai tās pārbūvētu par saules fermām. Par labu būtu jāatsakās no automašīnām, kas ražotas ar gāzi, dīzeļdegvielu un hibrīdu piedziņu pilnīgi elektriski transportlīdzekļi, piemēram, Tesla Kā elektriskās automašīnas pārvarēs uzlādes ierobežojumusElektromobiļi ir lieliski - izņemot to klāstu. Vai elektromobiļi var pārvarēt diapazona tehnoloģijas? Lasīt vairāk . Un tad rodas perifērijas izmaksas, piemēram, degvielas uzpildes staciju pārveidošana par uzlādes stacijām.

Tas ir viss ļoti dārgs.

Bet, ja mēs skatāmies uz lielāka mēroga saules infrastruktūras nākotni, MIT nupat izlaida pētījumu, kurā tika atzīts, ka to ir iespējams sasniegt saules enerģijas izmantošana teravatu mērogā līdz 2050. gadam. Tas ir pietiekami, lai darbinātu 41,7 miljardus mājsaimniecību ar vidējo Amerikas elektrības patēriņu.

Varbūt galu galā varētu būt iespējama plaša saules izmantošana pirms fosilā kurināmā beigām.

Labās ziņas: nākotne izskatās gaiša

Ja jūs esat tik tālu nokļuvis un joprojām skeptiski domājat par saules enerģijas tehnoloģiju nākotni, es jūs nevainotu. Tas tiek dēvēts par spēles mainītāju gadu desmitiem, un visi šie jaunākie notikumi var šķist vairāk dūmu, kas tiek izpūsti apkārt.

Nu patiesība tāda alternatīvā enerģija var darbs.

Kostarika nesen devās vairāk nekā 75 dienas tieši, izmantojot tikai atjaunojamo enerģiju. Piešķirts, ka lielākoties tas tika veikts caur hidroelektrostacijām spēcīgu lietavu sezonā, taču tas dod cerības mirdzumu tiem no mums, kuri vēlas pārtraukt mūsu atkarību no naftas.

Turklāt Francija nesen parakstīja likumu dekrētā, kas prasa visām jaunajām komerciālajām ēkām pārklājiet viņu jumtus ar saules paneļiem vai augi. Tas ir mazs, bet svarīgs solis, kas parāda, ka pasaule sāk pieņemt, ka saules enerģija nav tikai nepieciešams nākotnei tas ir ticams kā reālu risinājumu.

Ja mēs to pieļaujam, saules enerģijai ir potenciāls būt vairākas tehnoloģijas, kas uz visiem laikiem mainīs pasauli Top 10 topošās tehnoloģijas, kas maina pasauliSākot ar lauksaimniecību, beidzot ar medicīnu un beidzot ar enerģiju, katru dienu tiek veikti uzlabojumi. Uzziniet mazliet par šīm 10 jaunajām tehnoloģijām, kas tuvāko gadu laikā varētu tieši ietekmēt jūsu dzīvi. Lasīt vairāk . Pateicoties nesenajiem notikumiem un sociālajām pārmaiņām, šīs izmaiņas varētu notikt ātrāk, nekā mēs domājam.

Vai jums ir iebildumi par saules enerģiju? Cik ilgi jūs domājat, pirms pasaule par labu atsakās no fosilā kurināmā? Vai šī diena kādreiz pienāks? Dalieties savās domās ar mums komentāros!

Attēlu kredīti: Vēja enerģijas ferma caur Shutterstock, Kukurūzas biodegviela Via Shutterstock, Saules horizonts Via Shutterstock, Saules baterijas caur Shutterstock, Saules spuldze caur Shutterstock, Saules mājas jumta segumi caur Shutterstock, Saules autobusu pietura Via Shutterstock