Panele słoneczne na dachu są nawet o 79 procent tańsze niż w 2010 roku. Te gwałtownie spadające koszty sprawiły, że fotowoltaika na dachach stała się jeszcze bardziej atrakcyjna dla gospodarstw domowych i firm, które chcą zmniejszyć swoją zależność od sieci elektrycznych, jednocześnie zmniejszając swój ślad węglowy .
Ale czy jest wystarczająco dużo powierzchni dachowych, aby ta technologia generowała niedrogie, niskoemisyjne źródła energii dla wszystkich, którzy jej potrzebują? W końcu nie tylko ludzie, którzy mają własne domy i chcą ciąć rachunki, potrzebują takich rozwiązań. Około 800 milionów ludzi na całym świecie nie ma dostępu do elektryczności.
Nasz nowy artykuł w Nature Communications przedstawia globalną ocenę, ile paneli słonecznych na dachu będziemy potrzebować, aby wytworzyć wystarczającą ilość energii odnawialnej dla całego świata – i gdzie powinniśmy je umieścić. Nasze badanie jest pierwszym, które dostarcza tak szczegółową mapę globalnego potencjału słonecznego na dachach, oceniając powierzchnię dachów i nasłonecznienie w skali od miast po kontynenty.
Odkryliśmy, że wystarczyłoby tylko 50 procent dachów na świecie pokryć panelami słonecznymi, aby dostarczyć wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby zaspokoić roczne potrzeby świata .
metoda
Zaprojektowaliśmy program, który zawierał dane z ponad 300 milionów budynków i analizował 50,1 miliona mil kwadratowych (130 milionów kilometrów kwadratowych) lądu – prawie całą powierzchnię lądową planety. Oszacowano, ile energii można wyprodukować z 0,07 miliona mil kwadratowych (0,2 miliona kilometrów kwadratowych) dachów znajdujących się na tej ziemi, czyli obszarze mniej więcej tej samej wielkości co Wielka Brytania
Następnie obliczyliśmy potencjały wytwarzania energii elektrycznej z tych dachów, obserwując ich lokalizację. Ogólnie rzecz biorąc, dachy położone na wyższych szerokościach geograficznych, na przykład w północnej Europie lub Kanadzie, mogą różnić się potencjałem wytwarzania nawet o 40 procent w ciągu roku, ze względu na duże różnice w nasłonecznieniu między zimą a latem. Jednak dachy w pobliżu równika zwykle różnią się potencjałem wytwarzania tylko o około 1 procent w zależności od pory roku, ponieważ nasłonecznienie jest znacznie bardziej stałe.
Jest to ważne, ponieważ te duże różnice w miesięcznym potencjale mogą mieć znaczący wpływ na niezawodność energii elektrycznej zasilanej energią słoneczną w tym regionie. Oznacza to, że miejsca, w których światło słoneczne jest bardziej nieregularne, wymagają rozwiązań w zakresie magazynowania energii , co zwiększa koszty energii elektrycznej.
Hotspoty
Nasze wyniki wskazały na trzy potencjalne hotspoty do wytwarzania energii słonecznej na dachach: Azję, Europę i Amerykę Północną.
Spośród nich Azja wygląda na najtańszą lokalizację do zainstalowania paneli, gdzie – w krajach takich jak Indie i Chiny – jedną kilowatogodzinę (kWh) energii elektrycznej lub około 48 godzin korzystania z laptopa można wyprodukować za jedyne 0,05 pensa (0,00068 USD). ). Dzieje się tak dzięki tanim kosztom produkcji paneli, a także bardziej słonecznemu klimatowi.
Tymczasem najbardziej kosztownymi krajami we wdrażaniu paneli słonecznych na dachach są Stany Zjednoczone, Japonia i Wielka Brytania. Europa zajmuje średnią pozycję, ze średnimi kosztami na całym kontynencie wynoszącymi około 0,096 pensa (0,0013 USD) za kWh.
Wygląda na to, że panele słoneczne na dachu byłyby równie przydatne na obszarach o niskiej populacji, jak w centrach miejskich. W przypadku osób mieszkających na odległych obszarach panele pomagają uzupełnić lub nawet zastąpić zasilanie z potencjalnie zawodnych sieci lokalnych. A dla mieszkańców miast panele mogą znacznie zmniejszyć zanieczyszczenie powietrza spowodowane spalaniem paliw kopalnych w celu uzyskania energii.
Należy podkreślić, że globalne dostawy energii elektrycznej nie mogą polegać na jednym źródle wytwarzania, aby zaspokoić potrzeby miliardów ludzi. A dzięki zmiennej pogodzie i cyklowi dnia i nocy na naszej planecie nie da się uniknąć niedopasowania między popytem na energię słoneczną a podażą.
Sprzęt wymagany do przechowywania energii słonecznej, gdy jest ona potrzebna, jest nadal bardzo drogi . Dodatkowo panele słoneczne nie będą w stanie dostarczyć wystarczającej mocy dla niektórych branż. Na przykład produkcja ciężka i obróbka metali wymagają bardzo dużych prądów i specjalistycznej dostawy energii elektrycznej, której energia słoneczna nie jest jeszcze w stanie zapewnić.
Mimo to panele słoneczne na dachach mają ogromny potencjał, aby złagodzić ubóstwo energetyczne i oddać czystą, wolną od zanieczyszczeń energię z powrotem w ręce konsumentów na całym świecie. Jeśli koszty energii słonecznej będą nadal spadać , panele dachowe mogą być jednym z najlepszych narzędzi do dekarbonizacji naszych dostaw energii elektrycznej.
Siddharth Joshi jest doktorem. student globalnej inżynierii energetycznej na University College Cork w Irlandii.
James Glynn jest starszym pracownikiem naukowym zajmującym się modelowaniem systemów energetycznych w Centrum Globalnej Polityki Energetycznej Uniwersytetu Columbia.
Shivika Mittal jest pracownikiem naukowym zajmującym się modelowaniem systemów energetycznych w Imperial College London.
Ten artykuł został ponownie opublikowany z The Conversation na licencji Creative Commons. Można znaleźć oryginalny artykuł tutaj.
