Солнечные панели на крышах половины земного шара могут удовлетворить весь спрос на электроэнергию. Новое исследование

Крышные солнечные панели на 79% дешевле, чем они были в 2010 году. Такое резкое падение цен 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 крыше 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.

Фото: https://www.asutpp.ru/

В 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 нам нужно их разместить. Это исследование является первым, где представлена ​​такая подробная карта глобального солнечного потенциала крыш, оценивающая площадь крыш и солнечный покров в масштабах от городов до континентов. Ученые обнаружили, что нам потребуется покрыть солнечными панелями только 50% крыш в мире, чтобы обеспечить достаточное количество электроэнергии для удовлетворения ежегодных потребностей мира.

Метод

Исследователи разработали программу, которая объединила данные более 300 миллионов зданий и проанализировала 130 миллионов км² земли – почти всю поверхность суши на планете. Это приблизило количество энергии, которое может быть произведено на крышах площадью 0,2 миллиона км², расположенных на этой земле, что примерно соответствует размеру территории Великобритании.

Затем специалисты 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% 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% в зависимости от сезона, поскольку солнечный свет гораздо более постоянный.

Это важно, потому что такие большие колебания месячного потенциала 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

Результаты исследования 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 пенсов. Это связано с дешевыми затратами на изготовление панелей, а также с более солнечным климатом. Между тем, самыми дорогими странами для внедрения солнечных батарей на крышах являются США, Япония и Великобритания. Европа занимает золотую середину со средними затратами на континенте около 0,096 пенса за кВтч.

Фото: https://auroraenergyonline.com/

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. И, благодаря изменчивой погоде и циклу дня и ночи на нашей планете, несоответствие между спросом на солнечную энергию и ее предложением 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 сокращения энергетической бедности и возвращения 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 декарбонизации нашего электроснабжения.