Uspon održive, solarne energije
Solarna energija je ekološki prihvatljiv izvor energije. Saznajte šta sunčevi zraci mogu učiniti da napajaju i pomognu očuvanju planete.
Šta je solarna energija?
Solarna energija je energija koja potiče od sunca. Sunčeva toplota i svetlost se koriste za proizvodnju električne ili toplotne energije za različite potrebe domaćinstva, poslovanja i druge operativne potrebe. Izlaz solarnog sistema se meri u vatima.
Sunčeva energija – poznata i kao solarna energija, solarna proizvodnja ili sunčevo zračenje – je najzastupljeniji, obnovljivi izvor energije. Obnovljivi izvor energije je izvor energije koji se može regenerisati. Za razliku od fosilnih goriva (nafta, prirodni gas i ugalj), ovaj izvor energije se ne iscrpljuje nakon jedne upotrebe. Pored toga, energija vetra, hidroenergija i geotermalna energija su drugi primeri obnovljivih izvora energije.
Možda će vas iznenaditi kada saznate da tehnologije solarne energije nisu otkriće modernog doba: Ljudi koriste sunčeve zrake od 7. veka pre nove ere kada su ljudi koristili lupu i sunčeve zrake da bi pravili vatru i spaljivali mrave. Naravno, od tog vremena došlo je do velikog razvoja i napretka u tehnologijama solarne energije.
Evo kratkog pregleda i vremenske linije solarne energije, prema SAD. Sektor za energiju:
- Godine 1767. švajcarski naučnik Oras-Benedikt od Sosira izgradio je prvi solarni kolektor na svetu.
- Edmon Bekerel, francuski fizičar, otkrio je fotonaponski efekat – kada svetlost ili energija zračenja proizvode napon ili električnu struju – 1839. godine.
- Decenijama kasnije, rancuski matematičar Ogisten Mušo registrovao je patente za motore na solarni pogon.
- Godine 1883, njujorški pronalazač Čarls Frits stvorio je solarnu ćeliju tako što je selen premazao tankim slojem zlata koji je postigao stopu konverzije energije od 1 do 2 procenta (za referencu, većina modernih solarnih ćelija radi sa stopom između 15 i 20 procenata), prema Smithsonian magazinu. Pronalazač Edvard Veston dobio je dva patenta za solarne ćelije pet godina kasnije.
- Albert Ajnštajn je objavio rad o fotoelektričnom efektu ranih 1900-ih.
- Godine 1954. preduzeće Bell Telephone Laboratories je proizvelo silicijumsku solarnu ćeliju – prvu ćeliju koja je mogla da pretvori dovoljno energije za rad svakodnevne električne opreme – sa 4 procenta (a kasnije 11 procenata) efikasnosti. Šest godina kasnije, Hoffman Electronics je dostigao 14 procenata efikasnosti.
- U 1970., dr. Eliot Berman je dizajnirao jeftiniju solarnu ćeliju, što je rezultiralo smanjenjem cene na 20 USD po vatu.
- Pol Makridi je napravio letelicu na solarni pogon (prvu takve vrste) sa 16.000 solarnih ćelija i preleteo je iz Francuske u Englesku 1981. godine.
- Naučnik Subhendu Guha je 1998. godine predvodio put do izuma fleksibilnih solarnih šindri koje pretvaraju sunčevu svetlost u električnu energiju za krovove.
- Tokom 2000-ih i kasnije, nastavljaju se praviti veliki koraci u sposobnostima i efikasnosti tehnologija solarne energije.
Danas je „solarna energija najbrže rastući i najpristupačniji izvor nove električne energije“ u Sjedinjenim Državama, prema Energy.gov, sa 3 miliona instalacija u zemlji. I globalno, solarna energija je u porastu, takođe, za kućnu i industrijsku upotrebu.
Svakodnevni, popularni primer solarne energije bi bili crni, pravougaoni solarni paneli koje vidite na krovovima nekih kuća. Korporacije su takođe prihvatile ovaj oblik solarne proizvodnje – čak i Diznilend ima solarno postrojenje u obliku Mikija Mausa sačinjeno od 48.000 solarnih panela izvan svog Epkot tematskog parka.
Solarne tehnologije su nastavile da se razvijaju i poboljšavaju tokom godina. Ovaj članak će pružiti pregled solarne energije, kako ona funkcioniše, prednosti njenog korišćenja i budućnost solarne energije.
Kako se solarna energija prikuplja i skladišti?
Solarna fotonaponska energija (PV)
Uključuje korišćenje uređaja (mislimo na solarne panele) da apsorbuje sunčevu svetlost i pretvori je u električnu energiju. Ovi uređaji su poznati kao solarne ćelije i povezani su da formiraju veće jedinice koje generišu energiju.
Koncentracija solarne energije (CSP)
Prikuplja energiju od sunca za kreiranje toplote, koja se zatim koristi za proizvodnju električne energije. Ova tehnologija koristi ogledala da fokusira ili „koncentriše“ svetlosnu energiju.
Solarno grejanje i hlađenje (SHC)
Prikuplja energiju od sunca i koristi je za pružanje usluga za grejanje i hlađenje kuća i preduzeća. Ova tehnologija koristi solarni kolektor, izolovane cevi i rezervoar tople vode.
Komponente za skladištenje solarne energije
Baterije
Jezgro sistema za skladištenje energije. Dve uobičajene vrste baterija su litijum-nikl-mangan-kobalt i litijum-gvožđe-fosfatne.
Podpaneli kritičnog opterećenja
Omogućava vam da odlučite koji osnovni uređaji će se napajati u slučaju nestanka struje.
Solarni paneli
Koristi se za punjenje baterija. Tanki film, PERC, polikristalni i monokristalni su različite vrste solarnih panela.
Od čega su napravljene solarne table? U svojoj srži, solarni paneli obično sadrže silicijum – najčešći poluprovodnički materijal koji se koristi u fotonaponskim ćelijama – stakleno kućište, metalni okvir i drugi hardver koji drži panel zajedno i podržava njegovu funkcionalnost.
Invertori
Koristi se za pretvaranje naizmenične struje u jednosmernu (solarni paneli i baterije pretvaraju jednosmernu struju u naizmeničnu).
Skladište solarne energije
Zatim, prema Green Building Elements, postoje tri načina za skladištenje solarne energije:
Skladište baterije
Najčešće se litijum-jonske baterije koriste za skladištenje solarne energije.
Mehaničko skladištenje energije
Komprimovani vazduh (prisiljen u posudu, poput rezervoara, i isporučen po potrebi), hidroenergija pumpe (voda koja se gura kroz turbinske generatore za proizvodnju energije kada postoji potreba) i zamajac (višak energije koji se koristi za obezbeđivanje energije kada je potrebno) su tri varijacije ovog tipa sistema skladištenja.
Toplotno skladište
Koristi rastopljenu so i vodu u izolovanom rezervoaru za zadržavanje energije.
Postoji i „virtuelno skladištenje,“ proces kojim zagrevate ili hladite zgradu pre nego što dođe do očekivanog skoka potražnje za električnom energijom. Zgrada zatim skladišti ovu energiju kada je to potrebno.
Za kompletnu listu termina i definicija, prikažite rečnik solarne energije u SAD. Sektor za energiju.
Prednosti solarne energije
Pa, koje su prednosti solarne energije? Ima ih dosta, uključujući zaštitu životne sredine, mogućnosti zapošljavanja i poreske kredite. Evo pregleda nekih od primarnih pogodnosti:
Bolje je za životnu sredinu od tradicionalnih izvora energije
Planeta je verovatno prva stvar koja pada na pamet kada se razmatraju prednosti solarne energije. Obnovljivi izvori energije poput solarne energije pomažu u suzbijanju oslanjanja sveta na fosilna goriva, smanjuju naš ugljenični otisaki obezbeđuju električnu energiju bez izazivanja toksičnog zagađenja.
Troškovi održavanja solarne energije su poboljšani
Iako početno podešavanje može biti skupo za neka domaćinstva, troškovi održavanja su opadali tokom godina. Tačnije, u poslednjoj deceniji, cena instalacije solarnog sistema je pala za 60 procenata. (Međutim, troškovi mogu zavisiti od faktora kao što su region i ograničenja lanca snabdevanja.)
Postoje poreske pogodnosti za solarne energetske sisteme
Prelazak na solarnu energiju može biti dobro za novčanik (mada tek kasnije). Na primer, američka vlada nudi federalni solarni poreski kredit koji se može primeniti na troškove instalacije solarnog PV sistema. Državne i druge lokalne samouprave takođe mogu ponuditi programe koji će pomoći da se nadoknadi veća cena.
Tehnologije solarne energije su se razvile
Oprema i tehnologije skladištenja su se uveliko poboljšale tokom godina. Solarni paneli danas proizvode više energije za duže vremena (sa efikasnošću od oko 20 procenata) i traju do 30 godina.
Korišćenje solarne energije za vaš dom ili posao ima mnogo pozitivnih efekata. Međutim, ovaj izvor energije nije bez ograničenja. Evo nekih povratnih informacija o korišćenju solarne energije:
- Zagađenje je i dalje problem. Dok je solarna energija ekološki prihvatljivije rešenje od sagorevanja fosilnih goriva, neke od hemikalija i materijala koji se koriste u procesu proizvodnje fotonaponskih ćelija proizvode opasan otpad.
- Može biti skupo za postavljanje. Dok vam solarna energija može uštedeti novac kasnije, početna instalacija i oprema mogu biti skupi.
- Postoje ograničenja usluge. Pošto se energija generiše kada je sunce napolju, određena doba dana i vremenski uslovi (poput oblačnog neba) nisu optimalni za solarnu energiju.
- Drugi uticaji na životnu sredinu. Upotreba vode, upotreba zemljišta i potencijalni gubitak staništa su razmatranja koja se moraju uzeti u obzir prilikom podešavanja razmere sistema solarne energije.
Preskačući ovu poslednju tačku, solarna energija predstavlja ekološki prihvatljive mogućnosti za industriju i poslovanje. Na primer, nove alatke i aplikacije mogu pomoći organizacijama da vizuelizuju simulacije rezervoara kako bi povećale stope udara bušotine i nadogradile električne mreže za distribuirane energetske resurse kako bi smanjile troškove i proširile mogućnosti. Došlo je i do velikih koraka prilikom korišćenja kvantnog izračunavanja za optimizaciju generisanja energije.
Kako se primenjuje solarna energija
Pre nego što primenite solarnu energiju, uradite svoje istraživanje. Želećete da izračunate troškove za svoju oblast, proverite dostupne rabate i poreske kredite, istražite različite sisteme i pogledate recenzije preduzeća za instalaciju sistema. Tehnički možete sami da instalirate solarne panele, ali ćete želeti da razmislite da li je to najbolja opcija za vas.
Ako ste vlasnik preduzeća, imaćete nekoliko razmatranja kada prelazite na solarnu energiju, uključujući ono što koristi električnu energiju na vašem radnom mestu (sistem za hlađenje i grejanje, mašine, oprema itd.). Iako ćete, kao i domaćinstva, na kraju doživeti uštede, prelazak na solarnu energiju će verovatno biti unapred ulaganje vremena i novca. Međutim, postoje IoT energetska rešenja koja vam pomažu da smanjite operativne troškove uz optimizaciju ponude i potražnje i nadgledanje održavanja sredstava mreže.
Za kućnu instalaciju, većina ljudi bi verovatno smatrala da je visoka cena najveća prepreka za početak korišćenja solarne energije. Na primer, cena sistema solarnih panela u kući prosečne veličine u Sjedinjenim Državama – nakon bilo kakvih solarnih poreskih kredita – kreće se od 11.144 USD do 14.696 USD, i oko 200 USD do 250 USD po panelu za mali „uradi sam“ projekat, prema Consumer Affairs. Neki vodiči dodatno proširuju opseg, navodeći troškove između 10.000 USD i 25.000 USD u SAD. Postoje i „meki troškovi“ koje treba uzeti u obzir, kao što su troškovi rada za izdavanje dozvola i instalaciju. Možete izabrati da iznajmite solarne panele – što znači da ne morate da plaćate troškove instalacije, održavanja ili popravke – ali postoje prednosti i nedostaci koje treba razmotriti.
Početna cena može biti visoka za većinu domaćinstava, a potrebno je malo čekati dok ne dostignete period otplate solarnog panela (u proseku ćete videti povraćaj ulaganja za sedam do 12 godina). Ali i ušteda može da bude značajna: Prema HomeGuide-u, solarna energija može uštedeti stanovnicima SAD između 600 USD i 2.000 USD na troškovima električne energije godišnje. Pored toga, neke instalacije koštaju manje od navedenih. Veličina vašeg doma (veća nekretnina obično ukazuje na višu cenu), vaš nivo potrošnje energije i vrste tehnologija koje izaberete za svoj sistem su tri osnovna faktora koji će uticati na troškove. Veb lokacije kao što je Solar Estimate omogućavaju vam da unesete poštanski broj ili odaberete svoju lokaciju na virtuelnoj mapi kako biste lakše odredili troškove instaliranja solarnih panela u vašem domu.
Takođe možete izabrati da uključite solarnu energiju u svoj svakodnevni život na različite načine, kako velike tako i male. Ne morate da trošite mnogo novca da biste započeli sa solarnom energijom. Na primer, možete da kupite futrolu na solarni pogon za svoj pametni telefon, baterijske lampe za solarno punjenje za komplet za hitne slučajeve u vašem automobilu ili solarni šporet za vaše sledeće kampovanje – u nekim slučajevima za manje od 100 USD. Osim solarnih panela, postoje i druge opcije za napajanje vaše kuće od sunca. Vlasnici kuća mogu koristiti uređaje na solarni pogon da zagreju svoj bazen i postave solarna svetla kako bi osvetlili svoje dvorište ili terasu noću. Takođe možete koristiti solarnu generaciju u svom poslovnom životu. Želite da radite na daljinu, van mreže? Ponesite prenosivi solarni punjač za napajanje vašeg laptopa dok radite napolju u kafiću.
Budućnost solarne energije
Budućnost solarne energije je svetla (namerna igra reči), jer:
- To je dobro za planetu. Solarna energija je održiva i ekološki prihvatljiv izvor energije.
- Čista energija je kuda ide svet. Nakon 2035. godine, 50 odsto proizvodnje električne energije biće obnovljivo.
- Postaje pristupačnije i efikasnije. Očekuje se da će cena solarnih energetskih sistema nastaviti da pada, dok će usluga i dalje biti bolja.
- Pomaže pri kreiranju novih preduzeća i poslova. Očekuje se da će u ovom prostoru cvetati i industrija i rast radnih mesta.
Do te poslednje tačke, karijere u oblasti obnovljive energije cvetaju. Ovaj sektor zapošljava više od 3 miliona ljudi u SAD i 11 miliona ljudi širom sveta, prema Institutu za proučavanje životne sredine i energije. Broj poslova u solarnoj industriji varira širom SAD. Na primer, postoji 211 solarnih poslova navedenih u Severnoj Dakoti naspram preko 10.000 u Teksasu, prema Asocijaciji industrije solarne energije (SEIA). Ipak, prostor solarne energije se sastoji od inženjera, istraživača, operatera solarnih elektrana, instalatera opreme i raznih drugih profesionalaca koji rade širom zemlje.
Preduzeća takođe gledaju unapred na solarnu energiju i druge obnovljive izvore energije. Velika tehnološka preduzeća najavljuju inicijative za društvenu odgovornost i ekološke ciljeve za svoje organizacije. Na primer, Microsoft se obavezao da će do 2030. godine imati pozitivni povraćaj vode i negativni karbonski otisak. Potrošači sve više brinu i o društvenoj odgovornosti preduzeća, tako da očekuju da će više organizacija razviti smernice oko njihove posvećenosti održivosti u bliskoj budućnosti.
Ubrzajte putovanje do održivosti
Gde god da ste na putu ka neto nuli, Microsoft Cloud for Sustainability vam omogućava da poboljšate napredak i transformišete poslovanje pomoću mogućnosti za životnu sredinu, društvo i upravljanje (ESG).
Najčešća pitanja
- Solarna energija je energija sunca koja se može generisati u električnu energiju. To je obnovljiv izvor energije, što znači da se može dopuniti i ne troši se nakon jednokratne upotrebe. Solarna energija ima različite namene i može se koristiti za napajanje zgrada, zagrevanje vode, punjenje primenljive elektronike i uređaja i još mnogo toga. Solarna energija je poznata i kao sunčeva energija ili sunčevo zračenje. Saznajte više >
- Solarna energija se može koristiti i u domaćoj i komercijalnoj upotrebi. Na stambenom nivou, na primer, može da obezbedi kućama struju, toplu vodu, grejanje i hlađenje. Neka preduzeća koriste solarnu energiju za rad svojih kancelarija, fabrika ili farmi. Pored toga, vlade mogu da napajaju javna preduzeća i objekte – kao što su ulična rasveta, parkinzi, prevoz i škole – solarnom energijom.
-
Korišćenje solarne energije ima nekoliko prednosti. Pored toga što je u izobilju i obnovljiva, solarna energija smanjuje naš kolektivni otisak ugljenika jer sama solarna proizvodnja proizvodi nultu emisiju. Solarna energija takođe može biti isplativa. Na primer, tehnološki napredak čini sisteme solarne energije sve pristupačnijim, a vremenom ovi sistemi mogu drastično smanjiti račune za komunalne usluge. Štaviše, solarna energija je skalabilna – može se koristiti za napajanje jedne kuće ili čitave zajednice. Konačno, sistemi za solarnu energiju mogu se instalirati na bilo kojoj lokaciji, čak i na udaljenim područjima, što znači da se struja može obezbediti na mestima koja nemaju pristup električnoj energiji.
- Prvo, postoje tri primarne tehnologije koje se koriste za iskorištavanje solarne energije: fotonaponska (PV), koncentrisana solarna energija (CSP) i solarno grejanje i hlađenje (SHC). Jednom kada je upregnut, potrebno vam je nekoliko osnovnih komponenti za skladištenje: baterije, solarni paneli, podpaneli za kritično opterećenje i invertori. Zatim, postoje tri načina skladištenja solarne energije: baterija, mehanička energija i termalna energija. U zavisnosti od vaših potreba i za šta koristite solarnu energiju (recimo, za napajanje kuće u predgrađu od 1.200 kvadratnih stopa u odnosu na veliku imovinu van mreže), vaš proces se može razlikovati.
- Početni troškovi podešavanja – u Sjedinjenim Državama mogu koštati od 10.000 USD do 25.000 USD za stambenu kuću – mogu biti skupi za mnoge potrošače. Međutim, neke zemlje imaju programe za državne institucije koji vam mogu pomoći da nadoknadite troškove početka korišćenja solarne energije. Ovo može uključivati resurse za izgradnju ekonomičnog sistema ili kako osigurati dostupne poreske kredite. Biće potrebno neko vreme (oko desetak godina), ali trebalo bi da nadoknadite troškove solarnog sistema i vidite uštede koje se odražavaju na vašem računu za struju. U zavisnosti od faktora kao što su cena vašeg solarnog sistema i veličina vaše imovine, vaša ušteda u troškovima električne energije može biti od nekoliko stotina dolara do nekoliko hiljada dolara godišnje.
- Solarna energija je jedan od najodrživijih oblika energije koji su danas dostupni. Ne samo da je u izobilju i obnovljivo – Sunce obezbeđuje dovoljno energije svakog dana da zadovolji našu trenutnu globalnu potražnju za energijom tokom cele godine – ono se takođe može generisati ekonomski i u velikim razmerama. Solarna proizvodnja ne proizvodi emisije gasova staklene bašte, zahteva minimalne troškove održavanja nakon postavljanja solarnih panela i obezbeđuje struju bez rizika od kontaminacije vode ili vazduha.
Pratite Microsoft