¿Es sostenible la energía solar? 4 problemas a resolver antes de la revolución solar

¿Qué pasaría si el mundo se quedó sin combustible fósil? No hay más coches, más electricidad, más aire acondicionado. Tan pronto como se drenaron los últimos baterías, estaríamos de regreso en la Edad Media. Nosotros hipocresía dejar que eso suceda.

La energía es caro, y a medida que seguimos para agotar la tierra de su petróleo, el precio de la energía es sólo va a aumentar - Es decir, a menos que podamos encontrar otra manera de generar electricidad. Cuando el combustible es tan crucial que aplicaciones de ahorro de gas-dinero- convertido en algo común, que es cuando se conoce el problema es real.No, bajos precios de la gasolina no son el final del coche eléctricoNo, bajos precios de la gasolina no son el final del coche eléctricoQué caída de los precios del gas significar el fin para los coches eléctricos como el Tesla Model S? No tan rapido. Los precios del gas no son toda la historia.Lee mas

En serio, que podría quedarse sin combustibles fósiles para el año 2060.

La energía solar es nuestra mejor esperanza, pero el desarrollo de dicha tecnología a lo largo de las últimas décadas ha sido mediocre. Cuánto tiempo antes de la energía solar a la altura de sus promesas? ¿Qué está tomando tanto tiempo? ¿La revolución de la energía llegará a tiempo?

El mundo necesita energía solar ...

Para ser justos, la energía solar no es la solamente alternativa a los combustibles fósiles. Hay un montón de otras vías exploradas por las mentes brillantes de todo el mundo, y si bien todos ellos muestran cantidades variables de potencial, todos ellos tienen serios inconvenientes.

Por ejemplo, energía eólica. El viento está en todas partes y lleno de energía potencial. Es de color verde, tiene salida de contaminación insignificante, y es relativamente eficiente cuando se trata de las necesidades de espacio.

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Por desgracia, el viento es impredecible ya menudo viene en oleadas intermitentes, que no es muy útil a menos que podamos desarrollar el almacenamiento a largo plazo de la energía producida. Por no mencionar el hecho de que los aerogeneradores pueden ser alarmantemente alta, y peligroso de mantener.

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Además, los grandes parques eólicos pueden tener un impacto inmediato en el tiempo local (al influir en la circulación de aire) y la fauna local (turbinas de sacrificio de aves y murciélagos). Esto puede ser mitigado por el desarrollo de turbinas eólicas sin aspas, pero que todavía es demasiado pronto para decir.

Energía hidroeléctrica es otra fuente de combustible que ha demostrado ser eficaz, pero problemático. presas hidroeléctricas son destructivas para los ecosistemas acuáticos, la creación de cuerpos de agua estancada, lo que altera los hábitos de migración, y de plano matar muchos tipos de peces.

Otras formas de energía alternativa, incluyendo biocarburantes y el hidrógeno, tener dificultades para superar la más básica de problemas: se necesita más energía para Produce ellos que la energía ofertada cuando consumado.

Otra opción es decente la energía nuclear, que es mucho más ecológica que los combustibles fósiles en función de cada unidad. Sin embargo, la eliminación de residuos sigue siendo un problema, y ​​todavía hay el problema del combustible finito. La energía nuclear nos podría ganar tiempo, pero no es una solución permanente al problema.

Lo cual, por ahora, sólo nos deja con energía solar como la única solución plausible a largo plazo.

... Pero los obstáculos son muchos

Hemos cubierto brevemente por qué la energía solar no ha despegado antes, pero vamos a explorar en detalle un poco más. Si el sol es nuestro supuesto salvador de agotamiento de los combustibles fósiles, ¿qué diablos es mantener la revolución solar en la bahía?¿Qué es la Energía Solar Y por qué no ha despegado?¿Qué es la Energía Solar Y por qué no ha despegado?¿Cuál es la gran cosa con la energía solar? Si es realmente tan importante y necesario como muchos afirman que sea, por qué no ha hecho cargo de la industria de la energía todavía?Lee mas

Resulta que tenemos algunos obstáculos que saltar por encima.

En primer lugar, como la energía eólica, la energía solar es intermitente. Es un hecho bien conocido que las células solares generan energía, mientras que el sol brilla sobre ellos. Este sencillo problema hace que las células solares completamente ineficaces para grandes partes del mundo.

Tome una ciudad como Seattle o Londres. Estas son las áreas que ven más lluvia que sol durante todo el año. Con el fin de alimentar estas ciudades con la energía solar solo, vale la pena de sol de cada día tendría que generar electricidad por valor de al menos dos días. La tecnología solar está muy lejos de esa capacidad en este momento.

¿Qué hay de la selva tropical del Amazonas? Eso es de 2,1 millones de millas cuadradas de tierra que es incapaz de aprovechar los rayos del sol de la electricidad. ¿Qué hay de países de todo el círculo polar ártico? Estos lugares podrían ver el sol durante seis meses consecutivos, entonces la oscuridad para los siguientes seis meses. Sólo habían tienen electricidad para la mitad del año. El agrupamiento de poder entre diferentes áreas representa un problema también, porque la pérdida de energía a través de líneas de alimentación largas se convierte en prohibitivo. Podríamos arreglar esto con superconductores a temperatura ambiente, pero que la tecnología es un largo camino fuera.

Lo que nos lleva a la siguiente gran problema: almacenamiento de la energía solar. Si la producción de energía solar sólo está disponible en determinados momentos del día en ciertas regiones del mundo, la respuesta obvia es la de reprimir esa energía y guardarlo para más tarde. Por desgracia, eso es mucho Es más fácil decirlo que hacerlo.

El problema es que los paquetes de baterías baratas tienen problemas de fiabilidad o la longevidad, mientras que los paquetes de baterías de calidad son prohibitivamente caros de producir. En 2013, las baterías de iones de litio a gran escala revoloteaban alrededor del punto de precio $ 1,000 / kWh.

Afortunadamente para todos nosotros, 2015 marcó el comienzo de una nueva era en la que el CEO de Tesla Elon Musk paquetes de baterías de nueva generación sin velo tanto para uso a pequeña escala de consumo y uso de la empresa a gran escala. Los precios se fijan para comenzar alrededor de 350 $ / kWh y sólo un precio más bajo de aquí en adelante.Sólo tenía Elon Musk Sálvanos de los combustibles fósiles?Sólo tenía Elon Musk Sálvanos de los combustibles fósiles?Lee mas

Sin embargo, el almacenamiento de energía solar sólo importa si podemos producir más electricidad de la que realmente se necesita para que podamos almacenar el exceso, por lo que también tenemos que hablar eficiencia de las células solares.

El hogar estadounidense promedio requiere alrededor de 24kWh por día (o 1 kW por hora). Sin embargo, esta cifra no se distribuye de manera uniforme: el consumo de electricidad es relativamente constante a lo largo del día, los picos de la tarde después de la gente viene a casa del trabajo, entonces se reduce a casi nada después de todo el mundo ha ido a dormir. Esto presenta un problema.

Con el fin de que exista la electricidad durante la noche, la energía solar debe ser capturada y almacenada durante el día, mientras que el sol aún está presente. Pero si la gente está utilizando la electricidad durante el día, a continuación, las células solares necesitan capturar tanto sol como sea posible: lo suficiente para cumplir con la demanda de electricidad durante el día y suficiente para llenar las baterías para la noche.

O en otras palabras, si asumimos que tenemos seis horas de “buen sol” por día - y eso es ser generoso - a continuación, la capacidad solar debe ser suficiente para captar las 24 horas de valor de la energía durante ese período de seis horas. Después de todo, las calificaciones de células solares se basan en condiciones ideales: una, claro sol de mediodía en el ecuador de la Tierra.

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Por lo tanto, vamos a hablar eficiencia. En promedio, un panel solar consumidor nominal puede generar unos 10 vatios por hora por metro cuadrado. Ft. Por lo tanto, para generar 1 kWh, se necesitarían 100 sq. Ft. De paneles solares. Pero esto supone que el sol brilla todo el día todos los días, y sabemos que no es cierto.

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Si asumimos seis horas de “buen sol”, entonces necesitaríamos cuatro veces más paneles solares, lo que nos lleva hasta 400 sq. Ft. De paneles solares para satisfacer la demanda de electricidad de un hogar estadounidense promedio. Y la suma de todo esto paneles necesitaría tener una calificación de 4 kW.

A un promedio de $ 5 por vatio, un sistema de 4 kW costaría alrededor de $ 20.000. Gracias a Tesla, ahora podemos comprar tres baterías de 10 kWh a $ 3.500 cada uno para un total neto de $ 10,500. Así por alrededor de $ 30.500 usted podría tener un sistema operativo que cumpla con sus necesidades diarias de energía eléctrica y hasta 30 horas de batería (suponiendo que tiene 400 sq. Ft. De la tierra compatible con el panel).

Por supuesto, todo eso se supone que tiene 400 sq. Ft. De la tierra compatible con el panel, que simplemente no es cierto para la mayoría de las personas (especialmente en las zonas urbanas). Para que esto sea una solución real, práctico, tendríamos que mejorar enormemente la eficiencia de las células solares, o cubrir prácticamente todos los edificios con ellos, usando algo como por pulverización en la célula solar tecnología.Eficiente. Barato. Increíble. He aquí el porqué del nuevo del aerosol-en las células solares MateriaEficiente. Barato. Increíble. He aquí el porqué del nuevo del aerosol-en las células solares MateriaEl costo de la energía solar se ajusta a caer en picado después que un equipo de científicos que trabajan en la Universidad de Sheffield en el Reino Unido anunció el desarrollo de células solares utilizando un proceso en aerosol.Lee mas

Por último, tenemos grandes problemas con respecto infraestructura de la energía solar alrededor del mundo. La esencia de este problema se reduce a esto: pensar en todo lo que actualmente se ejecuta en los combustibles fósiles (por ejemplo, automóviles, plantas de energía, etc.), luego pensar en la cantidad de trabajo que se necesitaría para convertir todo de eso de ser compatible con energía solar.

tendrían que ser cerrado, incluso demolido, con el fin de ser reconstruida como parques solares muchas centrales eléctricas. Gas y diesel, y los automóviles de propulsión híbrida tendrían que ser abandonada en favor de vehículos totalmente eléctricos como el Tesla. Y luego están los costes periféricos, como la conversión de las estaciones de gasolina en las estaciones de carga.¿Cómo los coches eléctricos va a superar los límites de carga¿Cómo los coches eléctricos va a superar los límites de cargaLos coches eléctricos son grandes - a excepción de su gama. Pueden superar los coches eléctricos tecnologías de rango?Lee mas

Esto es todo muy caro.

Pero si nos fijamos en el futuro de la infraestructura de energía solar a gran escala, el MIT acaba de publicar un estudio que encontró posible lograr el despliegue teravatios-escala de la energía solar para el año 2050. Eso es suficiente para alimentar a 41,7 mil millones de hogares en la tasa de consumo de electricidad estadounidense promedio.

Tal vez la adopción generalizada solar antes de que se acabe de combustibles fósiles podría ser posible después de todo.

Buenas noticias: El futuro parece brillante

Si ha llegado hasta aquí y todavía se muestran escépticos sobre el futuro de la tecnología solar, no te culparía. Se ha promocionado como un cambio de juego desde hace décadas y todos estos acontecimientos recientes puede parecer más humo que es soplada alrededor.

Bueno, la verdad es que energía alternativa poder trabajo.

Costa Rica fue recientemente más de 75 días seguidos usando nada más que la energía renovable. Por supuesto, la mayor parte de ella se hizo a través de centrales hidroeléctricas durante una temporada de fuertes lluvias, sino que proporciona una luz de esperanza para aquellos de nosotros que quieren romper nuestra dependencia del petróleo.

Además de eso, Francia ha firmado recientemente en ley un decreto que exige que todos los nuevos edificios comerciales para cubrir sus techos con paneles solares o plantas. Es un pequeño pero importante paso que muestra que el mundo está empezando a aceptar que la energía solar no es sólo necesario para el futuro, es plausible como una solución real.

Si lo permitimos, la energía solar tiene el potencial de ser uno de varias tecnologías que cambiarán el mundo para siempre. Y gracias a los avances recientes y los cambios sociales, que el cambio podría llegar antes de lo que lo hará.Top 10 tecnologías emergentes que están cambiando el mundoTop 10 tecnologías emergentes que están cambiando el mundoDesde la agricultura a la medicina a la energía, los avances se están haciendo todos los días. Aprender un poco acerca de estas 10 tecnologías emergentes que podrían afectar directamente a su vida en los próximos años.Lee mas

¿Tiene reservas acerca de la energía solar? ¿Cuánto tiempo cree usted que antes de que el mundo abandona a los combustibles fósiles para siempre? Vendrá jamás ese día? Compartir sus pensamientos con nosotros en los comentarios!