Rooftop năng lượng mặt trời tấm lên đến 79 phần trăm rẻ hơn so với họ trong năm 2010. Những chi phí giảm mạnh đã làm cho mái quang điện năng lượng mặt trời trở nên hấp dẫn hơn đối với các hộ gia đình và các doanh nghiệp những người muốn giảm sự phụ thuộc của họ vào điện lưới đồng thời giảm của họ dấu chân carbon .
Nhưng có đủ bề mặt sân thượng cho công nghệ này để tạo ra năng lượng carbon thấp, giá cả phải chăng cho tất cả những người cần nó? Rốt cuộc, không chỉ những người sở hữu nhà riêng và muốn cắt giảm hóa đơn của họ mới cần những giải pháp như thế này. Khoảng 800 triệu người trên toàn cầu không được tiếp cận với nguồn điện thích hợp.
Bài báo mới của chúng tôi trên tạp chí Nature Communications đưa ra đánh giá toàn cầu về số lượng tấm pin mặt trời trên mái nhà mà chúng ta cần để tạo ra đủ năng lượng tái tạo cho toàn thế giới - và chúng ta cần đặt chúng ở đâu. Nghiên cứu của chúng tôi là nghiên cứu đầu tiên cung cấp một bản đồ chi tiết như vậy về tiềm năng năng lượng mặt trời trên mái nhà trên toàn cầu, đánh giá diện tích mái nhà và độ che phủ ánh sáng mặt trời ở quy mô từ các thành phố đến các lục địa.
Chúng tôi nhận thấy rằng chúng tôi sẽ chỉ cần 50% mái nhà trên thế giới được phủ bằng các tấm pin mặt trời để cung cấp đủ điện đáp ứng nhu cầu hàng năm của thế giới .
Phương pháp
Chúng tôi đã thiết kế một chương trình kết hợp dữ liệu từ hơn 300 triệu tòa nhà và phân tích 50,1 triệu dặm vuông (130 triệu km vuông) đất - gần như toàn bộ diện tích bề mặt đất của hành tinh. Điều này ước tính lượng năng lượng có thể được sản xuất từ 0,07 triệu dặm vuông (0,2 triệu km vuông) của các mái nhà hiện diện trên vùng đất đó, một khu vực có diện tích gần bằng với Vương quốc Anh.
Sau đó, chúng tôi tính toán tiềm năng phát điện từ những mái nhà này bằng cách xem xét vị trí của chúng. Nói chung, các mái nhà nằm ở vĩ độ cao hơn như ở Bắc Âu hoặc Canada có thể thay đổi tới 40% tiềm năng phát sinh của chúng trong năm, do sự khác biệt lớn về ánh nắng giữa mùa đông và mùa hè. Tuy nhiên, các mái nhà gần đường xích đạo thường chỉ thay đổi tiềm năng phát sinh khoảng 1% qua các mùa, vì ánh nắng mặt trời thường xuyên hơn nhiều.
Điều này rất quan trọng vì những thay đổi lớn về tiềm năng hàng tháng này có thể có tác động đáng kể đến độ tin cậy của điện năng lượng mặt trời ở khu vực đó. Điều đó có nghĩa là những nơi mà ánh sáng mặt trời không thường xuyên hơn đòi hỏi các giải pháp lưu trữ năng lượng - làm tăng chi phí điện năng.
Điểm nóng
Kết quả của chúng tôi đã chỉ ra ba điểm nóng tiềm năng để sản xuất năng lượng mặt trời trên mái nhà: Châu Á, Châu Âu và Bắc Mỹ.
Trong số này, Châu Á có vẻ là nơi rẻ nhất để lắp đặt các tấm pin, nơi - ở các quốc gia như Ấn Độ và Trung Quốc - một kilowatt giờ (kWh) điện, hoặc khoảng 48 giờ sử dụng máy tính xách tay của bạn, có thể được sản xuất chỉ với 0,05 pence ($ 0,00068 ). Điều này là nhờ chi phí sản xuất bảng điều khiển rẻ, cũng như khí hậu nắng hơn.
Trong khi đó, các quốc gia tốn kém nhất cho việc triển khai năng lượng mặt trời trên mái nhà là Mỹ, Nhật Bản và Vương quốc Anh.
Các tấm pin mặt trời trên mái nhà trông có vẻ như chúng sẽ hữu ích như nhau ở những khu vực có dân số thấp như ở các trung tâm đô thị. Đối với những người sống ở vùng sâu vùng xa, các tấm pin giúp bổ sung hoặc thậm chí thay thế nguồn cung cấp từ các lưới điện địa phương có khả năng không đáng tin cậy. Và đối với những người ở thành phố, các tấm pin có thể làm giảm đáng kể ô nhiễm không khí do đốt nhiên liệu hóa thạch để làm năng lượng.
Điều quan trọng là chỉ ra rằng nguồn cung cấp điện toàn cầu không thể dựa vào một nguồn phát điện duy nhất để đáp ứng yêu cầu của hàng tỷ người. Và, nhờ vào thời tiết thay đổi và chu kỳ ngày đêm của hành tinh chúng ta, sự không phù hợp giữa cung và cầu năng lượng mặt trời là khó tránh khỏi.
Các thiết bị cần thiết để lưu trữ năng lượng mặt trời khi cần thiết vẫn cực kỳ đắt tiền . Ngoài ra, các tấm pin mặt trời sẽ không thể cung cấp đủ năng lượng cho một số ngành công nghiệp. Ví dụ, sản xuất nặng và gia công kim loại đòi hỏi dòng điện rất lớn và cung cấp điện chuyên dụng, mà năng lượng mặt trời chưa thể cung cấp.
Mặc dù vậy, năng lượng mặt trời trên mái nhà có tiềm năng to lớn trong việc giảm nghèo năng lượng và đưa nguồn điện sạch, không ô nhiễm trở lại tay người tiêu dùng trên toàn thế giới. Nếu chi phí của năng lượng mặt trời tiếp tục giảm , các tấm pin trên mái nhà có thể là một trong những công cụ tốt nhất để khử cacbon trong nguồn cung cấp điện của chúng ta.
Siddharth Joshi là Tiến sĩ. sinh viên ngành kỹ thuật năng lượng toàn cầu tại University College Cork ở Ireland.
James Glynn là một học giả nghiên cứu cấp cao về mô hình hệ thống năng lượng tại Trung tâm Chính sách Năng lượng Toàn cầu của Đại học Columbia.
Shivika Mittal là cộng sự nghiên cứu về mô hình hệ thống năng lượng tại Đại học Imperial College London.
Bài viết này được xuất bản lại từ The Conversation theo giấy phép Creative Commons. Bạn có thể tìm thấy bài báo gốc ở đây.
