Ist Solarenergie nachhaltig? 4 Probleme, die vor der Sonnenrevolution gelöst werden müssen

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Was würde passieren, wenn der Welt die fossilen Brennstoffe ausgehen würden? Keine Autos mehr, kein Strom mehr, keine Klimaanlage mehr. Sobald die letzten Batterien leer waren, waren wir gleich wieder im Mittelalter. Wir kippen lass das geschehen.

Energie ist teuer, und während wir die Erde weiterhin von ihrem Öl befreien, wird die Der Energiepreis wird nur steigen Nein, niedrige Gaspreise sind nicht das Ende des ElektroautosBedeuten sinkende Benzinpreise das Ende für Elektroautos wie das Tesla Model S? Nicht so schnell. Die Gaspreise sind nicht die ganze Geschichte. Weiterlesen - das heißt, es sei denn, wir finden einen anderen Weg zur Stromerzeugung. Wenn Kraftstoff so wichtig ist, dass gassparende Apps 8 einzigartige Apps, mit denen Sie Benzingeld sparen könnenGeld sparen für Benzin ist nicht nur gut für Sie selbst, sondern auch für den Planeten. Mit diesen Apps können Sie die Kilometer- und Kraftstoffkosten Ihres Fahrzeugs effizient verwalten und gleichzeitig gute Fahrgewohnheiten entwickeln. Weiterlesen Wenn Sie wissen, dass das Problem real ist, werden Sie alltäglich.

Im Ernst, wir könnten Bis 2060 gehen die fossilen Brennstoffe aus.

Solarenergie ist unsere beste Hoffnung Die Energie der Zukunft heute: Wie funktionieren Sonnenkollektoren und Heliostaten?Erneuerbare Ressourcen. Es ist ein Problem, mit dem wir jeden Tag konfrontiert sind, ob wir es realisieren oder nicht. Mit jeder Pumpe eines Gasgriffs, mit jedem Drücken des Gaspedals eines Autos, mit jedem Stecker unserer ... Weiterlesen Die Entwicklung dieser Technologie in den letzten Jahrzehnten war jedoch mangelhaft. Wie lange dauert es, bis die Sonnenenergie ihre Versprechen erfüllt? Was dauert es so lange? Wird die Energiewende rechtzeitig eintreffen?

Die Welt braucht Sonnenenergie…

Um fair zu sein, Solarenergie ist nicht die nur Alternative zu fossilen Brennstoffen. Es gibt viele andere Wege, die von brillanten Köpfen auf der ganzen Welt erkundet werden, und obwohl sie alle ein unterschiedliches Potenzial aufweisen, haben sie alle schwerwiegende Nachteile.

Zum Beispiel, Windkraft. Wind ist überall und voller Energiepotential. Es ist grün, hat einen vernachlässigbaren Schadstoffausstoß und ist relativ effizient, wenn es um Platzbedarf geht.

Leider ist der Wind unvorhersehbar und tritt häufig mit zeitweiligen Spannungsspitzen auf, was nur dann sehr nützlich ist, wenn wir die erzeugte Energie langfristig speichern können. Ganz zu schweigen von der Tatsache, dass Windkraftanlagen störend laut und gefährlich zu warten sein können.

Darüber hinaus können große Windparks unmittelbare Auswirkungen auf das lokale Wetter (durch Beeinflussung der Luftzirkulation) und die lokale Tierwelt (Turbinen, die Vögel und Fledermäuse töten) haben. Dies kann durch die Entwicklung von gemildert werden klingenlose Windkraftanlagen, aber es ist noch zu früh, um es zu sagen.

Wasserkraft ist eine weitere Kraftstoffquelle, die sich als effektiv, aber problematisch erwiesen hat. Wasserkraftdämme zerstören die aquatischen Ökosysteme, schaffen stagnierende Gewässer, stören die Migrationsgewohnheiten und töten viele Arten von Fischen.

Andere Formen alternativer Energie, einschließlich Biokraftstoffe und Wasserstoffhaben Schwierigkeiten, die grundlegendsten Probleme zu überwinden: Es braucht mehr Energie, um produzieren sie als die Energie angeboten, wenn verbraucht.

Eine andere anständige Option ist Atomkraft, Das ist pro Einheit viel umweltfreundlicher als fossile Brennstoffe. Die Abfallentsorgung bleibt jedoch ein Problem, und es gibt immer noch das Problem des endlichen Kraftstoffs. Atomkraft könnte uns Zeit verschaffen, ist aber keine dauerhafte Lösung für das Problem.

Was uns vorerst nur noch lässt Solarenergie als die einzig plausible langfristige Lösung.

… Aber die Hindernisse sind viele

Wir haben kurz darauf eingegangen warum die Sonnenenergie nicht abgenommen hat Was ist Solarenergie und warum hat sie nicht abgenommen?Was ist die große Sache mit Solarenergie? Wenn es wirklich so wichtig und notwendig ist, wie so viele behaupten, warum hat es die Energiewirtschaft noch nicht übernommen? Weiterlesen Aber lassen Sie es uns etwas genauer untersuchen. Wenn die Sonne unser angeblicher Retter vor dem Abbau fossiler Brennstoffe ist, was zum Teufel hält die solare Revolution in Schach?

Es stellt sich heraus, dass wir einige Hindernisse überwinden müssen.

Zuallererst, wie Windenergie, Sonnenenergie ist intermittierend. Es ist bekannt, dass Solarzellen nur dann Energie erzeugen, wenn die Sonne auf sie scheint. Dieses einfache Problem macht Solarzellen für große Teile der Welt völlig unwirksam.

Nehmen Sie eine Stadt wie Seattle oder London. Dies sind Gebiete, in denen das ganze Jahr über mehr Niederschläge als Sonnenschein fallen. Um diese Städte allein mit Sonnenenergie zu versorgen, müsste der Sonnenschein eines jeden Tages mindestens zwei Tage Strom erzeugen. Die Solartechnologie ist derzeit bei weitem nicht in der Nähe dieser Fähigkeit.

Was ist mit dem Amazonas-Regenwald? Das sind 2,1 Millionen Quadratmeilen Land, das nicht in der Lage ist, die Sonnenstrahlen für Elektrizität zu nutzen. Was ist mit Ländern rund um den Polarkreis? Diese Orte sehen möglicherweise sechs Monate lang Sonnenschein und dann sechs Monate lang Dunkelheit. Sie hätten nur ein halbes Jahr Strom. Das Zusammenlegen von Strom zwischen verschiedenen Bereichen stellt ebenfalls ein Problem dar, da der Energieverlust über lange Stromleitungen unerschwinglich wird. Wir könnten dies mit Supraleitern bei Raumtemperatur beheben, aber diese Technologie ist noch weit entfernt.

Das bringt uns zum nächsten großen Problem: Solarenergiespeicher. Wenn die Solarproduktion nur zu bestimmten Tageszeiten in bestimmten Regionen der Welt verfügbar ist, besteht die offensichtliche Antwort darin, diese Energie in Flaschen zu füllen und für später aufzubewahren. Leider ist das so viel leichter gesagt als getan.

Das Problem ist, dass billige Akkus Probleme mit der Langlebigkeit oder Zuverlässigkeit haben, während die Herstellung hochwertiger Akkus unerschwinglich teuer ist. Im Jahr 2013 bewegten sich große Lithium-Ionen-Batterien um den Preis von 1.000 USD / kWh.

Zum Glück für uns alle leitete 2015 eine neue Ära ein, als Elon Musk, CEO von Tesla enthüllte Akkus der nächsten Generation Hat Elon Musk uns gerade vor fossilen Brennstoffen gerettet? Weiterlesen sowohl für kleine Verbraucher als auch für große Unternehmen. Die Preise beginnen voraussichtlich bei 350 USD / kWh und werden von nun an nur noch günstiger.

Solarenergiespeicher sind jedoch nur dann von Bedeutung, wenn wir mehr Strom produzieren können, als wir tatsächlich benötigen, damit wir den Überschuss speichern können. Deshalb müssen wir auch darüber sprechen Solarzelleneffizienz.

Der durchschnittliche amerikanische Haushalt benötigt ungefähr 24 kWh pro Tag (oder 1 kW pro Stunde). Diese Zahl ist jedoch nicht gleichmäßig verteilt: Der Stromverbrauch ist tagsüber relativ konstant. Spitzen am Abend, nachdem die Leute von der Arbeit nach Hause gekommen sind, fallen dann auf fast nichts ab, nachdem alle gegangen sind schlafen. Dies ist ein Problem.

Damit es nachts Strom gibt, muss Sonnenenergie tagsüber erfasst und gespeichert werden, während die Sonne noch draußen ist. Aber wenn die Leute Strom verbrauchen während Am Tag müssen Solarzellen so viel Sonne wie möglich einfangen: genug, um den Strombedarf des Tages zu decken und genug, um die Batterien für die Nacht zu füllen.

Oder mit anderen Worten, wenn wir davon ausgehen, dass wir sechs Stunden „gute Sonne“ pro Tag haben - und das ist es auch großzügig - dann muss die Solarkapazität ausreichen, um in diesen sechs Stunden Energie im Wert von 24 Stunden zu gewinnen Zeitraum. Schließlich basieren die Bewertungen von Solarzellen auf idealen Bedingungen: einer klaren Mittagssonne am Erdäquator.

Sprechen wir also über Effizienz. Im Durchschnitt kann ein Solarmodul mit Verbraucherbewertung etwa 10 Watt pro Stunde und Quadratmeter erzeugen. ft. Um 1 kWh zu erzeugen, benötigen Sie daher 100 m². ft. von Sonnenkollektoren. Dies setzt jedoch voraus, dass die Sonne jeden Tag den ganzen Tag scheint, und wir wissen, dass dies nicht der Fall ist.

Wenn wir von sechs Stunden „guter Sonne“ ausgehen, würden wir viermal so viel Sonnenkollektor benötigen, was uns auf 400 Quadratmeter bringt. ft. von Sonnenkollektoren, um den Strombedarf eines durchschnittlichen amerikanischen Haushalts zu decken. Und die Summe all dieser Verkleidungen müsste mit 4 kW bewertet werden.

Bei einem Durchschnitt von 5 USD pro Watt würde ein 4-kW-System etwa 20.000 USD kosten. Dank Tesla können wir jetzt drei 10-kWh-Batterien zu je 3.500 US-Dollar für insgesamt 10.500 US-Dollar kaufen. Für etwa 30.500 US-Dollar könnten Sie also ein Betriebssystem haben, das Ihren täglichen Strombedarf und bis zu 30 Stunden Batterie erfüllt (vorausgesetzt, Sie haben 400 Quadratmeter). ft. von Panel-kompatiblen Land).

All dies setzt natürlich voraus, dass Sie 400 Quadratmeter haben. ft. von Panel-kompatiblem Land, was für die meisten Menschen (insbesondere in städtischen Gebieten) einfach nicht zutrifft. Damit dies eine echte, praktische Lösung ist, müssten wir den Wirkungsgrad von Solarzellen massiv verbessern oder im Wesentlichen alle Gebäude damit abdecken, indem wir so etwas wie verwenden Aufsprühsolarzelle Effizient. Billig. Genial. Hier ist, warum neue aufgesprühte Solarzellen wichtig sindDie Kosten für Solarenergie werden nach einem Team von Wissenschaftlern, die am Die Universität von Sheffield in Großbritannien kündigte die Entwicklung von Solarzellen mit einem Spray-on an Prozess. Weiterlesen Technologie.

Schließlich haben wir große Probleme in Bezug auf Solarenergie-Infrastruktur in der ganzen Welt. Das Wesentliche dieses Problems ist: Denken Sie an alles, was derzeit mit fossilen Brennstoffen betrieben wird (z. B. Autos, Kraftwerke usw.), und überlegen Sie dann, wie viel Arbeit für die Umstellung erforderlich wäre das alles solarkompatibel zu sein.

Viele Kraftwerke müssten stillgelegt oder sogar abgerissen werden, um als Solarparks wieder aufgebaut zu werden. Gas-, Diesel- und Hybridautos müssten zugunsten von aufgegeben werden vollelektrische Fahrzeuge wie der Tesla Wie Elektroautos die Ladelimits überwindenElektroautos sind großartig - bis auf ihre Reichweite. Können Elektroautos Reichweitentechnologien überwinden? Weiterlesen . Und dann gibt es periphere Kosten wie die Umwandlung von Tankstellen in Ladestationen.

Das ist alles sehr teuer.

Wenn wir uns jedoch die Zukunft einer größeren Solarinfrastruktur ansehen, hat das MIT gerade eine Studie veröffentlicht, die dies für möglich hielt Einsatz von Solarenergie im Terawatt-Maßstab bis 2050. Dies reicht aus, um 41,7 Milliarden Haushalte mit einem durchschnittlichen amerikanischen Stromverbrauch zu versorgen.

Vielleicht ist doch eine weit verbreitete Solaranwendung möglich, bevor uns die fossilen Brennstoffe ausgehen.

Gute Nachricht: Die Zukunft sieht rosig aus

Wenn Sie so weit gekommen sind und der Zukunft der Solartechnologie immer noch skeptisch gegenüberstehen, würde ich Ihnen keine Vorwürfe machen. Es wird seit Jahrzehnten als Wegbereiter angepriesen und all diese jüngsten Entwicklungen scheinen mehr Rauch zu haben.

Nun, die Wahrheit ist das alternative Energie kann Arbeit.

Costa Rica ging vor kurzem mehr als 75 Tage ohne erneuerbare Energie. Zugegeben, das meiste davon wurde während einer starken Regenzeit durch Wasserkraftwerke gemacht, aber es gibt denjenigen von uns, die unsere Abhängigkeit von Öl brechen wollen, einen Hoffnungsschimmer.

Darüber hinaus hat Frankreich kürzlich ein Dekret unterzeichnet, das alle neuen Geschäftsgebäude dazu verpflichtet bedecken ihre Dächer mit Sonnenkollektoren oder Pflanzen. Es ist ein kleiner, aber wichtiger Schritt, der zeigt, dass die Welt beginnt zu akzeptieren, dass Solarenergie nicht nur ist notwendig für die Zukunft ist es plausibel als echte Lösung.

Wenn wir es zulassen, kann Solarenergie eine davon sein verschiedene Technologien, die die Welt für immer verändern werden Top 10 aufstrebende Technologien, die die Welt verändernVon der Landwirtschaft über die Medizin bis zur Energie werden täglich Fortschritte erzielt. Erfahren Sie ein wenig über diese 10 neuen Technologien, die sich in den nächsten Jahren direkt auf Ihr Leben auswirken könnten. Weiterlesen . Und dank der jüngsten Entwicklungen und sozialen Veränderungen könnte diese Veränderung früher eintreten, als wir glauben.

Haben Sie Vorbehalte gegen Solarenergie? Wie lange denken Sie, bis die Welt fossile Brennstoffe endgültig aufgibt? Wird dieser Tag jemals kommen? Teilen Sie uns Ihre Gedanken in den Kommentaren mit!

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