אנרגיה סולארית מבוזרת או מרכזית: העלויות והתועלות

By Jeremy Gernand 8 אפריל 2008 חידושים על ידי ג'רמי Gernand

תסלח לי, אתה הולך להשתמש בכל שסאן במקום אחד?

לאור היום חששות לגבי עצמאות אנרגיה, בקרת זיהום, ועל יציבות המחירים אנרגיה, אנרגיה סולארית היא לעתים קרובות בתור אחד (לפחות חלקית) פתרונות לבעיה זו. אנרגיה סולארית כרוך בעשיית חשמל או אנרגיה שמיש אחרים מתוך אור מהשמש. ובעוד בני האדם כבר משתמש באנרגיה סולארית ברמה מסוימת עוד לפני ההיסטוריה, ברוב היישומים, כולל תאים סולריים ( photovoltaics ) ושאר מערכות המרה יעילה היו רק מאז 1940 מאוחר בשימוש. החל בשנת 2005, חלקה הכולל של חשמל מייצור מקומי של אנרגיה סולארית הייתה קטנה מאוד 0.065%, או סך של כ - 19000000000 קילוואט שעות , אך צומחת במהירות.

אנרגיה סולארית היא טכנולוגיה מפתה. כל אפשרות אחרת יש לנו רתימת האנרגיה כרוך משאב רב כי יהיה יום אחד נעלם, או יכול להיות אם לא הצליחה כראוי. אנרגיה סולארית היא בכל מקום, מיד להשפיע על חייהם של כולם, אם אנו משתמשים בו עבור חשמל. כולם בעולם מכירים כמו אור השמש כמקור אנרגיה כפי שאנו עם עץ בוער.

אני מאמין שזה יקר כאן כדי לחזור ולהדגיש עד כמה אנרגיה סולארית עובד הראות של ניתוח זה. אנרגיה סולארית באופן כללי ניתן לחלק לשתי קבוצות: תרמי פוטו. אנרגיה סולארית תרמית בקנה מידה קטן כולל דברים כמו מגורים דודי שמש או אפקט החממה לעזור התחממות הרכב שלך בחורף. דברים אלה לעבוד כי קרינה מהשמש בצורה של אור (אולטרה סגול, הנראה, האינפרה אדום) נספג על ידי חומרים שונים גורם להם עלייה בטמפרטורה. הדוגמאות השתמש חימום אפקט כמו המטרה הסופית שלהם, אבל מערכות אחרות, כולל תחנות כוח סולאריות concentrator להשתמש אפקט חימום לנהוג טורבינות לייצור חשמל.
כוח Parabolic שמש אספן הצמח
Photovoltaics פועלים על עיקרון אחר. הפוטונים של האור מן הפרט אטומים לרגש השמש מוליכים למחצה וכתוצאה מכך זרם של אלקטרונים ולכן את הדור של חשמל. בהתאם לבסיס סימום חומרים מנוצל, תאים סולריים מכוון אורכי גל מסוימים של אור. מחקר מתמשך להרחיב את הספקטרום של האור תפעיל תאים סולריים ובכך להגביר את היעילות שלהם.
מערך של תאים פוטו Monocrystaline
חסרונות כלליים אנרגיה סולארית לכידת קשורות ברובה לעלות. החומרים המשמשים לבניית ציוד חשמל סולארי יקרים. שאוהבים להגיב כאן על יעילות נמוכה יחסית של אנרגיה סולארית להיות כי photovoltaics מסחרי רק כ 9% ל 14% יעיל. כוח סולארית תרמית יכול להיות קצת יותר יעיל, על 20%. לעומת זאת בדרך כלל טורבינת גז טבעי במחזור משולב, אשר יהיה בעל יעילות של עד 60%. היעילות התרמודינמית של מנוע בעירה פנימית במכונית יהיה סביב 26%. ערכי בין דלקים מאובנים השמש לא ניתן להשוות זאת. הסיבה לכך אינה לרדת זיהום, אם כי הוא גורם חשוב מאוד להיות נדון בהמשך. הסיבה מסתכם טבע קלט את האנרגיה. אור השמש להיות חופשי לכולם הוא חלק מסביבת כי יהיו נוכחים האם אנו מנצלים אותו לחשמל או לא. דלקים מאובנים, ומצד שני הם משאבים מתכלים שיש להם עלות הייצור, כמו גם עלות בשוק, ובסופו של דבר לחסל, המהווה גורם נוסף

אנרגיה סולארית מבוזרת כולל ההתקנים המותקנים על בתים ובניינים מסחריים קטנים יותר. בדרך כלל כל אלה הם התקנים פוטו להציב על גג שטוח או מבנים אחרים. אנחנו יכולים לכלול גם דודי שמש בקטגוריה זו. בתים ומבנים להשתמש במקורות אנרגיה סולארית עדיין צריך מקורות כוח אחרים, ולכן רשת החשמל הכוללת מערכות הדור, שכן השמש היא לא 100% זמינות. לכן, אנחנו לא לחסוך הרבה עלויות תשתית כוללת, על ידי לחיצה על שיטה זו, אם כי פחות הכוללת תחנות כוח מרכזי יצטרך להיבנות בטווח הארוך. מערכות חשמל מבוזר גם בדרך כלל מתמודדים עם לחצים מחיר חמור יותר על עלויות ראשוניות לעומת עלויות מחזור החיים: homeowner הממוצע יהיה בדרך כלל להתפשר על פחות יכולת או פחות יעילות כאשר בניית בית לעומת מערכות המועסקים על ידי פעולה מסחרי גישה מרוכז. בנוסף, התחזוקה בטווח הארוך, שיסייע לשמר רמה מסוימת של יעילות של המערכת, לא יהיה כמו קשוב הכוללת עם האוכלוסיה כולה של יצרני חשמל קטנים לרבות בעלי בתים ומנהלי משרדים כפי שזה יהיה עם מערכת מרכזית.

כוח מרכזי השמש (סולרית בקנה מידה גדול תחנות כוח) נראה מה שהופך פופולרי קאמבק . סוג זה של מערכת דור מנוהלת על ידי חברות השירות הציבורי או הפרטי אשר לבנות תחנות כוח גדול עשוי photovoltaics או רדיאטור ריכוז סולארית, במקומות שטופי שמש יבש כמו אריזונה במדבר קליפורניה. כמו תאגידים גדולים, ארגונים אלה יכולים להשקיע בטכנולוגיה הטובה ביותר ליישם אותו בקנה מידה גדול לשמור את התחזוקה ההכרחיים להשגת יעילות מקסימלית של ההשקעה שלהם. אנרגיה סולארית מרוכזת ולכן הוא יעיל יותר לכל דולר הושקעו יותר כוח סולאריות מבוזרות. רמה זו של יעילות דורש השקעות גדולות עלויות הקרקע והבנייה, ואת היעילות עלולות להיות מושפעות על ידי המרחק של תחנת הכוח מאזור מאוכלס הוא משרת. כמו כן, אנרגיה סולארית מרוכזת דורש כמות גדולה של אדמה, הרבה יותר מאשר מקורות כוח אחרים, שכן אור השמש אינו מרוכז מאוד באזורים בודדים כמו פחם. ארץ שיש לך יותר, יותר כוח אתה יכול לייצר.

אז, איך נחליט בין מרכזי אנרגיה סולארית מבוזרת? איך אפשר להחליט בין צורות השמש אחרות של אנרגיה? ראשית, אנו צריכים כראוי מחיר (להמיר להבין כמה משמעותית לדולר בהתבסס על הביקוש שלנו לדברים אחרים), את הרצון שלנו לשמור פתוח, שטחים מפותחים באזורים העשירים השמש. כאשר הערך שאנו מייחסים אלה מגדילה רווחים, את היעילות של תחנות כוח סולאריות מרוכז פוחתת. שנית, אנו צריכים כראוי מחיר זיהום מהתקנה ייצור, תפעול, והפסקת לתוך אומדני העלות של כל סוגי האנרגיה. זיהום משפיע על בריאותם של אנשים ועל מערכות אקולוגיות נובעת לייצר תאים סולריים, גידול ביומסה, שריפת הפחם, ופירוק תחנות כוח גרעיניות. לבסוף, עלינו לשקול מחדש את האופן שבו אנו מייחסים ערך על משאבים מתכלים עצמם מעבר לספק בטווח הקצר הביקוש. הנפט עשוי להיות בר קיימא כמקור אנרגיה כללית במשך 40 השנים הבאות, אבל אז מה יהיה להסתדר בלי זה? פלסטיקה, חומרי בנייה, חומרי סיכה, ודברים שימושיים נוספים ניתן מנפט אותה. כאשר ישנם מקורות אנרגיה חלופיים, האם זה נבון לצרוך חומר כזה להשתמש מרובים עבור מטרה זאת בעיקר בודד? היתרונות לטווח ארוך לחברה צריך להילקח בחשבון כאשר מנתחים את היתרונות היחסיים של מקורות סולאריים אחרים של אנרגיה.

מאמרים נוספים: