L'energia solare è sostenibile? 4 problemi da risolvere prima della rivoluzione solare

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Cosa accadrebbe se il mondo rimanesse a corto di combustibili fossili? Niente più auto, niente più elettricità, niente più aria condizionata. Non appena le ultime batterie fossero scariche, saremmo tornati nel Medioevo. Noi non si può lascia che accada.

L'energia è costosa e, mentre continuiamo a impoverire la Terra del suo petrolio, la il prezzo dell'energia aumenterà soltanto No, i prezzi bassi del gas non sono la fine dell'auto elettricaLa caduta dei prezzi del gas segna la fine di auto elettriche come la Tesla Model S? Non così in fretta. I prezzi del gas non sono l'intera storia. Leggi di più - cioè, a meno che non riusciamo a trovare un altro modo per generare elettricità. Quando il carburante è così cruciale app per risparmiare denaro 8 app uniche per aiutarti a risparmiare gasRisparmiare denaro sul gas non è solo un bene per te, ma anche per il pianeta. Queste app ti aiutano a gestire in modo efficiente il chilometraggio del tuo veicolo e i costi del carburante, costruendo buone abitudini di guida. Leggi di più

diventa un luogo comune, è quando sai che il problema è reale.

Seriamente, potremmo esaurire i combustibili fossili entro il 2060.

L'energia solare è la nostra migliore speranza L'energia del futuro, oggi: come funzionano i pannelli solari e gli eliostati?Risorse rinnovabili. È un problema che affrontiamo ogni giorno, che lo realizziamo o no. Con ogni pompa di una maniglia del gas, con ogni pressione dell'acceleratore di un'auto, con ogni spina del nostro ... Leggi di più , ma lo sviluppo di tale tecnologia negli ultimi decenni è stato poco brillante. Quanto tempo prima che l'energia solare mantenga le sue promesse? Cosa ci vuole così tanto? La rivoluzione energetica arriverà in tempo?

Il mondo ha bisogno dell'energia solare ...

Ad essere onesti, l'energia solare non è la solo alternativa ai combustibili fossili. Ci sono molti altri viali esplorati da menti brillanti in tutto il mondo, e sebbene tutti mostrino quantità variabili di potenziale, hanno tutti gravi inconvenienti.

Per esempio, energia eolica. Il vento è ovunque e pieno di potenziale energetico. È verde, ha una produzione di inquinamento trascurabile ed è relativamente efficiente quando si tratta di requisiti di spazio.

Sfortunatamente, il vento è imprevedibile e spesso arriva in picchi intermittenti, il che non è molto utile a meno che non possiamo sviluppare una conservazione a lungo termine dell'energia prodotta. Per non parlare del fatto che le turbine eoliche possono essere inquietanti e pericolose da mantenere.

Inoltre, i grandi parchi eolici possono avere un impatto immediato sul clima locale (influenzando la circolazione dell'aria) e la fauna selvatica locale (turbine che uccidono uccelli e pipistrelli). Ciò può essere mitigato dallo sviluppo di turbine eoliche senza lama, ma è ancora troppo presto per dirlo.

Energia idroelettrica è un'altra fonte di carburante che si è dimostrata efficace ma problematica. Le dighe idroelettriche sono distruttive per gli ecosistemi acquatici, creando corpi idrici stagnanti, interrompendo le abitudini migratorie e uccidendo completamente molti tipi di pesci.

Altre forme di energia alternativa, tra cui biocarburanti e idrogeno, hanno difficoltà a superare i problemi più elementari: ci vuole più energia per produrre loro rispetto all'energia offerta quando consumato.

Un'altra opzione decente è energia nucleare, che è molto più ecologico dei combustibili fossili su base unitaria. Tuttavia, lo smaltimento dei rifiuti rimane un problema e c'è ancora il problema del carburante finito. L'energia nucleare potrebbe farci guadagnare tempo, ma non è una soluzione permanente al problema.

Il che, per ora, ci lascia solo energia solare come unica soluzione plausibile a lungo termine.

... Ma gli ostacoli sono molti

Abbiamo brevemente coperto perché l'energia solare non è decollata Che cos'è l'energia solare e perché non è decollata?Qual è il grosso problema con l'energia solare? Se è davvero così importante e necessario come molti sostengono che sia, perché non ha ancora preso il controllo del settore energetico? Leggi di più prima, ma esploriamolo in modo un po 'più dettagliato. Se il sole è il nostro presunto salvatore dall'esaurimento dei combustibili fossili, che diamine sta tenendo a bada la rivoluzione solare?

A quanto pare, abbiamo alcuni ostacoli da superare.

Innanzitutto, come l'energia eolica, l'energia solare è intermittente. È risaputo che le celle solari generano energia solo mentre il sole splende su di esse. Questo semplice problema rende le celle solari completamente inefficaci per gran parte del mondo.

Prendi una città come Seattle o Londra. Queste sono aree che vedono più precipitazioni che sole durante tutto l'anno. Per alimentare queste città con la sola energia solare, ogni giorno il sole dovrebbe generare elettricità per almeno due giorni. La tecnologia solare non è affatto vicino a questa capacità in questo momento.

E la foresta pluviale amazzonica? Sono 2,1 milioni di miglia quadrate di terra che non sono in grado di sfruttare i raggi del sole per ottenere elettricità. Che dire dei paesi intorno al circolo polare artico? Questi luoghi potrebbero vedere il sole per sei mesi consecutivi, quindi l'oscurità per i sei mesi successivi. Avrebbero avuto elettricità solo per la metà dell'anno. Unire la potenza tra aree diverse rappresenta anche un problema, perché la perdita di energia su lunghe linee elettriche diventa proibitiva. Potremmo risolverlo con i superconduttori a temperatura ambiente, ma questa tecnologia è molto lontana.

Il che ci porta al prossimo grosso problema: accumulo di energia solare. Se la produzione solare è disponibile solo in determinate ore del giorno in determinate regioni del mondo, la risposta ovvia è quella di imbottigliare quell'energia e risparmiarla per dopo. Sfortunatamente, quello è tanto più facile a dirsi che a farsi.

Il problema è che i pacchi batteria economici hanno problemi di longevità o affidabilità mentre i pacchi batteria di qualità sono proibitivi da produrre. Nel 2013, le batterie agli ioni di litio su larga scala si sono aggirate intorno al prezzo di $ 1.000 / kWh.

Fortunatamente per tutti noi, il 2015 ha inaugurato una nuova era in cui Elon Musk, CEO di Tesla ha presentato i pacchi batteria di prossima generazione Elon Musk ci ha appena salvato dai combustibili fossili? Leggi di più sia per l'uso su piccola scala da parte del consumatore che per l'uso su larga scala dell'azienda. I prezzi sono fissati per iniziare intorno a $ 350 / kWh e da qui in poi diventeranno più economici.

Ma l'immagazzinamento dell'energia solare è importante solo se possiamo produrre più elettricità di quella di cui abbiamo effettivamente bisogno in modo da poter immagazzinare l'eccesso, motivo per cui dobbiamo anche parlare di efficienza delle celle solari.

La famiglia americana media richiede circa 24kWh al giorno (o 1kW all'ora). Tuttavia, questa cifra non è distribuita uniformemente: l'utilizzo di elettricità è relativamente costante durante il giorno, picchi la sera dopo che le persone tornano a casa dal lavoro, quindi si riducono a quasi nulla dopo che tutti sono andati a dormire. Questo presenta un problema.

Affinché ci sia elettricità durante la notte, l'energia solare deve essere catturata e immagazzinata durante il giorno mentre il sole è ancora fuori. Ma se le persone usano l'elettricità durante il giorno, quindi le celle solari devono catturare più sole possibile: abbastanza per soddisfare le richieste di elettricità di giorno e abbastanza per riempire le batterie per la notte.

O in altre parole, se assumiamo che otteniamo sei ore di "buon sole" al giorno - e questo è tutto generoso - quindi la capacità solare deve essere sufficiente per catturare 24 ore di energia durante quelle sei ore periodo. Dopotutto, le classificazioni delle celle solari si basano su condizioni ideali: un sole limpido di mezzogiorno all'equatore terrestre.

Quindi, parliamo di efficienza. In media, un pannello solare adatto ai consumatori può generare circa 10 watt all'ora per mq. ft. Pertanto, per generare 1kWh, occorrono 100 sq. ft. di pannelli solari. Ma questo presuppone che il sole splenda tutto il giorno ogni giorno e sappiamo che non è vero.

Se assumiamo sei ore di "buon sole", avremmo bisogno di quattro volte più pannelli solari, il che ci porta a 400 mq. ft. di pannelli solari per soddisfare le esigenze di elettricità di una famiglia americana media. E la somma di tutti questi pannelli dovrebbe essere valutata a 4kW.

Con una media di $ 5 per watt, un sistema da 4kW costerebbe circa $ 20.000. Grazie a Tesla, ora possiamo acquistare tre batterie da 10kWh a $ 3.500 ciascuna per un totale netto di $ 10.500. Quindi per circa $ 30.500 potresti avere un sistema operativo che soddisfa le tue esigenze quotidiane di elettricità e fino a 30 ore di batteria (supponendo che tu abbia 400 mq. ft. di terra compatibile con pannelli).

Naturalmente tutto ciò presuppone che tu abbia 400 sq. ft. di terra compatibile con i pannelli, il che non è vero per la maggior parte delle persone (specialmente nelle aree urbane). Affinché questa sia una soluzione reale e pratica, dovremmo migliorare in modo massiccio l'efficienza delle celle solari o coprire essenzialmente tutti gli edifici con loro, usando qualcosa come cella solare spray-on Efficiente. A buon mercato. Eccezionale. Ecco perché sono importanti le nuove celle solari spray-onIl costo dell'energia solare è destinato a scendere precipitosamente dopo un team di scienziati che lavorano presso il L'Università di Sheffield nel Regno Unito ha annunciato lo sviluppo di celle solari con spray-on processi. Leggi di più tecnologia.

Infine, abbiamo grossi problemi in merito infrastruttura di energia solare in tutto il mondo. L'essenza di questo problema si riduce a questo: pensa a tutto ciò che attualmente funziona con combustibili fossili (ad esempio automobili, centrali elettriche, ecc.), Quindi pensa a quanto lavoro sarebbe necessario per convertire tutto ciò essere compatibile con il solare.

Molte centrali elettriche dovrebbero essere chiuse, persino demolite, per essere ricostruite come centrali solari. Le automobili alimentate a gas, diesel e ibride dovrebbero essere abbandonate a favore veicoli completamente elettrici come il Tesla Come le auto elettriche supereranno i limiti di ricaricaLe auto elettriche sono fantastiche, ad eccezione della gamma. Le auto elettriche possono superare le tecnologie di gamma? Leggi di più . E poi ci sono costi periferici, come convertire stazioni di servizio in stazioni di ricarica.

Questo è tutto molto costoso.

Ma se guardiamo al futuro delle infrastrutture solari su larga scala, il MIT ha appena pubblicato uno studio che ha trovato possibile raggiungere diffusione su scala terawatt dell'energia solare entro il 2050. È abbastanza per alimentare 41,7 miliardi di famiglie al tasso medio di consumo di elettricità americano.

Forse l'adozione solare diffusa prima che finiamo i combustibili fossili potrebbe essere possibile dopo tutto.

Buone notizie: il futuro sembra luminoso

Se sei arrivato così lontano e sei ancora scettico sul futuro della tecnologia solare, non ti biasimerei. È stato pubblicizzato come un punto di svolta per decenni e tutti questi recenti sviluppi potrebbero sembrare più fumo soffiato in giro.

Bene, la verità è che energia alternativa può opera.

Il Costa Rica recentemente è andato oltre 75 giorni consecutivi utilizzando nient'altro che energia rinnovabile. Certo, la maggior parte è stata effettuata attraverso impianti idroelettrici durante una stagione delle piogge intense, ma fornisce un barlume di speranza a quelli di noi che vogliono rompere la nostra dipendenza dal petrolio.

Inoltre, la Francia ha recentemente firmato un decreto che impone a tutti i nuovi edifici commerciali di farlo coprire i loro tetti con pannelli solari o piante. È un piccolo ma importante passo che mostra che il mondo sta iniziando ad accettare che l'energia solare non è giusta necessario per il futuro, lo è plausibile come una vera soluzione.

Se lo permettiamo, l'energia solare ha il potenziale per essere una delle diverse tecnologie che cambieranno il mondo per sempre Le 10 migliori tecnologie emergenti che stanno cambiando il mondoDall'agricoltura alla medicina all'energia, i progressi vengono fatti ogni giorno. Scopri un po 'di queste 10 tecnologie emergenti che potrebbero influenzare direttamente la tua vita nei prossimi anni. Leggi di più . E grazie ai recenti sviluppi e ai cambiamenti sociali, quel cambiamento potrebbe arrivare prima di quanto pensiamo.

Hai delle riserve sull'energia solare? Quanto tempo pensi che il mondo abbandoni definitivamente i combustibili fossili? Quel giorno verrà mai? Condividi i tuoi pensieri con noi nei commenti!

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