انرژی خورشیدی یک منبع اصلی انرژی تجدیدپذیر با پتانسیل پاسخگویی به بسیاری از چالش های پیش روی جهان است. دلایل زیادی برای ارتقای سهم آن در بازار انرژی وجود دارد. محبوبیت این منبع برق در حال افزایش است زیرا همه کاره است و مزایای زیادی برای مردم و محیط زیست دارد.
اهمیت حفاظت از محیط زیست
طبق گزارش وزارت انرژی ایالات متحده، میزان نور خورشید دریافتی توسط زمین در یک ساعت بیشتر از کل انرژی مصرف شده توسط کل جهان برای یک سال کامل است! بر اساس گزارش بلومبرگ، در سال 2015، انرژی خورشیدی با رشد 33 درصدی، سریع ترین رشد بخش انرژی را داشت.مزیت های زیست محیطی محرک های اصلی در ترویج انرژی خورشیدی است.
سولار تمیز و ایمن است
خورشید جایگزینی مطمئن است که می تواند جایگزین سوخت های فسیلی فعلی مانند زغال سنگ و گاز برای تولید برق شود که آلودگی هوا، آب و زمین را تولید می کند. صندوق جهانی طبیعت که به عنوان صندوق جهانی حیات وحش (WWF) نیز شناخته می‌شود، خاطرنشان می‌کند که تولید برق از سوخت‌های فسیلی باعث آلودگی هوا می‌شود که منجر به باران‌های اسیدی می‌شود، به مناطق جنگلی آسیب می‌رساند و تولیدات کشاورزی را تحت تأثیر قرار می‌دهد که منجر به از دست دادن میلیاردها دلار در سراسر جهان می‌شود. فرکینگ در ایالات متحده از هزاران لیتر آب مخلوط با مواد شیمیایی برای استخراج آب مورد استفاده را آلوده می کند و همچنین باعث ایجاد زلزله می شود. انرژی هسته ای آب و زمین را آلوده می کند و باعث فجایع زیست محیطی شده است. استفاده از انرژی خورشیدی این پیامدهای ناایمن و ناپاک ناشی از استفاده از سوخت های فسیلی معمولی را از بین می برد.
جلوگیری از تخریب زیستگاه
جنگل های بکر برای استخراج مواد خام مانند سوخت های فسیلی یا هسته ای از بین می روند. درختان به طور مداوم دی اکسید کربن را از هوا برای تهیه غذای خود حذف کرده و از آن استفاده می کنند و سپس این کربن در آنها ذخیره می شود. هنگامی که جنگل ها برای استخراج مواد خام برای انرژی معمولی قطع می شوند، این مخزن اصلی کربن ناپدید می شود و همچنین تغییرات آب و هوایی را افزایش می دهد. به گفته WWF از هر ده حیوان روی خشکی، هشت حیوان در جنگل ها زندگی می کنند و از بین رفتن زیستگاه ها باعث کاهش جمعیت آنها می شود. تغییر به انرژی خورشیدی برای دست نخورده نگه داشتن این زیستگاه ها برای حیواناتی که در آنجا زندگی می کنند و همچنین تمیز نگه داشتن هوا مهم است.
مبارزه با تغییرات آب و هوایی
طبق گزارش آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA)، انتشار گازهای گلخانه‌ای در سال ۲۰۱۷، ۱۳ درصد کمتر از سطح ۲۰۰۵ بود. در واقع، انتشار گازهای گلخانه ای از سال 2016 تا 2017 0.5 درصد کاهش یافته است. انتشارات عامل افزایش دمای جهانی و تغییرات در الگوهای آب و هوایی منجر به آبشاری از اثرات می شوند.امواج گرما و افزایش حشرات ناقل بیماری، مشکلاتی را برای سلامتی به ویژه برای کودکان و سالمندان ایجاد می کند.
تغییرات اقلیمی به دلیل الگوهای آب و هوایی به هم ریخته منجر به افزایش سیل و طوفان شده است. غلظت بالاتر دی اکسید کربن اقیانوس ها را اسیدی کرده و جانداران دریایی مانند مرجان ها را از بین می برد. تغییرات آب و هوایی باعث انقراض گونه ها از جنگل های شمالی زیر قطب شمال تا جنگل های استوایی آمازون می شود. دمای بالاتر منجر به ذوب شدن یخ های قطبی، کاهش زیستگاه های حیات وحش و همچنین افزایش سطح دریا می شود. این منجر به غرق شدن و از دست دادن زمین در امتداد ساحل و جابجایی مردم می شود. بارندگی نامنظم یا خشکسالی فزاینده بر کشاورزی و معیشت اقشار ضعیف جامعه در سطح جهان تأثیر می گذارد.
نیروی خورشیدی می‌تواند تغییرات آب و هوایی را محدود کند، زیرا تولید گازهای گلخانه‌ای ندارد. بر اساس گزارش صلح سبز در مورد افسانه های انرژی (افسانه 5) می توان ردپای کربن پانل های خورشیدی را در مدت چهار سال جبران کرد.
مزایای اجتماعی و اقتصادی
در سه ماهه دوم سال 2019، ایالات متحده دارای ظرفیت نصب شده 69.1 گیگاوات (GW) بود که برای تامین انرژی بیش از 13 میلیون خانه کافی بود. انجمن صنایع انرژی خورشیدی گزارش داد.
منبع کوچک و غیرمتمرکز برق
بزرگترین جذابیت انرژی خورشیدی این است که می تواند در مقیاس کوچک مستقیماً توسط مصرف کنندگان نهایی تولید شود، برخلاف منابع انرژی متعارف متمرکز بزرگ که توسط شرکت های بزرگ کنترل می شوند.
- انرژی خورشیدی برای گرمایش و تولید برق با استفاده از سلول‌های فتوولتائیک نصب شده بر روی پشت بام ساختمان‌ها مناسب است. به گفته اداره اطلاعات انرژی ایالات متحده (EIA) این به عنوان منابع غیرمتمرکز برق برای خانوارها و مشاغل تجاری مفید است. گرمایش آب خورشیدی و طراحی غیرفعال خورشیدی ساختمان ها برای خنک کردن یا گرم کردن فضا از دیگر فناوری های خورشیدی موجود برای ساختمان های جداگانه بر اساس آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر است.
- سیستم های با اندازه متوسط برای تولید برق در سطح جامعه نیز در حال محبوب شدن هستند. تجزیه و تحلیل دفتر بهره وری انرژی و انرژی های تجدیدپذیر (Energy.gov) بیان کرد که 13 ایالت در ایالات متحده تنها در سال 2015 100 مگاوات (MW) نصب کرده اند و واحدهای مسکونی به 2 گیگاوات رسیده اند. تاسیسات خورشیدی جامعه 100 مگاواتی بین سال‌های 2010-2015 نصب شد. این تاسیسات برای اینکه جوامع با هزینه کمتری برای همه کار کنند مهم هستند.
-
انرژی سبز در مناطق روستایی علاوه بر این، EIA بیان می‌کند که در مقیاس بزرگ «نیروگاه‌های حرارتی/الکتریسیته خورشیدی با تمرکز انرژی خورشیدی برای گرم کردن سیال و تولید بخار، الکتریسیته تولید می‌کنند که سپس برای تأمین انرژی یک ژنراتور استفاده می‌شود».
- ماهیت غیرمتمرکز انرژی خورشیدی، آن را به یک منبع انرژی عملی و قابل دوام در مناطق دورافتاده واقع در دور از شبکه برق تبدیل می‌کند. به گفته اتحادیه دانشمندان نگران، این برای تجارت کشاورزی در مزارع برای اجرای آبیاری، گلخانه‌ها، و خشک‌کن‌های محصول و یونجه بسیار مهم است و کشاورزی را بدون خطر می‌کند.
منبع انرژی ارزان و قابل اعتماد
تحولات فناورانه و سیاست و یارانه های دولت هزینه های بالای سیستم های خورشیدی را کاهش داده است. طبق گزارش Energy.gov قیمت پنل های خورشیدی PV 60 درصد و هزینه سیستم برق خورشیدی 50 درصد کاهش یافته است. بنابراین انرژی خورشیدی اکنون با منابع انرژی متعارف قابل رقابت است.
هزینه‌های جاری کمتر است و سرمایه‌گذاری اولیه دوباره به دست می‌آید که منجر به صرفه‌جویی بعدی در هزینه‌های انرژی بر اساس صلح سبز می‌شود. این امر به این دلیل اتفاق می‌افتد که طبق گزارش اسطوره صلح سبز (افسانه 1) سوخت‌های فسیلی استخراج و در مسافت‌های طولانی حمل می‌شوند، انرژی خورشیدی آزاد و نور خورشید تمیز است. گزارش صلح سبز تخمین می زند که در ایالات متحده، هزینه های مقابله با مشکلات زیست محیطی ناشی از استفاده از "منابع برق کثیف" دو یا حتی سه برابر هزینه برق از منابع معمولی مانند زغال سنگ است. انرژی خورشیدی برای کمک به جبران و حذف احتمالی این هزینه های اضافی مهم است.
نسل مشاغل
به گزارش گاردین، آمریکا در سال ۲۰۱۶ پنجمین تولیدکننده پنل های خورشیدی در جهان بود و هزاران شغل در این کشور ایجاد کرده است. یک گزارش 2016 Energy.gov بیان می‌کند که اشتغال در بخش خورشیدی از سال 2010 تا کنون 123 درصد افزایش یافته است. تا سال 2015، 209000 نفر در مشاغل خورشیدی مشغول به کار بودند. بیشتر آنها مشاغل کوچکی بودند که در تاسیسات مشغول بودند و پس از آن طراحان خورشیدی، فروشندگان و متخصصان خدمات. این صنعت 12 درصد سریعتر از میانگین بازار کار آمریکا رشد کرد و اقتصاد را در حرکت نگه داشت.
شغل در صنعت انرژی خورشیدی
در سال ۲۰۱۸، سوخت‌های فسیلی، زغال‌سنگ، نفت، گاز طبیعی و سایر گازها ۶۴ درصد از برق ایالات متحده را تامین کردند. نوزده درصد از انرژی هسته ای و حدود 17 درصد از انرژی های تجدیدپذیر تولید شده است. این ارقام مشابه سال 2015 است. طبق گزارش بنیاد خورشیدی در سال 2018، صنعت خورشیدی 242000 کارگر خورشیدی را استخدام کرده است.
افزایش نیروی کار خورشیدی
گزارش انرژی و اشتغال ایالات متحده در سال 2017 (USEER) کارگران بخش های انرژی سنتی و بهره وری انرژی حدود 6.4 میلیون آمریکایی هستند. در سال 2016، مشاغل شاهد افزایش نزدیک به 5 درصدی 300000 شغل جدید بودند. این صنعت 14 درصد از مشاغل جدید ایجاد شده در ایالات متحده در سال 2016 را به خود اختصاص داده است. 55 درصد از کارگران انرژی در این صنایع مشغول به کار هستند در حالی که حدود 374000 نفر به صورت تمام وقت یا نیمه وقت در صنعت خورشیدی کار می کنند. حدود 260000 نفر از این کارکنان تمام وقت در بخش خورشیدی کار می کنند. در سال 2016 تعداد کارگران خورشیدی 25 درصد افزایش یافت
تامین مالی تحقیقات و نوآوری
وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) از سال 1977 آژانس اصلی تامین مالی بوده است. بودجه بیش از 150 میلیون دلار در سال 2006 تنها برای انرژی خورشیدی پیشنهاد شد. در سال 2013، تحقیقات در مورد انرژی خورشیدی 310 میلیون دلار و 65 میلیون دلار اضافی در سال 2016 دریافت کرد. هدف توسعه فناوری برای بهبود کارایی پنل های خورشیدی، توسعه کلکتورهای جدید انرژی خورشیدی و ظرفیت ذخیره سازی و کاهش هزینه های تولید برق برای ساخت آن بوده است. از طریق SunShot Initiative برای همه مقرون به صرفه تر است.پیشرفت سریعی صورت گرفته است، مانند:
- طبق گفته MIT، تحقیق با کاهش استفاده از سیلیکون گران قیمت، و آزمایش اشکال و اشکال مختلف پانل‌ها، مواد زیستی و تولید خورشیدی بدون پنل و غیره، سعی در یافتن دستگاه‌های فتوولتائیک جدید دارد.
- بهبود ظرفیت باتری‌ها برای ذخیره انرژی خورشیدی در زمان‌های مازاد برای استفاده بعدی برای افزایش راندمان و اطمینان از تامین مداوم یکی دیگر از گزینه‌های مورد استفاده است. باتری‌های لیتیوم یونی در ترکیب با نرم‌افزار و «ابر خازن‌های پلیمری هیبریدی» جدید در حال توسعه هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.
آینده ای آفتابی
طبق گزارش بلومبرگ، تولید انرژی از خورشید از سال 2010 هر بیست ماه دو برابر شده است. تا سال 2050، Greenpeace Energy [R]Evolution انرژی را 100٪ توسط انرژی های تجدیدپذیر تولید می کند، که در آن سهم انرژی خورشیدی 32٪ خواهد بود (ص. 11). اهمیت انرژی خورشیدی مطمئناً نقش مهمی در حفظ محیط زیست، کمک به مردم از نظر اجتماعی و اقتصادی و ایجاد شغل و تحقیق خواهد داشت.
