Distribuito o centralizzato Energia solare: costi e benefici

By Jeremy Gernand 8 aprile 2008 le innovazioni da Jeremy Gernand

Mi scusi, avete intenzione di utilizzare tutti che Sun in un unico luogo?

Data odierna preoccupazioni circa l'indipendenza energetica, il controllo dell'inquinamento e la stabilità dei prezzi dell'energia, l'energia solare è spesso pubblicizzato come uno dei (almeno parziale) soluzione a questo problema. L'energia solare consiste nel fare energia elettrica o di altra energia utilizzabile dalla luce proveniente dal sole. E mentre gli esseri umani hanno usato l'energia solare ad un certo livello da prima storia, la maggior parte delle applicazioni comprese le celle solari ( fotovoltaico ) e altri sistemi di conversione efficienti sono stati solo in uso fin alla fine del 1940. A partire dal 2005, la quota totale di energia elettrica di produzione nazionale da energia solare era molto piccola al 0,065%, oppure un totale di circa 19 miliardi di chilowattora , ma in rapida crescita.

L'energia solare è una tecnologia seducente. Ogni altra opzione che abbiamo per sfruttare l'energia comporta consumo di una risorsa che un giorno sarà andato, o potrebbe essere, se non adeguatamente gestiti. L'energia solare è onnipresente subito un impatto sulla vita di tutti, anche se non lo usiamo per l'energia elettrica. Tutti in tutto il mondo è familiare con la luce solare come fonte di energia come siamo con legna.

Credo che sia utile qui per ribadire come l'energia solare lavora per la prospettiva di questa analisi. L'energia solare può essere generalmente divise in due gruppi: termico e fotovoltaico. Energia solare termica a scala piccola include cose come residenziale scaldacqua solare o l'effetto serra utilmente il riscaldamento la vostra automobile in inverno. Queste cose funzionano perché le radiazioni del sole sotto forma di luce (ultravioletta, visibile e infrarossa) viene assorbita da vari materiali facendoli aumento della temperatura. Gli esempi utilizzati che il riscaldamento effetto come il loro obiettivo finale, ma altri sistemi, compresi gli impianti di energia solare concentratore uso che effetto di riscaldamento a guidare le turbine e generare elettricità.
Collettore solare parabolico Power Plant
Fotovoltaico operare su un altro principio. Fotoni di luce dal eccitare atomi singoli sole in un semiconduttore con conseguente flusso di elettroni quindi la generazione di energia elettrica. A seconda della base e doping materiali utilizzati, le celle solari sono sintonizzati su particolari lunghezze d'onda della luce. Sono in corso ricerche per ampliare lo spettro della luce che attiveranno le celle solari e quindi aumentare la loro efficienza.
Array di Celle Fotovoltaiche Monocrystaline
Gli svantaggi generale per catturare l'energia solare sono prevalentemente relativi al costo. I materiali utilizzati per costruire le apparecchiature ad energia solare sono costosi. Alcuni, come per commentare qui sul rendimento relativamente basso di energia solare fotovoltaico commerciale è che sono solo circa il 9% al 14% di efficienza. Solare termico può essere un po 'più efficiente, circa il 20%. Che è in genere rispetto ad un ciclo combinato turbina a gas naturale, che avrà un rendimento fino al 60%. Il rendimento termodinamico di un motore a combustione interna in un'automobile sarebbe di circa il 26%. I valori tra i combustibili fossili, solare e non sono paragonabili, però. La ragione per cui non si riduce l'inquinamento, anche se è un fattore molto importante da discutere in seguito. La ragione si riduce alla natura delle materie prime energetiche. La luce del sole è libero a tutti è una parte dell'ambiente che saranno presenti sia che lo utilizzano per l'energia elettrica o no. I combustibili fossili invece sono risorse di consumo che hanno un costo di produzione, nonché un costo di mercato, e finirà per essere eliminato, che è un altro fattore

Distribuita di energia solare comprende dispositivi installati sulle case e piccoli edifici commerciali. Tipicamente questi sono tutti i dispositivi fotovoltaici posizionati sul tetto o di altre strutture piatte. Si potrebbe anche includere scaldacqua solari in questa categoria. Case ed edifici che utilizzano fonti di energia solare hanno ancora bisogno altre fonti di energia e quindi la rete elettrica generale e sistemi di generazione, in quanto solare non è disponibile al 100%. Quindi, non risparmiare molto sui costi delle infrastrutture in generale, andando a questo metodo, anche se complessivamente un minor numero di impianti centralizzati dovrebbe essere costruito nel lungo periodo. Sistemi di alimentazione distribuita anche tipicamente faccia pressioni sui prezzi più gravi sui costi iniziali e costi del ciclo di vita: il proprietario di abitazione medio di solito accontentarsi di meno della capacità o meno di efficienza quando si costruisce una casa, rispetto ai sistemi utilizzati da un esercizio commerciale in un approccio concentrato. Inoltre, il mantenimento nel lungo periodo, il che contribuirebbe a sostenere un certo livello di efficienza di un sistema, non sarebbe altrettanto attento generale con l'intera popolazione di piccoli produttori di energia tra proprietari e responsabili ufficio come sarebbe con un sistema centralizzato.

Potere centrale solare (grandi centrali solari scala) sembra si stia facendo un popolare rimonta . Questo tipo di sistema di generazione è gestito da aziende di servizi pubblici o privati ​​che realizzano gli impianti di potenza di grandi dimensioni fatta di fotovoltaico o solare, concentratori radiatore nella soleggiata, luoghi asciutti come il deserto dell'Arizona e della California. Come le grandi aziende, queste imprese possono investire nella migliore tecnologia e applicarla su larga scala e mantenere la manutenzione necessaria per ottenere la massima efficienza dal loro investimento. Centralizzata di energia solare quindi, è più efficiente per dollaro investito rispetto distribuita di energia solare. Quel livello di efficienza richiede grandi investimenti in costi del terreno e delle costruzioni, e l'efficienza può essere influenzata dalla distanza della centrale dalla zona popolata che serve. Inoltre, energia solare a concentrazione richiede una grande quantità di terra, molto più di altre fonti di energia, dal momento che la luce del sole non è molto concentrata in singoli settori come il carbone. La terra più hai, più potere è possibile generare.

Quindi, come facciamo a decidere tra centralizzata e distribuita di energia solare? Come facciamo a decidere tra solare e altre forme di energia? Da un lato, abbiamo bisogno di prezzo adeguato (convertire in una figura significativa del dollaro sulla base della nostra richiesta di altre cose) il nostro desiderio di mantenere spazi aperti e non sviluppata nelle aree più ricche di luce solare. Come il valore che tali aumenti spazi, l'efficienza delle centrali solari concentrati diminuisce. In secondo luogo, abbiamo bisogno di prezzo adeguato l'inquinamento da produzione, installazione, operazioni e smantellamento in le stime dei costi di tutte le forme di energia. L'inquinamento influisce sulla salute delle persone e degli ecosistemi e nasce dalla produzione di celle solari, in crescita di biomassa, la combustione del carbone, e lo smantellamento delle centrali nucleari. Infine, dovremmo riconsiderare il modo diamo un valore alle risorse di consumo stessi oltre il breve termine dell'approvvigionamento e della domanda. Petrolio possono essere vitali come fonte di energia generale per i prossimi 40 anni, ma poi quello che sarà il più farne a meno? Materie plastiche, materiali da costruzione, lubrificanti, e altre cose utili possono essere effettuate da quel petrolio stesso. Quando ci sono fonti alternative di energia, è consigliabile consumare tale sostanza più uso principalmente per tale obiettivo singolo? Benefici a lungo termine per la società dovrebbe essere preso in considerazione quando si analizzano i benefici relativa delle fonti di energia solare e altre forme di energia.

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