Veksten i bærekraftig solenergi
Solkraft er en miljøvennlig energikilde. Finn ut hva solens stråler kan gjøre for å gi kraft til, og bidra til å bevare planeten.
Hva er solenergi?
Solenergi er energi som kommer fra solen. Solens varme og lys utnyttes og brukes til å generere elektrisitet eller varmeenergi for en rekke husholdningsbehov, forretningsbehov og andre driftsbehov. Effekten til et solkraftsystem måles i watt.
Solenergi – også kjent som solkraft, generering av solenergi eller solstråling – er den mest utbredte fornybare energikilden. En fornybar energikilde er en energikilde som kan genereres på nytt. I motsetning til fossilt brensel (olje, naturgass og kull), blir ikke denne energikilden tom etter én gangs bruk. I tillegg er vindkraft, vannkraft og jordvarme andre eksempler på fornybar energi.
Det kan overraske deg å høre at teknologier for solenergi ikke er en oppdagelse fra moderne tid: Folk har brukt solen siden 600-tallet f.Kr., da menneskene brukte forstørrelsesglass og solens stråler til å gjøre opp ild og brenne maur. Siden den gang har det selvfølgelig foregått stor utvikling og fremskritt innen teknologi for solenergi.
Her er en kort oversikt over og tidslinjen for solenergi, i henhold til Det amerikanske energidepartementet:
- I 1767 bygde den sveitsiske vitenskapsmannen Horace de Saussure verdens første solsamler.
- Edmond Becquerel, en fransk fysiker, oppdaget den fotoelektriske effekten – når lys eller strålingsenergi produserer en spenning eller elektrisk strøm – i 1839.
- Flere tiår senere registrerte den franske matematikeren Augustin Mouchot patenter for soldrevne motorer.
- I 1883 konstruerte New York-oppfinneren Charles Fritts en solcelle ved å påføre selen et tynt lag med gull, som oppnådde en energiomformingsrate på 1 til 2 prosent (til sammenlikning opererer de fleste moderne solceller med en rate på mellom 15 og 20 prosent), ifølge Smithsonian Magazine. Oppfinner Edward Weston mottok to patenter for solceller fem år senere.
- Albert Einstein publiserte en artikkel om den fotoelektriske effekten tidlig på 1900-tallet.
- I 1954 produserte Bell Telephone Laboratories en silikonsolcelle – den første cellen som kunne omforme nok energi til å drive dagligdags elektrisk utstyr – med 4 prosent (og senere 11 prosent) effektivitet. Seks år senere oppnådde Hoffman Electronics 14 prosent effektivitet.
- På 1970-tallet utformet dr. Elliot Berman en mindre kostbar solcelle, noe som førte til en prisreduksjon på USD 20 per watt.
- Paul MacCready bygde et soldrevet fly (det første av sitt slag) med 16 000 solceller på, og fløy det fra Frankrike til England i 1981.
- I 1998 gikk forskeren Subhendu Guha i bresjen for å oppfinne fleksibel solshingel, som omformer sollys til elektrisitet for tak.
- På 2000-tallet og senere, gjøres det fortsatt store fremskritt i kapasiteten og effektiviteten til teknologier for solenergi.
er «solenergi i dag den raskest voksende og rimeligste kilden til ny elektrisitet» i USA, ifølge Energy.gov, med 3 millioner installasjoner i landet. Og globalt er solenergi også på vei oppover, for bruk til bolig og industri.
Et hverdagslig, populært eksempel på solenergi er de svarte, rektangulære solpanelene du ser på noen hustak. Selskaper har også tatt i bruk denne formen for generering av solenergi – selv Disney World har et Mikke Mus-formet solenergianlegg, som består av 48 000 solpaneler utenfor Epcot-temaparken.
Solteknologiene har fortsatt å utvikle seg og forbedre seg opp gjennom årene. Denne artikkelen gir en oversikt over solenergi, hvordan den fungerer, fordelene ved å bruke den og fremtidens solkraft.
Hvordan fanges solenergi opp og hvordan lagres den?
Fotoelektrisk (PV)
Innebærer å bruke en innretning (tenk solpaneler) til å absorbere sollys og gjøre det om til elektrisk energi. Disse innretningene er kjent som solceller, og er koblet sammen for å danne større enheter som genererer strøm.
Konsentrerende solkraft (CSP)
Fanger opp energi fra solen for å skape varme, som deretter brukes til å generere elektrisitet. Denne teknologien bruker speil til å fokusere eller «konsentrere» lysenergi.
Soloppvarming- og kjøling (SHC)
Fanger opp energi fra solen og bruker den til å levere varme- og kjøletjenester til boliger og bedrifter. Denne teknologien bruker en solfanger, isolerte rør og en varmtvannstank.
Komponenter for lagring av solkraft
Batterier
Kjernen i energilagringssystemer. To vanlige typer batterier er litium-nikkel-mangan-kobolt og litium-jern-fosfat.
Underpaneler for kritisk belastning
Lar deg avgjøre hvilke viktige enheter som skal få strøm i tilfelle strømbrudd.
Solpaneler
Brukes til å lade batterier. Tynnfilm, PERC, polykrystallinsk og monokrystallinsk er ulike typer solpaneler.
Hva er solpaneler laget av? I kjernen inneholder solpaneler vanligvis silikon – det vanligste halvledermaterialet som brukes i PV-celler – glassdeksler, en metallramme og annen metallstøtte for å holde panelet sammen og støtte panelets funksjonalitet.
Vekselrettere
Brukes til å omforme vekselstrøm til likestrøm (solpaneler og batterier omformer likestrøm til vekselstrøm).
Solkraftlagring
I henhold til Green Building Elements finnes det tre måter å lagre solenergi på:
Batterilagring
Vanligvis brukes litium-ionbatterier til å lagre solenergi.
Mekanisk energilagring
Komprimert luft (tvunget inn i en beholder, for eksempel en tank, og utløst etter behov), pumpelagring av vannkraft (vann som trykkes gjennom turbingeneratorer for å produsere energi når det er etterspørsel), og svinghjul (overflødig energi som brukes til å levere kraft ved behov) er tre varianter av denne typen lagringssystem.
Varmeakkumulering
Bruker smeltet salt og vann i en isolert tank for å holde på energi.
Det finnes også «virtuell lagring», en prosess der en bygning varmes opp eller kjøles ned før det oppstår en forventet topp i elektrisk etterspørsel. Bygningen lagrer deretter denne energien til når den trengs.
Hvis du vil ha en fullstendig liste over termer og definisjoner, kan du se solenergiordlisten hos Det amerikanske energidepartementet.
Fordeler med solenergi
Så hva er fordelene med solenergi? Det finnes ganske mange, inkludert miljøvelferd, jobbmuligheter og skattefradrag. Her er en oversikt over noen av de største fordelene:
Det er bedre for miljøet enn tradisjonelle kraftkilder
Planeten er sannsynligvis det første som faller deg inn når du betrakter fordelene ved solenergi. Fornybar energi som solkraft bidrar til å dempe verdens avhengighet av brenndrivstoff, redusere karbonavtrykket og levere elektrisitet uten å forårsake giftig forurensing.
Kostnadene ved vedlikehold av solkraft har blitt bedre
Selv om den første installasjonen kan være for kostnadskrevende for enkelte husstander, har vedlikeholdskostnadene gått ned opp gjennom årene. I løpet av det siste ti årene spesielt, har kostnaden med å installere solkraft, falt med 60 prosent. (Kostnadene kan imidlertid avhenge av faktorer som regionale begrensninger og begrensninger i forsyningskjeden.)
Det finnes skattefordeler for solenergisystemer
Overgang til solenergi kan være bra for lommeboken (riktignok på sikt). For eksempel tilbyr den amerikanske staten et føderalt skattefradrag for solkraft , som kan brukes i tilknytning til installasjonskostnader for solcelleanlegg. Statlige og andre lokale myndigheter kan også tilby programmer for å veie opp for høyere pris.
Teknologiene for solenergi har utviklet seg
Utstyrs- og lagringsteknologiene har blitt grundig forbedret i løpet av årene. I dag produserer solpaneler mer energi over lengre tid (med effektivitet på rundt 20 prosent), og de varer i opptil 30 år.
Det finnes mange vidtfavnende positive faktorer for å bruke solenergi til boligen eller bedriften. Denne energikilden er imidlertid ikke uten sine begrensninger. Her er noen ulemper ved bruk av solkraft:
- Forurensing er fortsatt et problem. Selv om solenergi er en mer miljøvennlig løsning enn brenning av fossilt brensel, produserer noen av kjemikaliene og materialene som brukes i produksjonsprosessen til PV-celler farlig avfall.
- Det kan være kostbart å installere. Selv om solkraft kan spare deg for penger på sikt, kan den opprinnelige installasjonen og utstyret være dyrt.
- Det finnes driftsbegrensninger. Fordi energi genereres når solen skinner, er visse tider på dagen og værforhold (som overskyet himmel) ikke optimale for solkraft.
- Andre miljøpåvirkninger. Vannbruk, arealbruk og potensielt tap av habitater, er hensyn som må tas når du skalerer solkraftsystemer.
Med henvisning til det siste punktet, så utgjør solenergi miljøvennlige muligheter for industri og næringsliv. Nye verktøy og apper kan for eksempel hjelpe organisasjoner med å visualisere magasinsimuleringer, for å øke treff-frekvensen for drilling og oppgradere strømnett for distribuerte energiressurser for å redusere kostnader og utvide mulighetene. Det har også funnet sted store fremskritt ved hjelp av kvantedatabehandling for optimalisering av kraftgenerering.
Slik innfører du solenergi
Gjør dine undersøkelser før du innfører solenergi. Du bør beregne kostnadene for området ditt, sjekke ut tilgjengelige rabatter og skattefradrag, utforske ulike systemer og se på vurderinger av selskaper for systeminstallasjon. Teknisk sett kan du installere solpaneler selv, men du bør vurdere om det er det beste alternativet for deg.
Hvis du er bedriftseier, har du flere hensyn å ta når du går over til solenergi, inkludert hva som bruker strøm på arbeidsplassen (kjøle- og varmesystemet, maskiner, utstyr osv.). Selv om du, i likhet med husstander, etter hvert vil oppleve kostnadsbesparelser, er overgangen til solkraft sannsynligvis en forhåndsinvestering av tid og penger. Det finnes imidlertid IoT-energiløsninger som kan hjelpe deg med å redusere driftskostnadene, samtidig som du optimaliserer tilbud og etterspørsel og overvåker vedlikehold av strømnettet.
Med hensyn til hjemmeinstallasjon, anser de fleste antakelig den høye prislappen som det største hinderet for å komme i gang med solenergi. Kostnaden for et solpanelsystem i et hus i gjennomsnittlig størrelse i USA – etter eventuelle skattefradrag relatert til solenergi – varierer for eksempel fra USD 11 144 til USD 14 696, og omtrent USD 200 til USD 250 per panel for et lite gjør-det-selv-prosjekt, ifølge det amerikanske forbrukerrådet. Noen veiledninger utvider intervallet ytterligere, og oppfører kostnadene som mellom USD 10 000 og USD 25 000 i USA. Det finnes også «myke kostnader» å ta hensyn til, for eksempel tillatelser og arbeidskostnader for installasjon. Du kan velge å leie ut solpaneler – noe som betyr at du ikke trenger å betale for installasjons-, vedlikeholds- eller reparasjonskostnader – men det finnes fordeler og ulemper å vurdere.
Forskuddsprisen kan være stiv for de fleste husstander, og det er litt venting til du kommer til belønningsperioden for solpanelet (i gjennomsnitt vil du se en avkastning på investeringen om sju til tolv år). Men besparelsene kan også være betydelige: Solenergi kan spare amerikanske innbyggere for mellom USD 600 og USD 2000 i strømkostnader per år, ifølge HomeGuide. I tillegg koster noen installasjoner mindre enn de oppførte tallene. Størrelsen på boligen din (en større eiendom indikerer vanligvis et høyere prispunkt), energiforbruksnivået og teknologitypene du velger for systemet, er tre hovedfaktorer som påvirker kostnadene. Nettsteder som Solar Estimate lar deg skrive inn postnummeret eller velge posisjonen din på det virtuelle kartet, for å hjelpe deg med å fastslå kostnadene ved å installere solpaneler på boligen.
Du kan også velge å innlemme solenergi i hverdagen på forskjellige måter, både store og små. Du trenger heller ikke å bruke mye penger for å komme i gang med solkraft. Du kan for eksempel kjøpe et solkraftdrevet deksel for smarttelefonen, solkraftadde lommelykter for beredskapspakken i bilen eller et solkraftdrevet kokeapparat til den neste fjellturen – i noen tilfeller for under USD 100. Utenom solpaneler, finnes det også andre alternativer for solkraft til huset. Boligeiere kan bruke soldrevne apparater til å varme opp svømmebassenget, og sette opp soldrevne lykter for å lyse opp hagen eller terrassen om natten. Du kan også bruke generering av solkraft i arbeidsdagen. Vil du arbeide eksternt, utenfor arbeidsplassen? Ta med en bærbar solpanel-lader for å drive den bærbare datamaskinen mens du arbeider ute på en kafé.
Fremtidens solenergi
Fremtidens solkraft er lys (bokstavelig talt), fordi:
- Det er bra for planeten. Solenergi er bærekraftig og miljøvennlig.
- Ren energi er dit verden er på vei. Etter året vil 2035 vil 50 prosent av kraftgenereringen være fornybar.
- Den blir rimeligere og mer effektiv. Prisen på solkraftsystemer forventes å fortsette å falle, mens driften fortsetter å bli bedre.
- Det bidrar til å skape nye virksomheter og jobber. Både bransje- og jobbvekst forventes å blomstre i dette tidsrommet.
Med hensyn til det siste punktet, er karrierene i feltet for fornybar energi i kraftig oppsving. Denne sektoren har mer enn 3 millioner ansatte i USA og 11 millioner ansatte globalt, ifølge Miljø- og energistudieinstituttet. Antall jobber innen solkraft varierer på tvers av USA Det er for eksempel 211 soljobber oppført i Nod-Dakota i forhold til over 10 000 i Texas, ifølge Bransjeforeningen for solenergi (SEIA). Solenergiområdet består likevel av teknikere, forskere, solanleggoperatører, utstyrsinstallatører og en rekke andre fagpersoner i jobber over hele landet.
Bedrifter ser også fremover, mot solkraft og annen fornybar energi. Store teknologiselskaper har kunngjort initiativer for sosialt ansvar og miljømål for organisasjonene sine. Microsoft har for eksempel avlagt et løfte om å være vannpositiv og karbonnegativ innen 2030. Forbrukere bryr seg også stadig mer om bedriftenes sosiale ansvar, så du kan forvente at flere organisasjoner utvikler retningslinjer rundt deres forpliktelse til bærekraft i nær fremtid.
Effektiviser bærekraftprosessen
Uansett hvor langt du har kommet på veien mot netto null, gjør Microsoft Cloud for Sustainability det mulig for deg å forsterke fremdriften og forvandle virksomheten via miljømessige-, sosiale- og styringsfunksjonaliteter (ESG).
Vanlige spørsmål
- Solenergi er energi fra solen, som kan genereres til elektrisitet. Det er en fornybar energikilde, og det betyr at den kan etterfylles og ikke tømmes etter engangsbruk. Solenergi har en rekke bruksområder og kan brukes til å gi kraft til bygninger, varme opp vann, lade anvendelig elektronikk og enheter med mer. Solenergi er også kjent som solkraft eller solstråling. Finn ut mer >
- Solenergi kan brukes både i hjemmet og kommersielt. På bolignivå kan den for eksempel gi boliger strøm, varmt vann og varme og kjøling. Noen bedrifter bruker solenergi til å drifte sine kontorer, fabrikker eller gårder. I tillegg kan myndigheter drive offentlige tjenester og fasiliteter – for eksempel gatelys, parkeringsplasser, transport og skoler – med solenergi.
-
Bruk av solenergi har flere fordeler. I tillegg til å være utbredt og fornybar, reduserer solenergi vårt samlede karbonavtrykk fordi generering av solkraft i seg selv produserer null utslipp. Solenergi kan også være kostnadseffektivt. Teknologiske fremskritt gjør for eksempel solkraftsystemer stadig rimeligere, og over tid kan disse systemene drastisk redusere regninger for offentlige tjenester. I tillegg er solenergi skalerbar – den kan brukes til å gi kraft til én enkelt bolig eller et helt lokalsamfunn. Til slutt kan solenergisystemer installeres på nesten alle steder, til og med i fjerntliggende områder, og det betyr at strøm kan leveres på steder som mangler tilgang til elektrisitet.
- For det første er det tre viktige teknologier som brukes til å utnytte solenergi: fotoelektrisk (PV), konsentrerende solkraft (CSP) og soloppvarming- og kjøling (SHC). Når den er tatt i bruk, trenger du noen grunnleggende komponenter for å lagre den: batterier, solpaneler, underpaneler for kritisk belastning og vekselrettere. Deretter finnes det tre måter å lagre solenergi på: batteri, mekanisk energi og varmeakkumulering. Prosessen kan variere avhengig av behovene og hva du bruker solkraft til (for eksempel for å gi kraft til en forstadsbolig på 111 kvadratmeter, i forhold til en stor eiendom utenfor strømnettet).
- Oppstartskostnadene – i USA kan det koste alt fra 10 000 – 25 000 USD for en bolig – kan være store for mange forbrukere. Noen land har imidlertid offentlige programmer som kan hjelpe deg med å redusere kostnadene med å komme i gang med solenergi. Dette kan omfatte ressurser for å bygge et kostnadseffektivt system eller hvordan du innhenter tilgjengelige skattefradrag. Det vil ta litt tid (omtrent et tiår), men du kan vinne tilbake kostnadene for et solpanelsystem og se besparelsene gjenspeilet i strømregningen. Avhengig av faktorer som kostnadene for solenergisystemet og størrelsen på eiendommen, kan besparelsene på strømkostnader være alt fra noen hundre dollar til et par tusen dollar per år.
- Solenergi er en av de mest bærekraftige energiformene som er tilgjengelig i dag. Den er ikke bare utbredt og fornybar – solen gir nok energi hver dag til å fylle det nåværende globale energibehovet i et helt år – den kan også genereres billig i drift og i stor skala. Generering av solenergi produserer ingen utslipp av drivhusgasser, krever minimale vedlikeholdskostnader når solpaneler er installert, og gir strøm uten risiko for vann- eller luftforurensing.
Følg Microsoft