Qual è il futuro dell'energia solare?

Nel 21 ° secolo, l'energia solare è già diventata parte della vita quotidiana.Dalle piscine riscaldate solari alle case alimentate al sole, ci sono molti esempi che dimostrano l'utile applicazione del potere pulito, sicuro e sostenibile del sole.Man mano che la preoccupazione cresce per gli effetti della combustione dei combustibili fossili e della possibilità di sfuggire fonti di energia non rinnovabile, il futuro dell'energia solare sembra luminoso.A partire dal 2013, la tecnologia non è senza i suoi problemi e finora le applicazioni sono state per lo più relativamente piccole su scala, ma in questo settore si stanno svolgendo una grande ricerca e ci sono state diverse sviluppi molto promettenti.

Sfruttare l'energia solare

Il sole è potenzialmente un'enorme fonte di energia rinnovabile e pulita.Alcuni stimano che la luce solare possa produrre 10.000 volte più potere della terra usata all'inizio del 21 ° secolo.Vi sono, tuttavia, importanti sfide tecnologiche da affrontare per sfruttare efficacemente l'energia.Esistono diverse tecnologie disponibili e in fase di sviluppo, che usano la luce solare per fornire energia.

La luce solare può essere utilizzata semplicemente per riscaldare l'acqua che viene quindi utilizzata per fornire riscaldamento centrale per le case.In alternativa, può essere utilizzato per generare elettricità usando celle fotovoltaiche (PV) disposte su pannelli solari.Un terzo metodo è quello di concentrare la luce solare su un bersaglio per generare calore, che può essere utilizzato direttamente per scopi industriali o per fornire elettricità.Se esposto alla luce.Le celle fotovoltaiche sono costruite per sfruttare questo effetto e i pannelli solari sono costituiti da grandi array di questi dispositivi posizionati per ricevere la maggior parte della luce solare possibile.Insieme, possono generare quantità significative di elettricità.Sebbene, a partire dal 2013, siano relativamente inefficienti, normalmente hanno costi di corsa e manutenzione molto bassi e possono essere molto efficaci nel fornire energia per le case.Molte ricerche stanno avvenendo per migliorare l'efficienza e la costruzione di cellule da materiali più economici.

La maggior parte dei pannelli solari sono costituiti da cellule fotovoltaiche di silicio cristallino, che sono efficienti dal 18-24% nella conversione della luce solare in elettricità.Numerose alternative, tuttavia, sono sotto inchiesta.Le cellule a film sottile possono essere realizzate con una varietà di materiali.Sebbene questi siano attualmente meno efficienti rispetto alle celle fotovoltaiche standard, sono leggeri, flessibili ed economici da produrre.Le cellule multijunzioni possono ottenere un'efficienza superiore al 43%.Sono strutturati in modo che diverse parti della cellula siano sintonizzate per catturare la luce solare su specifici intervalli di lunghezza d'onda, piuttosto che avere un singolo recettore che perde una parte dell'energia disponibile.

Un'altra area promettente è la cella solare sensibilizzata a colorante (DSSC), a volte chiamato la cella di Gratzel, dopo Michael Gratzel, che la sviluppò per la prima volta negli anni '90.Questi usano un colorante per catturare l'energia solare e produrre un flusso di elettroni, che vengono riforniti tramite uno strato di elettroliti liquidi sotto.Sebbene potenzialmente economici da produrre, sono solo circa il 12% efficienti e ci sono problemi con durata che possono influire sull'uso commerciale.Ad esempio, il liquido può congelare in condizioni di freddo o espandersi quando è caldo e può perdere.I ricercatori hanno sviluppato una versione della cella in cui l'elettrolita liquido fastidioso viene sostituito con un materiale solido, aprendo la strada a pannelli solari economici e durevoli.

Oltre allo sviluppo di celle fotovoltaiche più economiche ed efficienti, una parte importanteIl futuro dell'energia solare sta nella costruzione di nuovi edifici e nel retrofit di molti più vecchi.Alcuni esperti prevedono che la maggior parte, se non tutti, nuovi edifici avranno i pannelli solari installati sui tetti.Poiché questi sono anche facilmente montati, molti edifici più vecchi possono ricevere aggiornamenti per correre sul potere dal sole.ExpErts e ambientalisti sperano che l'edificio di energia verde sarà incoraggiata dai governi attraverso generosi incentivi fiscali, esenzioni e sovvenzioni per un consumo di energia alternativo.

I pannelli solari su un tetto possono, in alcune aree, fornire tutte o la maggior parte delle esigenze energetiche di una casa.Nei casi in cui le persone vivono in alloggi a più piani, tuttavia, la quantità di spazio sul tetto è molto piccola rispetto al numero di case.Mentre piccole e individuali, le applicazioni possono eliminare un po 'di deformazione dalla rete elettrica, se il sole deve fornire le esigenze di energia delle città e delle industrie, il suo futuro deve trovarsi in grandi stazioni di generazione di elettricità a energia solare.

Il più grande problema per ilIl sfruttamento dell'energia solare mediante celle fotovoltaiche è lo spazio richiesto per costruire le centrali elettriche.Un impianto comprende migliaia di pannelli solari, non diversamente da quelli attualmente installati su case di energia alternativa.Per questo motivo, richiedono un'area costantemente soleggiata e una notevole quantità di spazio.Attualmente, una delle più grandi stazioni elettriche del mondo copre più di 10 miglia quadrate (16,9 km ² ) e crea abbastanza elettricità per gestire circa 200.000 case.Alcuni esperti suggeriscono che per fornire energia per gli interi Stati Uniti, sarebbe necessaria un'area di circa 100 miglia (160,9 km) per lato, probabilmente da qualche parte nel clima del deserto del sud -ovest americano.

alternative ai pannelli solari

Esistono altre possibilità per l'imbracatura su larga scala del potere del sole.Un esempio è la tecnologia di energia solare (CSP).Invece di generare direttamente l'elettricità, questi concentrano la luce solare per riscaldare l'acqua, fornendo vapore per guidare una turbina che produce elettricità proprio come una centrale elettrica convenzionale.Possono essere costituiti da array di specchi parabolici che focalizzano la luce solare su un tubo lineare riempito di liquido.In alternativa, il calore del sole può essere focalizzato da uno specchio parabolico per riscaldare un fluido che guida un motore a traino, che fornisce l'energia meccanica per la generazione di elettricità.

Un altro sistema comprovato è la "torre di potenza", in cui una serie di sole-Nacking di specchi piatti focalizza il calore dal sole su un contenitore di liquido che viene utilizzato per fornire vapore per un generatore.Numerose piante sono in funzione, producendo 10-20 megawatt di elettricità.Le piante future potrebbero offrire fino a 200 megawatt.

Il futuro

Una tendenza incoraggiante relativa al futuro dell'energia solare è che molti dei più grandi innovatori del mondo stanno scegliendo di focalizzare i loro talenti e fondi sul miglioramento della tecnologia energetica alternativa.Molti schemi di premiazione e mdash;finanziato da vari governi di tutto il mondo e mdash;Concentrati sulla fornitura di energia solare economicamente e su larga scala.In molti paesi, ai cittadini vengono dati incentivi finanziari per passare a fonti energetiche "verdi" e installare i propri pannelli solari.

Sebbene, a partire dal 2013, ci siano molti segni incoraggianti che i governi stanno riconoscendo la necessità di fonti energetiche alternative e alternative.Promuovendo la ricerca sull'energia solare, la risposta risiede in parte nelle mani dei cittadini del mondo.Ciò che i cittadini ordinari scelgono di acquistare e sostenere influenzeranno le tendenze del futuro.Installando pannelli solari, donando alle organizzazioni di ricerca coinvolte in energie alternative, prendendo una laurea in materia correlata e votando per misure che promuovono lo sviluppo di energia alternativa, chiunque può avere un futuro dell'energia solare.