Wyzwania utrudniające założenie farmy słonecznej

Prawie 4,18 bln kWh energii elektrycznej zostało wyprodukowane w Stanach Zjednoczonych w zakładach wytwarzania energii elektrycznej na skalę przemysłową w 2018 r., A około 17% zostało wyprodukowane ze źródeł odnawialnych. Statystyki opublikowane niedawno przez US Energy Information Administration wskazują, że około 67 miliardów kWh całkowitej energii elektrycznej wyprodukowanej w kraju w ubiegłym roku pochodziło z energii słonecznej, co stanowi zaledwie 1,6%. Podobnie sytuacja wygląda w krajach europejskich, gdzie około 17,5% całkowitej energii zużytej w Unii Europejskiej w 2017 roku pochodziło ze źródeł odnawialnych. Jednak udział energii słonecznej pozostaje znacząco niski.

Świadomość korzyści płynących z energii słonecznej w równoważeniu dwutlenku węgla i innych szkodliwych emisji gwałtownie rośnie, co zwiększa opłacalny potencjał zakładania farmy słonecznej nie tylko w USA, ale na całym świecie. Jednak komercjalizacja instalacji słonecznych i tworzenie farm fotowoltaicznych wiąże się z pewnymi praktycznymi wyzwaniami, takimi jak spadające ceny ropy i gazu oraz trudności techniczne z integracją sieci elektroenergetycznych z energią słoneczną w tańszy sposób.

Pomimo takich problemów możliwości dla rolników zajmujących się energią słoneczną są ogromne; Jednak przy zakładaniu farmy słonecznej i gromadzeniu energii słonecznej należy wziąć pod uwagę kilka ważnych wyzwań.

Przeszkody w pozyskiwaniu energii słonecznej przez założenie elektrowni słonecznej

Konstrukcje słoneczne, choć znacznie tańsze, stały się „kosztownym” biznesem pod względem umiejętności. Chociaż koszt założenia farmy słonecznej gwałtownie spada, inne wyzwania, takie jak brak siły roboczej z odpowiednimi umiejętnościami i doświadczeniem oraz synchronizacja z ciągle ewoluującymi technologiami w ramach ciągłego dążenia do czystej energii, powodują, że działalność w zakresie energii słonecznej jest mniej kosztowna -wydajny.

Co więcej, inne wyzwania, takie jak zmieniające się wymagania dotyczące lokalizacji, szybko zwiększająca się liczba dostawców sprzętu, brak narzędzi do oceny wydajności zakładu i niewielka penetracja wydajnych narzędzi, nadal ograniczają przyjmowanie energii słonecznej jako potencjalnego źródła wytwarzania energii elektrycznej. Istnieje jednak kilka podstawowych ograniczeń, które posiada natura energii słonecznej, które pozostają dominującymi blokami dla dzisiejszych rolników.

Trzy główne wyzwania związane z energią słoneczną to słaba dyspozycyjność, rozcieńczona forma i problemy z bliskością farmy słonecznej. Firmy zajmujące się energią słoneczną będą musiały przyjąć właściwe podejście, aby zrozumieć najważniejsze wyzwania podczas tworzenia farmy słonecznej, aby uzyskać lepszą wydajność i produktywność w nadchodzącej przyszłości.

1. Utrzymanie niezawodności i dyspozycyjności energii elektrycznej zasilanej energią słoneczną

Chociaż świat zmierza w kierunku czystych i zielonych źródeł energii, cel polegający całkowicie na energii słonecznej jest uważany za nierealny. Popyt i potrzeby konsumentów w zakresie energii elektrycznej zmieniają się każdego dnia o każdej porze roku, a niepewność dotycząca zasobów słonecznych w różnych regionach sprawia, że ​​zapewnienie w 100% niezawodnych dostaw energii jest trudne.

Dla rolników zajmujących się energią słoneczną ważne stało się zapewnienie, że dostawy energii elektrycznej za pośrednictwem energii słonecznej odpowiadają bardzo dynamicznemu zapotrzebowaniu użytkowników końcowych, aby ograniczyć możliwość awarii. Ponieważ dyspozycyjność energii elektrycznej wytworzonej przez energię słoneczną całkowicie zależy od tego, jak bardzo słońce świeci w różnych porach roku i regionach geograficznych, energia słoneczna nadal pozostaje mniej niezawodną energią niż energia pozyskiwana z paliw kopalnych.

To sprawia, że ​​przedsiębiorstwa zajmujące się energią słoneczną muszą nabywać dyspozycyjne generatory energii, które mogą wzmacniać lub zmniejszać dostawy energii elektrycznej w oparciu o możliwość uzyskania energii słonecznej, która zwykle zmienia się każdego dnia. Tym samym, zakładając farmę słoneczną, rolnik musi zadbać o uzupełnienie jej o wydajne generatory słoneczne wraz z magazynami energii lub bateriami, co można uznać za dodatkową inwestycję. Jednak w obliczu gwałtownego spadku cen baterii uzupełnienie farmy słonecznej o generatory zasilane bateriami powinno pomóc przedsiębiorstwom energetycznym sprostać temu wyzwaniu i zapewnić większą niezawodność zasilania słonecznego.

2. Radzenie sobie z problemem rozrzedzenia i przerywalności źródła energii słonecznej

W jasny, jasny dzień prawie 1 kW światła słonecznego dociera do powierzchni jednego metra kwadratowego na Ziemi tylko wtedy, gdy słońce znajduje się bezpośrednio nad głową, a to może się znacznie różnić w zależności od położenia geograficznego. Ponieważ ogniwa słoneczne mogą przekształcić około 15–20% docierającej do Ziemi energii słonecznej w energię elektryczną, przerywany dostęp światła słonecznego ogranicza wydajność wytwarzania energii słonecznej. Ponadto, wraz z problemem okresowości, problem rozrzedzenia światła słonecznego zawsze był i pozostanie węzłem gordyjskim rolników zajmujących się energią słoneczną.

Paliwa kopalne są najbardziej skoncentrowanymi formami źródeł wytwarzania energii elektrycznej, z drugiej strony energia słoneczna jest rozcieńczona. Gęstość energetyczna źródła paliwa ma bezpośredni wpływ na inne aspekty założenia farmy fotowoltaicznej, w tym na obszar gruntu, który zajmuje gospodarstwo. Im mniejsza gęstość, tym większa powierzchnia potrzebna do zaspokojenia zapotrzebowania konsumentów na energię elektryczną. Odzwierciedla to zwiększone zapotrzebowanie na dodatkowe zasoby do wytworzenia jednej jednostki energii elektrycznej z energii słonecznej w porównaniu z paliwami kopalnymi.

Osiągnięcie celu polegającego na całkowitym zastąpieniu paliw kopalnych energią słoneczną jako źródłem w 100% odnawialnej sieci przede wszystkim zwiększa zapotrzebowanie na duże obszary ziemi pod budowę farm słonecznych. Ponieważ energia słoneczna ma znacznie niską gęstość energii, miałoby to ogromny wpływ na wymagania dotyczące użytkowania gruntów dla elektrowni słonecznych, co czyni je głównym wyzwaniem dla przedsiębiorstw energetycznych podczas zakładania farmy słonecznej na skalę użytkową.

3. Wyzwania infrastrukturalne związane z bliskością farm słonecznych

Chociaż sporadyczne, niezawodne i związane z gruntami wyzwania związane z założeniem farmy słonecznej pozostają bardzo krytyczne, firmy zajmujące się energią słoneczną muszą pamiętać o przeszkodach infrastrukturalnych i transportowych związanych z biznesem. Ponieważ farmy słoneczne zajmują ogromną przestrzeń do wytwarzania energii elektrycznej, która może zaspokoić stale rosnące zapotrzebowanie, farmy te znajdują się na odległych obszarach, z dala od miejsc, w których energia jest faktycznie zużywana.

Ostatecznie firmy zajmujące się energią słoneczną muszą uporać się z kosztowną infrastrukturą i kłopotliwymi liniami przesyłowymi do transportu energii elektrycznej z elektrowni do konsumentów na obszarach miejskich lub wiejskich. Chociaż małe firmy lub użytkownicy końcowi indywidualni, którzy mają wystarczająco dużo ziemi, aby założyć małą farmę słoneczną, mogą wytwarzać własną energię elektryczną z energii słonecznej, poprawa bliskości ich źródeł na poziomie przemysłowym lub handlowym staje się ogromnym wyzwaniem przy tworzeniu wielkoskalowej instalacji słonecznej. gospodarstwo rolne.

W nowoczesnej gospodarce, która opiera się głównie na sprzęcie i infrastrukturze pochłaniającej ogromne ilości energii elektrycznej, rolnicy zajmujący się energią słoneczną muszą przyjąć strategie optymalizacji wydajności gruntów i wykorzystać bardziej produktywne sposoby transportu energii elektrycznej na duże odległości, aby prowadzić rentowną działalność. biznes.