Zawartość
Energia słoneczna jest jedną z najbardziej obiecujących technologii energii odnawialnej, umożliwiającą wytwarzanie energii elektrycznej z bezpłatnego, niewyczerpanego światła słonecznego. Wielu właścicieli domów zaczęło już wprowadzać energię słoneczną, a wielkoskalowe zakłady wytwarzania energii na południowym zachodzie oferują zalety energii słonecznej tysiącom klientów. Ale energia słoneczna wciąż napotyka szereg przeszkód, zanim będzie mogła naprawdę zastąpić paliwa kopalne do wytwarzania energii dla większości Amerykanów.
Intensywność promieniowania słonecznego
Jedną z największych przeszkód w powszechnym stosowaniu energii słonecznej są różnice w intensywności energii słonecznej. Według National Renewable Energy Laboratory Słońce dostarcza prawie dwa razy więcej energii na pustynię Mojave niż na północny zachód Pacyfiku. Ponieważ moc panelu zależy od ilości energii słonecznej, którą otrzymuje, oznacza to, że energia słoneczna jest znacznie lepszym źródłem energii na pustyniach południowo-zachodnich niż w innych częściach kraju. Chociaż panel słoneczny może zapewnić co najmniej pewną darmową energię elektryczną w dowolnym miejscu w kraju, inwestycja zwróci się znacznie dłużej w regionach bez intensywnego pokrycia słonecznego.
Wydajność
Kolejną przeszkodą dla energii słonecznej jest sprawność fotowoltaiczna. Jeśli mieszkasz na pustyni, jeden metr kwadratowy panelu słonecznego może otrzymać równowartość ponad 6 kilowatogodzin energii w ciągu jednego dnia. Ale panel słoneczny nie może przekształcić całej ilości energii w elektryczność. Wydajność panelu słonecznego określa, ile tej mocy można wykorzystać, a większość komercyjnych paneli słonecznych dostępnych na rynku w 2013 r. Ma wskaźniki wydajności poniżej 25 procent. Im bardziej wydajny jest panel, tym droższy jest jego wytwarzanie. Z wyjątkiem jakichkolwiek znaczących skoków technologicznych, wskaźniki wydajności przekraczające 33 procent są mało prawdopodobne w najbliższej przyszłości.
Niezawodność
Jednym z głównych problemów związanych z energią słoneczną jest niezawodność. W najlepszym przypadku panel słoneczny może wytwarzać energię elektryczną przez 12 godzin dziennie, a panel osiąga szczytową moc tylko przez krótki okres około południa. Panele śledzące, które podążają za słońcem, mogą nieco wydłużyć ten pierwszy okres generacji, ale nadal oznacza to, że panele spędzają bardzo mało dnia na produkcji z maksymalną wydajnością. Akumulatory mogą ładować się podczas generowania szczytowego i zapewniać strumień energii w nocy, ale mogą być drogie, zawierać toksyczne materiały i szybko się zużywać z powodu powtarzających się cyklów ładowania i rozładowywania.
Wpływ na środowisko
Podczas gdy wytwarzanie energii słonecznej jest bezemisyjne, produkcja paneli słonecznych i powiązanych technologii może obejmować niektóre substancje nieprzyjazne dla środowiska. Trifluorek azotu jest powszechnym produktem ubocznym produkcji elektroniki, w tym stosowanej w ogniwach słonecznych, i jest gazem cieplarnianym 17 000 razy silniejszym niż dwutlenek węgla. Ponadto wiele ogniw słonecznych zawiera niewielkie ilości toksycznego metalicznego kadmu, a baterie wymagane do magazynowania wytworzonej energii elektrycznej mogą zawierać wiele innych metali ciężkich i niebezpiecznych substancji. W miarę udoskonalania technologii solarnej producenci mogą być w stanie odejść od tych potencjalnie niebezpiecznych substancji, ale na razie niweczą imponujące pod względem ekologicznym korzyści, jakie oferuje energia słoneczna.