Allikas: theconversation.com
Päikese fotogalvaanilise (PV) energia hinna hämmastav 82-protsendiline langus alates 2010. aastast on andnud maailmale võimaluse ehitada heitkogusvaba energiasüsteem, mis võib olla odavam kui fossiilkütustel töötav süsteem, mille see asendab.
Rahvusvaheline Energiaagentuur prognoosib, et PV päikeseenergia tootmisvõimsus peab 2040. aastaks kümnekordseks kasvama, kui tahame täita kahte ülesannet – leevendada globaalset vaesust ja piirata soojenemist tunduvalt alla 2 kraadi.
Kriitilised väljakutsed jäävad alles. Päikeseenergia on "vahelduv", kuna päikesepaiste varieerub päeva jooksul ja aastaaegade lõikes, seega tuleb energiat varuda selleks ajaks, kui päike ei paista. Samuti tuleb poliitika kujundada nii, et päikeseenergia jõuaks maailma kaugeimatesse nurkadesse ja kohtadesse, kus seda kõige rohkem vajatakse. Päikeseenergia ja sama maa muude kasutusviiside vahel tekivad vältimatud kompromissid, sealhulgas kaitse ja bioloogiline mitmekesisus, põllumajandus ja toidusüsteemid ning kogukonna ja põlisrahvaste kasutus.
Kolleegid ja mina oleme nüüd avaldanud ajakirjas Nature esimese ülemaailmse inventuuri suurte päikeseenergia tootmisseadmete kohta. "Suur" tähendab antud juhul rajatisi, mis toodavad vähemalt 10 kilovatti, kui päike on haripunktis. (Tüüpilise väikese elamu katusepaigaldise võimsus on umbes 5 kilovatti).
Ehitasime masinõppesüsteemi, et tuvastada need seadmed satelliidipiltidel, ja seejärel rakendasime süsteemi enam kui 550 terabaidisele kujutisele, kasutades mitut inimelu kestnud arvutustööd.
Otsisime läbi peaaegu poole Maa maismaapinnast, filtreerides välja inimpopulatsioonidest kaugel asuvad kauged alad. Kokku tuvastasime 68 661 päikeseenergiarajatist. Kasutades nende rajatiste pindala ja kontrollides meie masinõppesüsteemi ebakindlust, saame 2018. aasta lõpus 423 gigavatti installeeritud tootmisvõimsuse globaalse hinnangu. See on väga lähedane Rahvusvahelise Taastuvenergia Agentuuri (IRENA) hinnangule. 420 GW sama perioodi jooksul.
Päikeseenergia kasvu jälgimine
Meie uuring näitab, et päikeseenergia tootmisvõimsus kasvas ajavahemikul 2016–2018 märkimisväärsel määral 81 protsenti, mille jooksul olime pildistamisel ajatempliga. Kasvu juhtis eelkõige kasv Indias (184 protsenti), Türgis (143 protsenti), Hiinas (120 protsenti) ja Jaapanis (119 protsenti).
Rajatiste suurus varieerus laialivalguvatest gigavatise mastaabiga kõrbeseadmetest Tšiilis, Lõuna-Aafrikas, Indias ja Loode-Hiinas kuni kaubanduslike ja tööstuslike katusepaigaldisteni Californias ja Saksamaal, maapiirkondade lapitegemistega Põhja-Carolinas ja Inglismaal ning linnade lapitegemistega. Lõuna-Korea ja Jaapan.
Päikeseenergia segatuna riisipõldudega taastatud maal Lõuna-Koreas. Varud teile / shutterstock
Rajatise taseme andmete eelised
Meie andmestiku riigipõhised koondnäitajad on väga lähedased IRENA riigitasandi statistikale, mida kogutakse küsimustikest, riigiametnikelt ja tööstusühendustelt. Võrreldes teiste rajatise tasandi andmekogumitega tegeleme mõningate kriitiliste katvuse lünkadega, eriti arengumaades, kus päikeseenergia levik on elektrile juurdepääsu laiendamiseks ja kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamiseks kriitiline. Nii arenenud kui ka arengumaades on meie andmed ettevõtete või valitsuste aruannete põhjal erapooletuks ühiseks võrdlusaluseks.
Geosruumiliselt lokaliseeritud andmed on energia ülemineku jaoks kriitilise tähtsusega. Võrguoperaatorid ja elektrituru osalised peavad täpselt teadma, kus päikeseenergiarajatised asuvad, et täpselt teada saada, kui palju energiat nad toodavad või hakkavad tootma. Tekkivad in situ või kaugsüsteemid suudavad asukohaandmete abil ennustada suurenenud või vähenenud tootmist, mis on põhjustatud näiteks mööduvatest pilvedest või ilmamuutustest.
See suurenenud prognoositavus võimaldab päikeseenergial saavutada suurema osa energiaallikatest. Kuna päikeseenergia muutub prognoositavamaks, peavad võrguoperaatorid hoidma reservi vähem fossiilkütustel töötavaid elektrijaamu ja vähem karistusi üle- või alatootmise eest tähendab, et avatakse rohkem marginaalseid projekte.
Satelliidipiltide tagumist kataloogi kasutades suutsime hinnata 30 protsendi rajatiste paigalduskuupäevi. Sellised andmed võimaldavad meil uurida täpseid tingimusi, mis viivad päikeseenergia levikuni, ja aitavad valitsustel paremini kavandada toetusi, et soodustada kiiremat kasvu.
Autorid võrdlesid päikeseenergiarajatiste asukohti maakasutuse andmetega, et teada saada, mis seal varem oli. Põllukultuur (helepruun) oli lihtsalt kõige levinum. Kruitwagen jt, Nature
Rajatise asukoha teadmine võimaldab meil uurida ka päikeseenergia tootmise kasvu soovimatuid tagajärgi. Meie uuringus leidsime, et päikeseelektrijaamad on kõige sagedamini põllumajanduspiirkondades, millele järgnevad rohumaad ja kõrbed.
See rõhutab vajadust hoolikalt kaaluda päikeseenergia tootmisvõimsuse kümnekordse suurenemise mõju järgmistel aastakümnetel toidusüsteemidele, bioloogilisele mitmekesisusele ja haavatavate elanikkonnarühmade poolt kasutatavatele maadele. Poliitikakujundajad saavad pakkuda stiimuleid selle asemel, et paigaldada katustele päikeseenergia, mis põhjustab vähem maakasutuse konkurentsi, või muid taastuvenergia võimalusi.
