Studie sagt, dass Sonnenkollektoren auf der Hälfte der Dächer den weltweiten Strombedarf decken könnten

Oct 13 2021

Solarmodule auf dem Dach sind fast 80 Prozent billiger als noch vor 10 Jahren. Ein neues Papier sagt, dass wir, wenn wir sie auf 50 Prozent der Dächer installieren, den gesamten jährlichen Strombedarf der Welt decken könnten.

Die Bedeckung von Dächern mit Sonnenkollektoren könnte einen erheblichen Beitrag zur Dekarbonisierung der globalen Energiesysteme leisten. Mike Kemp/Getty Images

Rooftop Solar- Panels sind bis zu 79 Prozent günstiger als sie im Jahr 2010 waren diese Talfahrt Kosten gemacht haben Dach Photovoltaik noch attraktiver für private Haushalte und Unternehmen , die ihre Abhängigkeit von reduzieren wollen Stromnetze , während ihre Reduzierung Carbon Footprints .

Aber gibt es genügend Dachflächen für diese Technologie, um bezahlbare, kohlenstoffarme Energie für alle zu erzeugen, die sie brauchen? Schließlich brauchen nicht nur Menschen, die ein eigenes Haus besitzen und ihre Rechnungen senken wollen, solche Lösungen. Rund 800 Millionen Menschen weltweit haben keinen angemessenen Zugang zu Elektrizität.

Unser neues Papier in Nature Communications präsentiert eine globale Einschätzung, wie viele Solarmodule auf dem Dach wir brauchen würden, um genügend erneuerbare Energie für die ganze Welt zu erzeugen – und wo wir sie platzieren müssten. Unsere Studie ist die erste, die eine so detaillierte Karte des globalen Solarpotenzials auf Dächern erstellt und die Dachfläche und die Sonneneinstrahlung auf einer Skala von Städten bis zu Kontinenten bewertet.

Wir stellten fest, dass nur 50 Prozent der Dächer der Welt mit Sonnenkollektoren bedeckt werden müssten, um genug Strom zu liefern, um den Jahresbedarf der Welt zu decken .

Methode

Wir haben ein Programm entwickelt, das Daten von über 300 Millionen Gebäuden einbezog und 50,1 Millionen Quadratmeilen (130 Millionen Quadratkilometer) Land analysierte – fast die gesamte Landoberfläche des Planeten. Dies schätzte, wie viel Energie aus den 0,07 Millionen Quadratmeilen (0,2 Millionen Quadratkilometern) Dächern auf diesem Land erzeugt werden könnte, einer Fläche, die ungefähr der Größe des Vereinigten Königreichs entspricht

Aus diesen Dächern haben wir dann Stromerzeugungspotenziale berechnet, indem wir ihren Standort betrachtet haben. Generell können Dächer in höheren Breitengraden wie in Nordeuropa oder Kanada aufgrund der großen Sonnenscheinunterschiede zwischen Winter und Sommer im Jahresverlauf um bis zu 40 Prozent in ihrem Erzeugungspotenzial schwanken. Auf äquatornahen Dächern schwankt das Erzeugungspotenzial über die Jahreszeiten jedoch in der Regel nur um etwa 1 Prozent, da die Sonneneinstrahlung viel konstanter ist.

Die Lage des Daches ist wichtig, um das Potenzial zur Stromerzeugung zu beurteilen, wenn es mit Sonnenkollektoren bedeckt ist.

Dies ist wichtig, da diese großen Schwankungen des monatlichen Potenzials einen erheblichen Einfluss auf die Zuverlässigkeit von Solarstrom in dieser Region haben können. Das heißt Orte , wo Sonnenlicht unregelmäßigeren Energie benötigen Speicherlösungen - steigende Stromkosten.

Hotspots

Unsere Ergebnisse haben drei potenzielle Hotspots für die Solarenergieerzeugung auf Dächern aufgezeigt: Asien, Europa und Nordamerika.

Von diesen scheint Asien der billigste Ort für die Installation von Panels zu sein, wo – in Ländern wie Indien und China – eine Kilowattstunde (kWh) Strom oder ungefähr 48 Stunden Nutzung Ihres Laptops für nur 0,05 Pence (0,00068 USD) produziert werden kann ). Dies ist den günstigen Herstellungskosten der Platten sowie dem sonnigeren Klima zu verdanken.

Unterdessen sind die USA, Japan und Großbritannien die teuersten Länder für die Implementierung von Solaranlagen auf Dächern.

Sonnenkollektoren auf dem Dach scheinen in Gebieten mit geringer Bevölkerung genauso nützlich zu sein wie in städtischen Zentren. Für Menschen, die in abgelegenen Gebieten leben, helfen Panels, die Versorgung aus potenziell unzuverlässigen lokalen Netzen aufzufüllen oder sogar zu ersetzen. Und für diejenigen in Städten können Paneele die Luftverschmutzung durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung erheblich reduzieren .

Sonnenkollektoren auf dem Dach könnten der Schlüssel für die Ausweitung des Stromzugangs auf entlegenere Regionen sein, wie zum Beispiel auf dem Dach dieses hölzernen Einfamilienhauses in Bayern, Deutschland.

Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass die weltweite Stromversorgung nicht auf eine einzige Erzeugungsquelle angewiesen ist, um den Bedarf von Milliarden Menschen zu decken. Und dank des wechselhaften Wetters und des Tag-Nacht-Zyklus unseres Planeten ist ein Missverhältnis zwischen Solarenergiebedarf und -angebot unvermeidlich.

Die Ausrüstung, die benötigt wird, um Solarstrom zu speichern, wenn er gebraucht wird, ist immer noch extrem teuer . Darüber hinaus können Solarmodule für einige Branchen nicht genügend Strom liefern. Die Schwerindustrie und die Metallverarbeitung beispielsweise erfordern sehr große Ströme und eine spezielle Stromlieferung, die die Solarenergie noch nicht liefern kann.

Trotzdem haben Dachsolaranlagen ein enormes Potenzial, Energiearmut zu lindern und den Verbrauchern weltweit sauberen, schadstofffreien Strom wieder in die Hände zu geben. Wenn die Kosten für Solarstrom weiter sinken , könnten Dachpaneele eines der besten Instrumente sein, um unsere Stromversorgung zu dekarbonisieren.