Is zonne-energie duurzaam? 4 problemen om op te lossen vóór de zonnevolutie

Wat zou er gebeuren als de wereld zonder fossiele brandstof zou zijn? Geen auto's meer, geen elektriciteit meer, geen airconditioning meer. Zodra de laatste batterijen leeg waren, zouden we terug zijn in de middeleeuwen. Wij kan niet laat dat gebeuren.

Energie is duur, en omdat we doorgaan met het uitputten van de aarde van haar olie, zal de prijs van energie alleen maar toenemen. Nee, lage gasprijzen zijn niet het einde van de elektrische auto Nee, lage gasprijzen zijn niet het einde van de elektrische auto Auto Doen de dalende gasprijzen het einde voor elektrische auto's zoals de Tesla Model S? Niet zo snel. Gasprijzen zijn niet het hele verhaal. Lees meer - dat wil zeggen, tenzij we een andere manier vinden om elektriciteit te genereren. Wanneer brandstof zo belangrijk is dat gasbesparende apps 8 Unieke apps om u te helpen geld te besparen 8 Unieke apps om u te helpen gas te besparen Geld besparen op gas is niet alleen goed voor uzelf, maar ook voor de planeet. Met deze apps kunt u de kilometerstand en brandstofkosten van uw voertuig efficiënt beheren terwijl u goede rijgewoonten opbouwt. Meer lezen wordt gebruikelijk, dat is wanneer u weet dat het probleem echt is.

Serieus, we zouden in 2060 geen fossiele brandstoffen meer kunnen hebben.

Zonne-energie is onze beste hoop De energie van de toekomst, vandaag: hoe werken zonnepanelen en heliostaten? De energie van de toekomst, vandaag: hoe werken zonnepanelen en heliostaten? Hernieuwbare bronnen. Het is een probleem waarmee we elke dag worden geconfronteerd, of we het nu beseffen of niet. Met elke pomp van een gasgreep, met elke druk op het gaspedaal van een auto, met elke stekker van onze ... Lees meer, maar de ontwikkeling van die technologie in de afgelopen decennia is flauw. Hoe lang duurt het voordat de zonne-energie zijn beloften nakomt? Waarom duurt het zo lang? Zal de energierevolutie op tijd aankomen?

De wereld heeft zonne-energie nodig ...

Om eerlijk te zijn, zonne-energie is niet de enkel en alleen alternatief voor fossiele brandstoffen. Er zijn tal van andere wegen die door briljante geesten over de hele wereld worden verkend, en terwijl ze allemaal verschillende hoeveelheden potentieel vertonen, hebben ze allemaal serieuze nadelen.

Bijvoorbeeld, windkracht. Wind is overal en zit vol met energiepotentieel. Het is groen, heeft een vervuilende uitstoot van vervuiling en is relatief efficiënt als het gaat om ruimtevereisten.

Helaas is wind onvoorspelbaar en komt het vaak met intermitterende stroomstoten, wat niet erg nuttig is tenzij we langetermijnopslag van de geproduceerde energie kunnen ontwikkelen. Om nog maar te zwijgen van het feit dat windturbines storend luid en gevaarlijk zijn om te onderhouden.

Daarnaast kunnen grote windparken een directe invloed hebben op het lokale weer (door de luchtcirculatie te beïnvloeden) en de lokale flora en fauna (turbines die vogels en vleermuizen doden). Dit kan worden verzacht door de ontwikkeling van bladloze windturbines, maar het is nog te vroeg om te vertellen.

Waterkracht is een andere brandstofbron die effectief maar problematisch is gebleken. Waterkrachtdammen zijn destructief voor aquatische ecosystemen, creëren stagnerende watermassa's, verstoren migratiegewoonten en doden ronduit vele soorten vis.

Andere vormen van alternatieve energie, inclusief biobrandstoffen en waterstof, moeite hebben met het overwinnen van de meest elementaire problemen: er is meer energie voor nodig produceren ze dan de aangeboden energie wanneer geconsumeerd.

Een andere goede optie is kernenergie, die per eenheid veel milieuvriendelijker is dan fossiele brandstoffen. Afvalverwerking blijft echter een probleem, en er is nog steeds de kwestie van eindige brandstof. Kernenergie zou ons tijd kunnen geven, maar het is geen permanente oplossing voor het probleem.

Wat ons voorlopig alleen laat zonne energie als de enige plausibele langetermijnoplossing.

... Maar de obstakels zijn veel

We hebben kort uitgelegd waarom zonne-energie niet is opgestegen Wat is zonne-energie en waarom is het niet van de grond gekomen? Wat is zonne-energie en waarom heeft het niet plaatsgevonden? Wat is het probleem met zonne-energie? Als het echt zo belangrijk en noodzakelijk is als velen beweren, waarom heeft het dan nog niet de energiesector overgenomen? Lees meer voor, maar laten we het in meer detail verkennen. Als de zon onze veronderstelde redder is van de uitputting van fossiele brandstoffen, wat houdt de zonrevolutie dan op een afstand?

Blijkbaar hebben we een paar obstakels om over te springen.

Allereerst, zoals windenergie, zonne-energie is intermitterend. Het is een bekend feit dat zonnecellen alleen energie genereren terwijl de zon erop schijnt. Dit eenvoudige probleem maakt zonnecellen volledig onwerkzaam voor grote delen van de wereld.

Neem een ​​stad zoals Seattle of Londen. Dit zijn gebieden die het hele jaar door meer neerslag dan zonneschijn zien. Om deze steden alleen met zonne-energie van stroom te voorzien, zou de zoninflatie van elke dag minstens twee dagen aan elektriciteit moeten genereren. Zonnetechnologie is op dit moment lang niet in de buurt van die mogelijkheid.

Hoe zit het met het Amazone-regenwoud? Dat is 2,1 miljoen vierkante mijl land dat niet in staat is om de zonnestralen te gebruiken voor elektriciteit. Hoe zit het met landen rond de poolcirkel? Deze plaatsen kunnen zonneschijn zien gedurende zes opeenvolgende maanden, en dan duisternis voor de volgende zes maanden. Ze zouden maar een half jaar elektriciteit hebben. Het bundelen van kracht tussen verschillende gebieden vormt ook een probleem, omdat het energieverlies over lange stroomlijnen onbetaalbaar wordt. We zouden dit kunnen oplossen met supergeleiders op kamertemperatuur, maar die technologie is nog ver weg.

Dat brengt ons bij het volgende grote probleem: opslag van zonne-energie. Als de productie van zonne-energie op bepaalde tijden van de dag alleen in bepaalde regio's van de wereld beschikbaar is, is het voor de hand liggende antwoord om die energie op te slaan en op te slaan voor later. Helaas, dat is veel makkelijker gezegd dan gedaan.

Het probleem is dat goedkope accu's problemen hebben met de levensduur of de betrouwbaarheid, terwijl kwaliteitspacks onbetaalbaar duur zijn om te produceren. In 2013 zweefden lithiumbatterijen op grote schaal rond de $ 1.000 / kWh-prijs.

Gelukkig voor ons allemaal, 2015 luidde een nieuw tijdperk in toen Tesla-CEO Elon Musk de volgende generatie batterijpakketten onthulde. Heeft Elon Musk Just Save Us From Fossil Fuels? Heeft Elon Musk ons ​​gered van fossiele brandstoffen? Lees meer voor zowel kleinschalig consumentengebruik als grootschalig bedrijfsgebruik. Prijzen zijn ingesteld om rond de $ 350 / kWh te beginnen en worden vanaf nu alleen maar goedkoper.

Maar opslag van zonne-energie is alleen van belang als we meer elektriciteit kunnen produceren dan we eigenlijk nodig hebben, zodat we het teveel kunnen opslaan. Daarom moeten we ook praten over zonnecel efficiëntie.

Het gemiddelde Amerikaanse huishouden vereist ongeveer 24 kWh per dag (of 1 kW per uur). Dit cijfer is echter niet gelijkmatig verdeeld: het elektriciteitsverbruik is de hele dag door relatief constant, pieken 's avonds nadat mensen thuiskomen van het werk, en vervolgens zakt naar bijna niets nadat iedereen is gaan slapen. Dit levert een probleem op.

Om 's nachts elektriciteit te hebben, moet zonne-energie overdag worden vastgelegd en opgeslagen terwijl de zon nog steeds buiten is. Maar als mensen elektriciteit gebruiken gedurende de dag, dan moeten zonnecellen zoveel mogelijk zon invangen: genoeg om overdag elektriciteitsbehoeften te vervullen en genoeg om batterijen te vullen voor de nacht.

Of met andere woorden, als we aannemen dat we zes uur krijgen “goede zon” per dag - en dat is genereus - dan moet de zonnecapaciteit genoeg zijn om 24 uur aan energie vast te leggen gedurende die periode van zes uur. Zonnecellen zijn immers gebaseerd op ideale omstandigheden: een heldere middagzon op de evenaar van de aarde.

Laten we het hebben over efficiëntie. Gemiddeld kan een zonnepaneel met een consumentenwaardering ongeveer 10 watt per uur per vierkante meter genereren. Daarom zou u voor het genereren van 1kWh 100 vierkante meter aan zonnepanelen nodig hebben. Maar dit veronderstelt dat de zon elke dag de hele dag schijnt, en we weten dat dat niet waar is.

Als we uitgaan van zes uur “goede zon”, dan zouden we vier keer zoveel zonnepanelen nodig hebben, wat ons tot 400 vierkante meter aan zonnepanelen brengt om te voldoen aan de elektriciteitsbehoeften van een gemiddeld Amerikaans huishouden. En de som van al deze panelen moet worden geschat op 4 kW.

Met een gemiddelde van $ 5 per watt kost een 4kW-systeem ongeveer $ 20.000. Dankzij Tesla kunnen we nu drie 10kWh-batterijen kopen voor $ 3500 elk voor een netto totaal van $ 10.500. Dus voor ongeveer $ 30.500 zou je een operationeel systeem kunnen hebben dat voldoet aan je dagelijkse elektriciteitsbehoeften en tot 30 uur batterij (ervan uitgaande dat je 400 vierkante meter aan paneelcompatibele grond hebt).

Natuurlijk gaat dit alles ervan uit dat u 400 vierkante meter aan paneelcompatibel land hebt, wat gewoon niet waar is voor de meeste mensen (vooral in stedelijke gebieden). Om een ​​echte, praktische oplossing te zijn, zouden we de efficiëntie van zonnecellen enorm moeten verbeteren, of in wezen alle gebouwen ermee dekken, met gebruik van zoiets als een spray-on zonnecel Efficiënt. Goedkoop. Geweldig. Hier is waarom nieuwe spray-on zonnecellen van belang zijn. Goedkoop. Geweldig. Hier is waarom nieuwe spray-on zonnecellen belangrijk zijn De kosten van zonne-energie zullen naar verwachting snel dalen nadat een team van wetenschappers van de University of Sheffield in het Verenigd Koninkrijk de ontwikkeling van zonnecellen met behulp van een spray-on-proces heeft aangekondigd. Lees Meer technologie.

Ten slotte hebben we grote problemen met betrekking tot zonne-energie-infrastructuur wereldwijd. De essentie van dit probleem komt hierop neer: denk aan alles dat momenteel op fossiele brandstoffen draait (bijvoorbeeld auto's, krachtcentrales, enz.) En bedenk dan hoeveel werk nodig zou zijn om te converteren dat allemaal compatibel zijn met zonne-energie.

Veel elektriciteitscentrales moeten worden stilgelegd en zelfs worden afgebroken om te worden heropgebouwd als zonneboerderijen. Gas-, diesel- en hybride-aangedreven auto's zouden moeten worden opgegeven ten gunste van volledig elektrische voertuigen zoals de Tesla. Hoe elektrische auto's de laadgrenzen zullen overwinnen Hoe elektrische auto's de laadgrenzen zullen overwinnen Elektrische auto's zijn geweldig - met uitzondering van hun bereik . Kunnen elektrische auto's range-technologieën overwinnen? Lees verder . En dan zijn er perifere kosten, zoals het omzetten van benzinestations in laadstations.

Dit is alles erg duur.

Maar als we kijken naar de toekomst van grootschalige zonne-energie-infrastructuur, heeft MIT zojuist een studie vrijgegeven die het mogelijk maakte om terawatt-schaalgebruik van zonne-energie tegen 2050 te realiseren. Dat is genoeg om 41,7 miljard huishoudens van stroom te voorzien met het gemiddelde Amerikaanse elektriciteitsverbruik..

Misschien is een brede adoptie van zonne-energie mogelijk voordat we zonder fossiele brandstoffen kunnen zitten.

Goed nieuws: de toekomst ziet er rooskleurig uit

Als je zo ver bent gekomen en nog steeds sceptisch bent over de toekomst van zonnetechnologie, zou ik het je niet kwalijk nemen. Het is al tientallen jaren aangeprezen als een game-changer en al deze recente ontwikkelingen kunnen erop wijzen dat er meer rook rondwaait.

Wel, de waarheid is dat alternatieve energie kan werk.

Costa Rica ging onlangs meer dan 75 dagen achter elkaar met niets anders dan duurzame energie. Toegegeven, het meeste werd gedaan door waterkrachtcentrales tijdens een zwaar regenseizoen, maar het biedt een sprankje hoop voor degenen onder ons die onze afhankelijkheid van olie willen breken.

Bovendien heeft Frankrijk onlangs een wet ondertekend waarin alle nieuwe commerciële gebouwen worden verplicht om hun daken te bedekken met zonnepanelen of planten. Het is een kleine maar belangrijke stap die laat zien dat de wereld begint te accepteren dat zonne-energie niet alleen is noodzakelijk voor de toekomst, het is aannemelijk als een echte oplossing.

Als we het toestaan, heeft zonne-energie het potentieel om een ​​van de vele technologieën te zijn die de wereld voor altijd zullen veranderen. Top 10 opkomende technologieën die de wereld veranderen Top 10 opkomende technologieën die de wereld veranderen Van landbouw tot medicijnen tot energie, vooruitgang wordt geboekt gemaakt elke dag. Leer een beetje over deze 10 opkomende technologieën die direct invloed kunnen hebben op uw leven in de komende jaren. Lees verder . En dankzij recente ontwikkelingen en sociale verschuivingen kan die verandering eerder aankomen dan we denken.

Heb je twijfels over zonne-energie? Hoe lang denk je voordat de wereld fossiele brandstoffen voorgoed verlaat? Zal die dag ooit komen? Deel uw mening met ons in de reacties!

Beeldmateriaal: windenergiepark via Shutterstock, maïs biobrandstof via Shutterstock, zonnehorizon via Shutterstock, zonne-batterijen via Shutterstock, zonne-gloeilamp via Shutterstock, daken voor zonnewoningen via Shutterstock, zonnebusstop via Shutterstock

Ontdek meer over: Energiebesparing, groene technologie, zonne-energie.