Porast održivosti, solarna energija
Sunčeva energija ekološki je prihvatljiv izvor energije. Naučite što sunčeve zrake mogu učiniti za napajanje i očuvanje planeta.
Što je solarna energija?
Solarna energija je energija koja dolazi od sunca. Sunčeva toplina i svjetlost iskorištavaju se i koriste za proizvodnju električne ili toplinske energije za razne potrebe kućanstva,poslovanja i druge operativne potrebe. Izlazni učin solarnog sustava mjeri se u vatima.
Solarna energija – poznata i kao sunčeva energija, solarna proizvodnja ili solarna radijacija – najbogatiji je, obnovljivi izvor energije. Obnovljivi izvor energije izvor je energije koji se može obnavljati. Za razliku od fosilnih goriva (nafte, prirodnog plina i ugljena), ovaj izvor energije ne iscrpljuje se jednom upotrebom. Dodatno, energija vjetra, vode i geotermalna energija drugi su primjeri obnovljivih izvora.
Moglo bi vas iznenaditi da tehnologije solarne energije nisu otkriće modernog doba: Ljudi koriste solarnu energiju još od 7. stoljeća prije Krista kada su ljudi koristili povećala i sunčeve zrake kako bi zapalili vatru i spalili mrave. Naravno, od tog vremena došlo je do velikog razvoja i napretka u tehnologijama solarne energije.
Evo kratkog pregleda i vremenske trake solarne energije, prema SAD-u. Ministarstvo energetike:
- 1767.g. švicarski znanstvenik Horace de Saussure izgradio je prvi solarni kolektor na svijetu.
- Edmond Becquerel, francuski fizičar, otkrio je fotonaponski efekt – kada svjetlost ili energija zračenja proizvodi napon ili električnu struju – 1839.g.
- Desetljećima kasnije, francuski matematičar Augustin Mouchot registrirao je patente za motore na solarni pogon.
- 1883.g. njujorški izumitelj Charles Fritts stvorio je solarnu ćeliju oblaganjem selena tankim slojem zlata koji je postigao stopu pretvorbe energije od 1 do 2 posto (za referencu, većina modernih solarnih ćelija radi sa stopom između 15 do 20 posto), prema časopisu Smithsonian. Izumitelj Edward Weston dobio je dva patenta za solarne ćelije pet godina kasnije.
- Albert Einstein objavio je rad o fotoelektričnom učinku početkom 1900-ih.
- 1954. g. Bell Telephone Laboratories proizveo je silicijsku solarnu ćeliju – prvu ćeliju koja je mogla pretvoriti dovoljno energije za rad svakodnevne električne opreme – sa 4 posto (a kasnije 11 posto) učinkovitosti. Šest godina kasnije, Hoffman Electronics dosegao je učinkovitost od 14 posto.
- 1970. g., dr. Elliot Berman dizajnirao je jeftiniju solarnu ćeliju, što je rezultiralo smanjenjem cijene na 20 USD po vatu.
- Paul MacCready napravio je letjelicu na solarni pogon (prvu takve vrste) sa 16 000 solarnih ćelija i njome letio od Francuske do Engleske 1981. godine.
- 1998., znanstvenik Subhendu Guha predvodio je izum fleksibilne solarne šindre koja pretvara sunčevu svjetlost u električnu energiju za krovove.
- U 2000-ima i nakon toga nastavljaju se činiti veliki pomaci u sposobnosti i učinkovitosti tehnologija solarne energije.
Danas, „solarna je energija najbrže rastući i najisplativiji izvor nove električne energije” u Sjedinjenim Državama, prema Energy.gov, s 3 milijuna instalacija u zemlji. A globalno, solarna energija je u porastu, kako za upotrebu u kućanstvima, tako i za industrijsku upotrebu.
Svakodnevni, popularni primjer solarne energije bili bi crni, pravokutni solarni paneli koje vidite na krovovima nekih kuća. Korporacije su također prihvatile ovaj oblik solarne proizvodnje – čak i Disney World ima solarnu elektranu u obliku Mickeya Mousea sastavljenu od 48 000 solarnih ploča izvan svog tematskog parka Epcot.
Solarne tehnologije se nastavljaju razvijati i usavršavati tijekom godina. Ovaj članak pruža pregled solarne energije, način na koji ona funkcionira, prednosti njenog korištenja i budućnost solarne energije.
Kako se solarna energija prikuplja i pohranjuje?
Fotonaponska (FN)
Uključuje korištenje uređaja (mislimo na solarne ploče) za upijanje sunčeve svjetlosti i njeno pretvaranje u električnu energiju. Ovi su uređaji poznati kao solarne ćelije i spojeni su kako bi formirali veće jedinice koje generiraju energiju.
Koncentriranje sunčeve energije (CSP)
Prikuplja energiju sunca za stvaranje topline, koja se zatim koristi za proizvodnju električne energije. Ova tehnologija koristi zrcala za fokusiranje ili "koncentriranje" svjetlosne energije.
Solarno grijanje i hlađenje (SHC)
Prikuplja energiju sunca i koristi je za pružanje usluga grijanja i hlađenja domova i poslovnih prostora. Ova tehnologija koristi solarni kolektor, izolirane cijevi i spremnik tople vode.
Komponente za skladištenje solarne energije
Baterije
Jezgra sustava za pohranu energije. Dvije uobičajene vrste baterija su litij-nikal-mangan-kobalt i litij-željezo-fosfat.
Potpaneli za ključno opterećenje
Omogućuje vam da odaberete koji će se ključni uređaji i dalje napajati u slučaju prekida opskrbe električnom energijom.
Solarni paneli
Koriste se za punjenje baterija. Tanki film, PERC, polikristalni i monokristalni su različite vrste solarnih panela.
Od čega su napravljeni solarni paneli? U svojoj jezgri, solarni paneli obično sadrže silicij – najčešći poluvodički materijal koji se koristi u PV ćelijama – stakleno kućište, metalni okvir i drugi hardver koji drži panel na okupu i podržava njegovu funkcionalnost.
Inverteri
Koristi se za pretvaranje izmjenične struje u istosmjernu (solarni paneli i baterije pretvaraju istosmjernu struju u izmjeničnu).
Pohrana solarne energije
Zatim, prema Green Building Elements, tri su načina za pohranu solarne energije:
Pohrana baterije
Najčešće se litij-ionske baterije koriste za skladištenje solarne energije.
Mehanička pohrana energije
Stlačeni zrak (utjeran u posudu, poput spremnika, i raspršen prema potrebi), reverzibilna hidroelektrana (voda koja se gura kroz turbinske generatore za proizvodnju energije kada postoji potražnja) i zamašnjak (višak energije koji se koristi za pružanje energije kada je to potrebno) tri su varijante ovog tipa sustava uskladištenja.
Termalna pohrana
Upotrebljava rastopljenu sol i vodu u izoliranom spremniku kako bi zadržala energiju.
Također postoji ”virtualna pohrana”, proces kojim se zagrijava ili hladi zgrada prije očekivanog naglog porasta zahtjeva za električnom energijom. Zgrada zatim pohranjuje tu energiju za buduće potrebe.
Za cijeli popis odredba i definicija, pogledajte rječnik solarne energije u SAD-u. Ministarstvo energetike.
Prednosti solarne energije
Koje su prednosti solarne energije? Postoji ih nekoliko, uključujući dobrobit okoliša, poslovne prilike i porezne kredite. Evo pregleda nekih od primarnih pogodnosti:
Bolje je za okoliš od tradicionalnih izvora energije
Planet je vjerojatno prva stvar koja pada na pamet prilikom razmatranja prednosti solarne energije. Obnovljivi izvori poput sunčeve energije pomažu smanjiti ovisnost svijeta o fosilnim gorivima, smanjiti naš ugljični otisak, i pružati električnu energiju bez uzrokovanja otrovnih zagađenja.
Cijena održavanja sunčeve energije se poboljšala
Iako početno postavljanje može biti skupo za neka kućanstva, cijene održavanja su se smanjile tokom godina. Konkretno, tijekom prošlog desetljeća, cijena instalacije solarne energije je pala za 60 posto. (Ipak, cijene mogu ovisiti o čimbenicima poput regije i ograničenja lanca opskrbe.)
Sustavi solarne energije omogućuju porezne pogodnosti
Pomak prema solarnoj energiji mogao bi vam uštedjeti novac (iako dugoročno gledano). Američka vlada, primjerice, nudi saveznu poreznu olakšicu za solarnu energiju koja se može iskoristiti za smanjenje troškova ugradnje sustava za solarnu fotonaponsku energiju. Mogu biti dostupni i drugi programi na razini savezne države ili lokalne zajednice za subvencioniranje tih troškova.
Tehnologija solarne energije znatno se razvila
Tijekom godina tehnologija opreme za solarnu energiju i njezinu pohranu uvelike se poboljšala. Solarni paneli danas proizvode više energije (uz učinkovitost od oko 20 posto), a traju i do 30 godina.
Postoje mnoge opširne prednosti korištenja solarne energije za vaš dom ili poslovanje. Ipak, ovaj izvor energije nije bez svojih ograničenja. Evo nekoliko nedostataka korištenja sunčeve energije:
- Zagađenje je i dalje briga. Iako je solarna energija ekološki prihvatljivije rješenje od izgaranja fosilnih goriva, neke od kemikalija i materijala koji se koriste u procesu proizvodnje PV ćelija proizvode opasan otpad.
- Može biti skupo za postavljanje. Iako vam sunčeva energija može uštedjeti novac dugoročno, početna instalacija i oprema mogu biti skupi.
- Postoje ograničenja usluge. S obzirom na to da se energija generira dok je sunce vani, određena doba dana i vremenske prilike (poput oblačnog neba) nisu optimalne za sunčevu energiju.
- Drugi utjecaji na okoliš. Upotreba vode, upotreba zemlje i potencijalan gubitak staništa stvari koje se moraju uzeti u obzir prilikom skaliranja sustava za sunčevu energiju.
Nadovezujući se na prethodnu točku, solarna energija predstavlja prijateljske prilike za industriju i poslovanje. Na primjer, nadolazeći alati i aplikacije mogu pomoći tvrtkama i ustanovama vizualizirati simulacije rezervoara za povećanje stope bušenja i nadogradnje električne mreže za distribuirane izvore energije kako bi smanjili troškove i proširili mogućnosti. Također su postignuti veliki koraci u korištenju kvantnom računarstvu za optimizaciju generiranja energije.
Kako implementirati solarnu energiju
Prije nego implementirate solarnu energiju, provedite istraživanje. Željet ćete izračunati cijene za vaše područje i provjeriti dostupne popuste i porezne kredite, istražiti različite sustave i pogledati recenzije za tvrtke koje obavljaju instalacije sustava. Tehnički možete sami instalirati solarne panele, ali željet ćete uzeti u obzir je li to najbolja mogućnost za vas.
Ako ste vlasnik poslovanja, imate nekoliko stvari za uzeti u obzir prilikom prelaska na solarnu energiju, uključujući ono što upotrebljava električnu energiju na vašem radnom mjestu (sustavi za hlađenje i grijanje, strojevi, oprema, itd.). Dok ćete, poput kućanstava, eventualno iskusiti uštedu novca, prelazak na sunčevu energiju vjerojatno će biti investicija vremena i novca. Ipak, postoje IoT energetska rješenja dostupna koja vam mogu pomoći smanjiti operativne troškove prilikom optimiziranja ponude i potražnje i nadzora upravljanja resursa mreže.
Za kućne instalacije, većina osoba bi vjerojatno smatrala visoku cijenu najvećom preprekom pri početku rada sa solarnom energijom. Na primjer, cijena sustava solarnih ploča za prosječnu kuću u SAD-u – nakon svih solarnih poreznih kredita – kreće se od 11 144 USD do 14 696 USD, i otprilike 200 USD do 250 USD po panelu za mali DIY projekt, prema Zaštiti potrošača. Neki vodiči dodatno proširuju opseg, navodeći cijene između 10 000 USD i 25 000 USD u SAD-u. Također postoje ”meki troškovi” koje treba uzeti u obzir, poput dozvola i cijene rada instalacije. Možete odabrati najam solarnih panela—što znači da ne morate platiti instalaciju, održavanje ili cijenu popravka—ali postoje prednosti i mane za uzeti u obzir.
Trošak unaprijed može biti strm za većinu kućanstava, a ima i nešto čekanja dok ne dosegnete period plaćanja solarnih panela (u prosjeku, vidjet ćete povrat početnih ulaganja u sedam do 12 godina). Ali također, ušteda može biti značajna: Solarna energija može uštedjeti stanovnicima SAD-a između 600 USD i 2000 USD na cijeni električne energije, svake godine, prema HomeGuide. Uz to, neke instalacije koštaju manje od navedenih cijena. Veličina vašeg doma (veće vlasništvo uglavnom ukazuje na veću cijenu), razina vaše potrošnje električne energije i vrsta tehnologija koju koristite za vaš sustav tri su primarna čimbenika koji će utjecati na troškove. Web-mjesta poput Solar Estimate omogućuju vam da unesete vaš poštanski broj ili odaberete vaše mjesto na virtualnoj mapi kako bi vam pomogli odrediti troškove instalacije solarnih panela za vaš dom.
Također možete odabrati uvesti solarnu energiju u vaš svakodnevni život na različite načine, velike i male. Ne morate potrošiti mnogo novca kako bi započeli sa sunčevom energijom. Na primjer, možete kupiti futrolu za pametni telefon napajanu sunčevom energijom, svjetiljke za komplet za hitne slučajeve vašeg automobila napajane sunčevom energijom ili štednjak napajan sunčevom energijom za vaše sljedeće kampiranje—u nekim slučajevima, ispod 100 USD. Izvan solarnih panela, postoje druge mogućnosti za napajanje vaše kuće suncem. Vlasnici kuća mogu koristiti solarne uređaje radi zagrijavanja svog bazena i postaviti solarna svjetla koja će noću osvjetljavati njihovo dvorište ili terasu. Također možete koristiti solarno generiranje u poslovnom životu. Želite li raditi na daljinu, izvan mjesta? Ponesite prijenosni solarni punjač za punjenje vašeg prijenosnog računala dok radite vani u kafiću.
Budućnost solarne energije
Budućnost sunčeve energije je svijetla, zato što:
- Dobra je za planet. Solarna energija je održiva i ekološki prihvatljiva.
- Čista energija smjer je u kojem se svijet kreće. Nakon 2035. godine, 50 posto generirane energije bit će obnovljivo.
- Postaje sve pristupačnije i učinkovitije. Očekuje se da će cijena sustava sunčeve energije nastaviti padati, dok će se usluga nastaviti poboljšavati.
- Pomaže stvoriti nova poslovanja i poslove. Očekuje se cvjetanje industrije i rasta poslova u ovom prostoru.
Nadovezujući se na zadnju točku, karijere u području obnovljive energije su u usponu. Ovaj sektor zapošljava preko 3 milijuna ljudi u SAD-u i 11 milijuna ljudi globalno, prema institutu Environmental and Energy Study Institute. Broj poslova u solarnoj energiji varira preko SAD-a. Na primjer, u Sjevernoj Dakoti postoji 211 poslova vezanih uz solarnu energiju, naspram njih 10 000 u Teksasu, prema podacima udruženja Solar Energy Industries Association (SEIA). Ipak, prostor solarne energije sastoji se od inženjera, istraživača, upravitelja solarnim elektranama, instalatera opreme i ostalih profesionalaca u poslovima diljem zemlje.
Tvrtke također gledaju unaprijed na solarnu energiju i ostale obnovljive izvore. Velike su tehnološke tvrtke najavile inicijative društvene odgovornosti i ekološke ciljeve za svoje organizacije. Na primjer, Microsoft je obećao da će do 2030. biti pozitivan na vodu i negativan na ugljik. Potrošači također sve više brinu o korporativnoj društvenoj odgovornosti, pa očekujte da će više organizacija razviti politike oko svoje predanosti održivosti u bliskoj budućnosti.
Ubrzajte put prema održivosti
U kojoj god fazi procesa ostvarivanja nulte stope neto emisija bili, Microsoft Cloud for Sustainability omogućuje vam da pospješite napredovanje i transformirate poslovanje putem okolišnih, društvenih i upravljačkih (ESG) mogućnosti.
Najčešća pitanja
- Solarna energija je energija dobivena iz sunca, koja se može pretvoriti u električnu energiju. To je obnovljivi izvor energije, što znači da se može obnoviti i ne troši se nakon jednokratne uporabe. Solarna energija ima različite namjene, a može se koristiti za napajanje zgrada, grijanje vode, punjenje primjenjive elektronike i uređaja i više. Solarna energija poznata je i kao sunčeva energija ili sunčevo zračenje. Saznajte više >
- Solarna energija može se koristiti u kućanstvu i u komercijalne svrhe. Na stambenoj razini, na primjer, može osigurati domovima struju, toplu vodu te grijanje i hlađenje. Neke tvrtke koriste solarnu energiju za rad svojih ureda, tvornica ili farmi. Osim toga, vlade mogu solarnom energijom napajati javne komunalne usluge i objekte – poput ulične rasvjete, parkirališta, prijevoza i škola.
-
Korištenje solarne energije ima nekoliko prednosti. Osim što je ima u izobilju i obnovljiva je, solarna energija smanjuje naš zajednički ugljični otisak jer sama solarna proizvodnja proizvodi nulte emisije. Solarna energija također može biti isplativa. Na primjer, tehnološki napredak čini sustave sunčeve energije sve pristupačnijim, a s vremenom ti sustavi mogu drastično smanjiti račune za komunalije. Štoviše, solarna je energija skalabilna – može se koristiti za napajanje jednog doma ili cijele zajednice. Konačno, solarni sustavi mogu se instalirati na gotovo bilo kojoj lokaciji, čak i udaljenim područjima, što znači da se napajanje može osigurati na mjestima koja nemaju pristup električnoj energiji.
- Prvo, postoje tri primarne tehnologije koje se koriste za iskorištavanje solarne energije: fotonaponska (PV), koncentrirana sunčeva energija (CSP) i solarno grijanje i hlađenje (SHC). Nakon što je priključena, potrebno vam je nekoliko osnovnih komponenti za pohranjivanje: baterije, solarni paneli, podpaneli kritičnog opterećenja i pretvarači. Zatim, postoje tri načina za pohranu solarne energije: baterija, mehanička energija i toplinsko uskladištenje. Ovisno o vašim potrebama i za što koristite solarnu energiju (recimo, za napajanje prigradske kuće od 112 metara kvadratnih u odnosu na veliku nekretninu izvan mreže), vaš se postupak može razlikovati.
- Početna cijena postavljanja – u Sjedinjenim Državama, može koštati između 10 000 i 25 000 USD za stambeni dom – može biti skupo za mnoge kupce. Ipak, neke države imaju vladine programe koji mogu pomoći otisnuti cijenu početka rada sa solarnom energijom. To može uključivati resurse za izgradnju troškovno privlačnog sustava ili osiguravanja dostupnih poreznih kredita. Potrajat će neko vrijeme (oko desetljeće), ali trebali biste nadoknaditi troškove sustava solarnih panela i vidjeti kako se ušteda odražava na računu za struju. Ovisno o čimbenicima kao što su cijena vašeg sustava solarne energije i veličina vaše nekretnine, vaše uštede na troškovima električne energije mogu biti od nekoliko stotina dolara do nekoliko tisuća dolara godišnje.
- Solarna energija jedan je od najodrživijih trenutačno dostupnih oblika energije. Ne samo da je obilna i obnovljiva—sunce pruža dovoljno energije svaki dan za pokrivanje naših trenutnih globalnih zahtjeva za energijom kroz cijelu godinu—također se može ekonomično generirati i na velikim razmjerima. Generiranje solarne energije ne stvara emisije stakleničkih plinova, zahtijeva minimalne troškove održavanja nakon instalacije solarnih panela i pruža energiju bez rizika od kontaminacije vodom ili zrakom.
Pratite Microsoft