Крышные солнечные панели на 79 процентов дешевле, чем они были в 2010 году. Такое резкое снижение затрат сделало солнечные фотоэлектрические установки на крышах еще более привлекательными для домашних хозяйств и предприятий, которые хотят уменьшить свою зависимость от электросетей при одновременном сокращении выбросов углекислого газа .
Но достаточно ли поверхностей на крышах для этой технологии, чтобы генерировать доступную низкоуглеродную энергию для всех, кто в ней нуждается? В конце концов, не только люди, которые владеют собственными домами и хотят сократить свои счета, нуждаются в подобных решениях. Около 800 миллионов человек во всем мире лишены надлежащего доступа к электричеству.
В нашей новой статье в Nature Communications представлена глобальная оценка того, сколько солнечных панелей на крыше нам потребуется для выработки возобновляемой энергии, достаточной для всего мира, и где мы должны их разместить. Наше исследование является первым, где представлена такая подробная карта глобального солнечного потенциала крыш, оценивающая площадь крыш и солнечный покров в масштабах от городов до континентов.
Мы обнаружили, что нам потребуется покрыть солнечными панелями только 50 процентов крыш в мире, чтобы обеспечить достаточное количество электроэнергии для удовлетворения ежегодных потребностей мира .
Метод
Мы разработали программу, которая объединила данные более чем 300 миллионов зданий и проанализировала 50,1 миллиона квадратных миль (130 миллионов квадратных километров) суши - почти всю площадь суши на планете. Это оценило, сколько энергии может быть произведено из 0,07 миллиона квадратных миль (0,2 миллиона квадратных километров) крыш, присутствующих на этой земле, площади примерно такого же размера, как и в Великобритании.
Затем мы рассчитали потенциал выработки электроэнергии на этих крышах, глядя на их местоположение. Как правило, крыши, расположенные в более высоких широтах, например в северной Европе или Канаде, могут отличаться по своему потенциалу генерации на 40 процентов в течение года из-за большой разницы в солнечном свете зимой и летом. Однако крыши около экватора обычно различаются по потенциалу генерации только примерно на 1 процент в зависимости от сезона, поскольку солнечный свет гораздо более постоянный.
Это важно, потому что такие большие колебания в месячном потенциале могут оказать значительное влияние на надежность солнечной энергии в этом регионе. Это означает, что в местах с более неравномерным солнечным светом требуются решения по хранению энергии, что увеличивает затраты на электроэнергию.
Горячие точки
Наши результаты выявили три потенциальных горячих точки для производства солнечной энергии на крышах: Азия, Европа и Северная Америка.
Из них Азия выглядит как самое дешевое место для установки панелей, где в таких странах, как Индия и Китай, один киловатт-час (кВтч) электроэнергии или примерно 48 часов использования вашего ноутбука можно произвести всего за 0,05 пенса (0,00068 долларов США). ). Это связано с дешевизной производства панелей, а также с более солнечным климатом.
Между тем, самыми дорогостоящими странами для внедрения солнечной энергии на крышах являются США, Япония и Великобритания. Европа занимает золотую середину со средними затратами на континенте около 0,096 пенса (0,0013 доллара США) за кВтч.
Солнечные панели на крыше выглядят так, как будто они были бы одинаково полезны в районах с низкой численностью населения, как и в городских центрах. Для тех, кто живет в отдаленных районах, панели помогают пополнить или даже заменить поставки из потенциально ненадежных местных сетей. А тем, кто живет в городах, панели могут значительно снизить загрязнение воздуха, вызванное сжиганием ископаемого топлива для получения энергии.
Важно отметить, что глобальное электроснабжение не может полагаться на один источник генерации для удовлетворения потребностей миллиардов людей. А из-за изменчивой погоды и дневного и ночного цикла нашей планеты несоответствие между спросом и предложением солнечной энергии неизбежно.
Оборудование, необходимое для хранения солнечной энергии, когда это необходимо, по-прежнему чрезвычайно дорого . Кроме того, солнечные панели не смогут обеспечить достаточную мощность для некоторых отраслей промышленности. Например, тяжелое производство и обработка металлов требуют очень больших токов и специальной подачи электроэнергии, которую солнечная энергия пока не может обеспечить.
Несмотря на это, солнечные панели на крышах обладают огромным потенциалом для уменьшения энергетической бедности и возвращения чистой, экологически чистой энергии в руки потребителей во всем мире. Если стоимость солнечной энергии продолжит снижаться , панели на крышах могут стать одним из лучших инструментов для обезуглероживания нашего электроснабжения.
Сиддхарт Джоши - доктор философии. студентка в области глобальной энергетики в Университетском колледже Корка в Ирландии.
Джеймс Глинн - старший научный сотрудник по моделированию энергетических систем в Центре глобальной энергетической политики Колумбийского университета.
Шивика Миттал - научный сотрудник по моделированию энергетических систем в Имперском колледже Лондона.
Эта статья переиздана из The Conversation по лицензии Creative Commons. Вы можете найти оригинальную статью здесь.
