Forøgelsen af bæredygtig solenergi
Solenergi er en miljøvenlig energikilde. Få mere at vide om, hvad solens stråler kan gøre for at styrke og hjælpe med at bevare planeten.
Hvad er solenergi?
Solenergi er energi, der kommer fra solen. Solens varme og lys udnyttes og bruges til at generere elektricitet eller termisk energi til en række forskellige husstands-, forretnings- og andre driftsmæssige behov. Outputtet fra et solenergisystem måles i watt.
Solenergi – også kendt som solkraft, solgenerering eller solstråler – er den mest vedvarende energikilde. En vedvarende energikilde er en energikilde, der kan genereres igen. I modsætning til fossile brændstoffer (olie, gas og kul) udtømmes denne energikilde ikke efter én brug. Derudover er vind- og vandkraft samt geotermisk strøm andre eksempler på vedvarende energi.
Det kan overraske dig at høre, at solenergiteknologier ikke er en moderne opdagelse: Folk har brugt sol siden det 7. århundrede F.C., da mennesker brugte forstørrelsesglas og solens stråler til at lave brand og brænde myrer. Siden da har der naturligvis været store udviklinger og fremskridt inden for solenergiteknologier.
Her er en kort oversigt over og tidslinje for solenergi i henhold til USA's Department of Energy:
- I 1767 byggede den schweiziske forsker Horace de Saussure verdens første solfanger.
- Edmond Becquerel, en fransk fysiker, opdagede den fotovoltaiske effekt – når lys eller radiant energi producerer en spænding eller elektrisk strøm – i 1839.
- Årtier senere registrerede den franske matematiker Augustin Mouchot patenter for soldrevne motorer.
- I 1883 oprettede New York-oplæseren Charles Fritts en solcelle ved at belægge selen med et tyndt lag guld, der opnåede en energikonverteringsfrekvens på 1-2 procent (som reference fungerer de fleste moderne solceller med en hastighed mellem 15 og 20 procent) ifølge Smithsonian Magazine. Opfinder Edward Weston modtog to patenter for solceller fem år senere.
- Albert Einstein udgav et dokument om den fotoelektriske effekt i starten af 1900-tallet.
- I 1954 producerer Bell Telephone Laboratories en siliciumsolcelle – den første celle, der kunne konvertere nok energi til at køre daglige elektriske udstyr – med 4 procents (og senere 11 procent) effektivitet. Seks år senere opnåede Hoffman Electronics 14 procents effektivitet.
- I 1970'erne designede Dr. Elliot Berman en billigere solcelle, hvilket resulterede i en prisreduktion på 20 USD pr. watt.
- Paul MacCready byggede et soldrevet fly (det første af sin slags) med 16.000 solceller på det og fløj det fra Frankrig til England i 1981.
- I 1998 banede forsker Subhendu Guha vejen til at finde fleksible soltagplader, der konverterer sollys til elektricitet til tag.
- I 2000'erne og derefter sker der stadig store fremskridt inden for kapaciteten og effektiviteten af solenergiteknologier.
I dag er "solenergi den hurtigst voksende og mest prisbillige kilde til ny elektricitet" i USA, ifølge Energy.gov, med 3 millioner installationer i landet. Og globalt stiger brugen af solenergi både i hjemmet og i branchen.
Et almindeligt, populært eksempel på solenergi ville være de sorte, rektangulære solpaneler, du ser på nogle hustage. Virksomheder har også taget denne form for solgenerering til sig – selv Disney World har et Mickey Mouse-formet solanlæg, der består af 48.000 solpaneler, uden for sin Epcot-forlystelsespark.
Solteknologier har fortsat udviklet sig og forbedret sig gennem årene. I denne artikel får du et overblik over solenergi, hvordan den fungerer, fordelene ved at bruge den og fremtiden for solenergi.
Hvordan indsamles og lagres solenergi?
Fotovoltaisk (FV)
Omfatter brug af en enhed (tænk solpaneler) til at opfange sollys og omdanne det til elektrisk energi. Disse enheder kaldes solceller og er forbundet til at danne større enheder, der genererer strøm.
Koncentreret solenergi (CSP)
Indsamler energi fra solen for at skabe varme, som derefter bruges til at generere elektricitet. Denne teknologi bruger spejle til at fokusere eller "koncentrere" lysenergi.
Solopvarmning og -køling (SHC)
Indsamler energi fra solen og bruger den til at levere varme- og køletjenester til hjem og virksomheder. Denne teknologi bruger en solfanger, isoleret rørføring og en varmtvandsbeholder.
Komponenter til lagring af solenergi
-
Batterier
Kernen i energilagringssystemer. To almindelige typer batterier er litium-nikkel-mangan-kobolt og litium-jern-fosfat.
-
Underpaneler til kritisk belastning
Giver dig mulighed for at beslutte, hvilke grundlæggende enheder der får strøm i tilfælde af et strømafbrud.
-
Solpaneler
Bruges til at genoplade batterier. Tynde film, PERC, polykrystallinsk og monokrystallinsk er forskellige typer solpaneler.
Hvad er solpaneler lavet af? I kernen indeholder solpaneler typisk silicium – det mest almindelige halvledermateriale, der bruges i FV-celler – glaskasse, en metalramme og anden hardware til at holde panelet samlet og understøtte funktionaliteten af det.
-
Invertere
Bruges til at konvertere vekselstrøm til jævnstrøm (solpaneler og batterier konverterer jævnstrøm til vekselstrøm).
Lagring af solenergi
Derefter er der tre måder at lagre solenergi på i henhold til Green Building Elements:
Batterilagring
Litium-ion-batterier bruges oftest til at lagre solenergi.
Mekanisk energilagring
Trykluft (tvunget ind i en beholder, f.eks. en tank, og sænket efter behov), pumpet lagervandkraft (vand, der skubbes gennem turbinegeneratorer for at producere energi, når der er behov for det), og svinghjul (overskydende energi, der bruges til at levere strøm, når det er nødvendigt) er tre variationer af denne type lagringssystem.
Termisk lagring
Bruger smeltet salt og vand i en isoleret tank til at holde energi.
Der er også "virtuel lagring", som er en proces, hvor du varmer eller køler en bygning, før der er en forventet stigning i den elektriske efterspørgsel. I bygningen lagres denne energi derefter til, når der er brug for den.
Du kan se en komplet liste over termer og definitioner i Solar Energy Glossary fra USA's Department of Energy.
Fordelene ved solenergi
Så hvad er fordelene ved solenergi? Der er en hel del, herunder miljøvelfærd, jobmuligheder og skattefradrag. Her er en oversigt over nogle af de primære fordele:
-
Det er bedre for miljøet end traditionelle strømkilder
Planeten er sandsynligvis det første, man tænker på, når man overvejer fordelene ved solenergi. Vedvarende energi, som f.eks. solenergi, hjælper med at begrænse verdens afhængighed af brændstof, reducere vores CO2-aftryk og levere elektricitet uden at forårsage giftig forurening.
-
Omkostningerne til vedligeholdelse af solenergi er blevet forbedret
Selvom den indledende konfiguration kan være dyre for nogle familier, er vedligeholdelsesomkostningerne faldet gennem årene. I løbet af det seneste årti er omkostningerne til installation af solenergi helt specifikt faldet med 60 procent. (Omkostningerne kan dog afhænge af faktorer som f.eks. begrænsningerne for område og forsyningskæde.)
-
Der er skattemæssige fordele ved solenergisystemer
At flytte over til solenergi kan være godt for din pengepung (omend først hen ad vejen). For eksempel tilbyder den amerikanske regering et føderalt skattefradrag for solenergi , der kan anvendes til installationsomkostningerne ved et PV-system til solenergi. Stater og andre lokale myndigheder tilbyder muligvis også programmer, der kan hjælpe med at udskyde tidspunktet for den højere pris.
-
Teknologier til solenergi har udviklet sig
Udstyr og lagringsteknologier er markant forbedret over årene. I dag producerer solpaneler mere energi i længere tid (med en effektivitet på omkring 20 procent) og holder i op til 30 år.
Der er mange omfattende positive ting ved at bruge solenergi til dit hjem eller din virksomhed. Denne energikilde er dog ikke uden begrænsninger. Her er nogle ulemper ved at bruge solenergi:
- Forurening er stadig en bekymring. Selvom solenergi er en mere miljøvenlig løsning end at brænde fossile brændstoffer, vil nogle af de kemikalier og materialer, der bruges i FV-celleproduktionsprocessen , producere farligt affald.
- Det kan være dyrt at opsætte. Selvom solenergi kan spare dig penge på sigt, kan indledende installation og udstyr være dyrt.
- Der er tjenestebegrænsninger. Da energi genereres, når solen er fremme, er visse tidspunkter på dagen og vejrforhold (f.eks. overskyet himmel) ikke optimale for solenergi.
- Andre miljøpåvirkninger. Vandbrug, jordbrug og potentielt tab af vækststeder er overvejelser, der skal tages, når du skalerer solenergisystemer.
Når vi springer det sidste punkt over, giver solenergi miljøvenlige muligheder for branche og virksomheder. For eksempel kan nye værktøjer og apps hjælpe organisationer med at visualisere reservoirsimuleringer for at øge boresuccesrater og opgradere elnet for distribuerede energiressourcer for at reducere omkostningerne og udvide mulighederne. Der er også sket store fremskridt ved brug af kvanteberegning til optimering af strømgenerering.
Sådan implementerer du solenergi
Før du implementerer solenergi, skal du lave lidt research. Du skal beregne omkostningerne for dit område, kontrollere tilgængelige rabatter og skattefradrag, udforske forskellige systemer og se på anmeldelser for systemanlægsvirksomheder. Du kan teknisk set selv installere solpaneler, men du bør overveje, om det er den bedste løsning for dig.
Hvis du er virksomhedsejer, har du flere overvejelser, når du skifter til solenergi, herunder hvad der bruger elektricitet på din arbejdsplads (køle- og varmesystem, maskiner, udstyr osv.). På samme måde som med familier vil du med tiden opleve omkostningsbesparelser, men skiftet til solenergi vil sandsynligvis være en startinvestering af tid og penge. Der findes dog IoT-energiløsninger , der kan hjælpe dig med at reducere driftsomkostningerne, samtidig med at du optimerer udbud og efterspørgsel og overvåger vedligeholdelsen af elnettets aktiver.
I forbindelse med installation i hjemmet vil de fleste sandsynligvis betragte det høje prismærke som den største forhindring for at komme i gang med solenergi. Prisen for et solpanelsystem i et gennemsnitligt størrelse hus i USA – efter eventuelle solenergiskattefradrag – varierer f.eks. fra 11.144 USD til 14.696 USD og omkring 200 USD til 250 USD pr. panel for et lille gør-det-selv-projekt i henhold til Consumer Affairs. Nogle vejledninger udvider intervallet yderligere og viser omkostningerne mellem 10.000 USD og 25.000 USD i USA. Der er også "bløde omkostninger", der skal overvejes, f.eks. omkostninger til installationsarbejdet. Du kan vælge at lease solpaneler – hvilket betyder, at du ikke behøver at betale for installation, vedligeholdelse eller reparation – men der er fordele og ulemper at overveje.
Startprisen kan være høj for de fleste familier, og der er noget ventetid, indtil du når solpanelets tilbagebetalingsperiode (i gennemsnit kan du se et investeringsafkast om syv til tolv år). Men besparelserne kan også være betydelige: Solenergi kan spare personer i USA mellem 600 USD og 2.000 USD på elektricitetsomkostninger pr. år i henhold til HomeGuide. Desuden koster nogle installationer mindre end de viste tal. Størrelsen på dit hjem (en større ejendom angiver normalt et højere prispunkt), dit energiforbrugsniveau og de typer teknologier, du vælger til dit system, er tre primære faktorer, der påvirker omkostningerne. Websteder som Solar Estimate giver dig mulighed for at angive dit postnummer eller vælge din placering på det virtuelle kort for at hjælpe med at fastslå omkostningerne til installation af solpaneler på dit hjem.
Du kan også vælge at inkorporere solenergi i din hverdag på forskellige måder, både store og små. Du behøver heller ikke at bruge mange penge på at komme i gang med solenergi. Du kan f.eks. købe et soldrevet cover til din smartphone, solopladningslommelygter til din bils nødhjælpskasse eller en solenergidrevet koger til din næste campingtur – i nogle tilfælde for under 100 USD. Ud over solpaneler er der også andre muligheder for at forsyne dit hus med solenergi. Husejere kan bruge soldrevne enheder til at varme deres pool og konfigurere solenergilamper, så de kan lyse deres have eller terrasse op om natten. Du kan også bruge solgenerering i dit arbejdsliv. Vil du arbejde eksternt? Brug en bærbar solpaneloplader til at drive din bærbare computer, mens du arbejder udenfor på en café.
Solenergiens fremtid
Fremtiden for solenergi ser lys ud (det var et ordspil), fordi:
- Det er godt for planeten. Solenergi er bæredygtig og miljøvenlig.
- Ren energi er der, hvor verden er på vej hen. Efter året 2035 kan 50 % af elgenereringen fornyes.
- Det bliver mere prisbilligt og effektivt. Prisen på solenergisystemer forventes fortsat at falde, mens tjenesten fortsat bliver bedre.
- Det hjælper med at skabe nye virksomheder og jobs. Både branche- og jobvækst forventes at blomstre på dette område.
Til det sidste punkt er karrieren inden for vedvarende energi blomstrende. Denne sektor har mere end 3 millioner medarbejdere i USA og 11 millioner mennesker over hele verden ifølge Environmental and Energy Study Institute. Antallet af jobs inden for solenergi varierer på tværs af USA. Der er f.eks. angivet 211 solenergijob i North Dakota kontra mere end 10.000 i Texas ifølge Solar Energy Industries Association (SEIA). Dog består solenergiområdet af teknikere, forskere, solanlægsoperatører, udstyrsinstallatører og en række andre professionelle i job i hele landet.
Virksomheder ser også frem på solenergi og andre vedvarende energiformer. Store teknologivirksomheder har annonceret initiativer med socialt ansvar og miljømål for deres organisationer. For eksempel har Microsoft har f.eks. forpligtet sig til at være vandpositiv og CO2-negativ inden 2030. Forbrugere interesserer sig i stigende grad også for virksomhedens sociale ansvar, så forvent, at flere organisationer udvikler politikker omkring deres engagement i bæredygtighed i den nærmeste fremtid.
Sæt skub i din rejse mod bæredygtighed
Hvor end du er på din vej mod nul nettoudledning, kan Microsoft Cloud for Sustainability hjælpe dig med at opnå fremskridt og transformere din virksomhed med funktionaliteter til miljø, det sociale aspekt og styring (ESG).
Ofte stillede spørgsmål
- Solenergi er energi fra solen, der kan genereres til elektricitet. Det er en vedvarende energikilde, hvilket betyder, at den kan genopbygges og ikke udtømmes efter én brug. Solenergi har en række forskellige formål og kan bruges til at strømforsyne bygninger, varme vand, oplade relevant elektronik og enheder og meget mere. Solenergi kaldes også for solkraft eller solstråler. Få mere at vide >
- Solenergi kan bruges både privat og kommercielt. På et privat niveau kan den f.eks. levere elektricitet, varmt vand og varme og køling til hjemmet. Nogle virksomheder bruger solenergi til at strømforsyne deres kontorer, fabrikker eller gårde. Desuden kan offentlige myndigheder drive offentlige forsyningsværker og faciliteter – f.eks. gadebelysning, parkeringsanlæg, transport og skoler – med solenergi.
-
Der er flere fordele ved at bruge solenergi. Ud over at være vedvarende reducerer solenergi vores samlede CO2-aftryk, fordi selve solgenereringen producerer nul emissioner. Solenergi kan også være omkostningseffektiv. Teknologiske fremskridt gør f.eks. solenergisystemer billigere og billigere, og med tiden kan disse systemer reducere elregningerne drastisk. Derudover er solenergi skalerbar – den kan bruges til at strømforsyne en enkelt bopæl eller et helt kvarter. Endelig kan solenergisystemer installeres på stort set alle placeringer, selv i fjernområder, hvilket betyder, at der kan leveres strøm på steder, hvor der ikke er adgang til elektricitet.
- For det første er der tre primære teknologier, der bruges til at udnytte solenergi: fotovoltaisk (FV), koncentreret solenergi (CSP) og solopvarmning og -køling (SHC). Når den er blevet udnyttet, skal du bruge nogle få grundlæggende komponenter til at lagre den: batterier, solpaneler, kritiske belastningsunderpaneler og invertere. Der er derefter tre måder at lagre solenergi på: batteri, mekanisk energi og termisk lagring. Din proces kan variere, afhængigt af dine behov og hvad du bruger solenergi til (f.eks. til at strømforsyne et 1.200 kvadratfods forstadshus i forhold til en stor ejendom i udkantsområdet).
- De indledende omkostninger ved opsætning – i USA kan det koste alt fra 10.000 USD til 25.000 USD for en privat bolig – kan være dyre for mange forbrugere. Nogle lande har dog offentlige programmer, der kan hjælpe dig med at kompensere for omkostningerne ved at komme i gang med solenergi. Dette kan omfatte ressourcer til opbygning af et omkostningseffektivt system, eller hvordan du sikrer tilgængelige skattefradrag. Det tager noget tid (ca. et årti), men du bør genvinde omkostningerne for et solpanelsystem og se besparelserne afspejlet i din elektricitetsregning. Afhængigt af faktorer som f.eks. omkostningerne til dit solenergisystem og størrelsen af din ejendom kan dine besparelser på elektricitetsomkostninger være alt fra et par hundrede dollars til et par tusind dollars om året.
- Solenergi er en af de mest bæredygtige former for energi, der findes i dag. Det er ikke kun billigt og vedvarende – solen leverer nok energi hver dag til at opfylde vores aktuelle globale energiefterspørgsel i et helt år – det kan også genereres økonomisk og i stor skala. Solgenerering producerer ingen udledning af kulstof, kræver minimale vedligeholdelsesomkostninger, når der er installeret solpaneler, og leverer strøm uden risiko for vand- eller luftforurening.
Følg Microsoft