太陽能的利與弊(利與弊)

在本指南中,我們列出了太陽能的優點和缺點。

本指南是我們整理的一係列指南的一部分概述不同能源和能源生產方法的優缺點

總結-太陽能的優點和缺點

優點

- - - - - -太陽能是可再生能源(不像化石燃料或鈾那樣有限)

- - - - - -運行時不產生任何排放物

一旦太陽能電池板安裝好,就不需要再加油了(不像煤電廠)

-是一種可攜帶的能源

-可以用於小型應用程序,也可以用於大型應用程序

-可離網使用

-可以讓人們在某些方麵能源獨立

——技術不斷提高,能力不斷增強

——需求在增加,這導致一些地方的生產和購買價格下降

——在某些地方和某些情況下,消費者的太陽能電價可能比化石燃料電價更穩定

-與核能相比,太陽能電池一旦啟動和運行,就需要相當簡單的維護(一般來說,對大多數小型機組來說,隻需要清潔電池板)

安裝成本通常可以在太陽能電池板的使用壽命中回收

-典型的太陽能電池板的合理壽命約為20至25年

-太陽能的好處是可以根據你的喜好或需要設置盡可能多或盡可能少的電池板,它很容易根據你的喜好或需要分期或增加設置,相比之下,核電站或燃煤電廠必須在6到8年的時間裏建立和設置整個工廠

-大規模太陽能通常分布在一個廣闊的地理區域,模塊化,有幾個獨立的電池板或電池板農場。

與在一個地點擁有一個發電廠的化石燃料發電廠相比,在一個地區發生極端天氣或自然事件時,這種方法減少了設備損壞或電力供應中斷的可能性

-用於太陽能電池板的土地可以多用途,即有時太陽能電池板和風力渦輪機一起安裝在同一塊土地上(因此,太陽能等可再生能源的土地利用效率可能比一些人想象的要高

-太陽能可以安裝在住宅和商業建築上

缺點

-與核能、石油、天然氣相比,單位功率輸出低(功率密度低)

-由於一些原因,目前不適合成為大城市的主要或唯一能源

-不使用電池的住宅太陽能裝置可能會影響現有電網的穩定性

-對一些國家和城市來說,向太陽能過渡可能會帶來挑戰

-在一些國家,每千瓦的價格可能很貴在一些國家,可再生能源與較高的電價有關

此外,安裝許多麵板可能很昂貴(但隨著技術進步和規模經濟,價格正在下降)。

-投資回報需要時間

-你增加的麵板越多,需要更多的空間/土地,除非你把它們安裝在建築物上

-可依賴於暴露的區域和可獲得的陽光強度

-可作為可變/間歇能源

-可能在電力可用性和滿足某些城鎮的需求方麵存在問題

-依靠電池進行能量儲存

-製造太陽能電池板可能需要稀缺的材料

- - - - - -可能不如核能排放友好

石油通常用於製造一些太陽能產品

-化石燃料和塑料被用於製造某些類型的太陽能電池板

一般的總結

對於個人和家庭來說,太陽能是一個很好的選擇,隻要它在經濟上對他們有意義。

但是,就目前的太陽能技術而言,太陽能在某些方麵並不像化石燃料或核能那樣適合為城市提供大規模的持續電力供應。

技術的進步有望在未來改變這一狀況,以及我們將太陽能更好地整合到城市電力供應中的能力。

目前,太陽能對使用它的城市來說更多的是一種補充能源,而不是主要能源(但是,隨著能力和技術的變化,這種情況正在改變)。

隻要成本具有競爭力,技術不斷進步以提高每單位的功率密度/功率輸出,太陽能可能具有良好的長期前景(還有風能)。

對太陽能的金融投資已經增加,而且可能會繼續增加

*注意-以上的優點和缺點是廣泛的概括。

顯然,每個特定的能源項目都有不同的變量影響最終的利弊(比如減少燃煤電廠排放的新技術隻是眾多例子之一)。

每個能源項目和情況(在不同的國家和城市)應該單獨分析。

話雖如此,關於不同能源的利弊的一些廣泛的原則和模式也趨於一致。

太陽能的優點

是可再生和可持續的

不像煤炭、石油和天然氣等化石燃料那樣有限。

在未來80年鈾供應不足時,甚至核能也可能會耗盡。

來自太陽的太陽能預計將在未來50億年內可用——這是太陽預計存在的時間

清潔和無碳排放在運行中嗎

與煤炭、石油和天然氣等化石燃料不同,在使用過程中不會產生二氧化碳或其他溫室氣體。

製造太陽能電池板會產生溫室氣體,但與其他能源排放的溫室氣體相比,這些溫室氣體可以忽略不計。

太陽能在運行過程中也不會產生廢物,而煤炭則會產生飛灰和其他廢物

燃料是免費的,不需要加油

一旦太陽能電池板安裝好,就不需要像煤電廠那樣進行燃料補充

此外,太陽能是免費的,不像煤炭需要購買。

能否脫離電網使用,並提供能源獨立

太陽能並不總是需要接入電網,所以它可以在任何可以安裝電池板的地方發電,即使是低收入或欠發達國家。

它可以被公用事業公司以外的人使用。

技術進步

更好的技術意味著更高的效率(以及其他好處)

像特斯拉這樣的公司和國家也在致力於以更便宜的方式儲存多餘的太陽能,而德國也在太陽能領域投入了資金

量子物理研究和納米技術的進步也有可能大大增加太陽能電池板的功率輸出,這可能導致它們在全球範圍內更大規模的使用

在一些地方,需求在增加,價格在下降

公司正在努力使太陽能變得更便宜,而更高的需求意味著生產太陽能設備和購買太陽能的價格都會下降。

中國等國家正在大力投資太陽能等可再生能源的裝機容量

部分地區電價穩定

化石燃料價格會隨著世界化石燃料事件和某些地方的市場而波動。

由於穩定的運營成本,可再生能源在一些地方可以更加穩定(ucsusa.org)

便攜,多功能,可用於獨特的應用

可用於一係列大大小小的產品和設備,從汽車到手機。

便攜式太陽能電池板和充電器也可以使用。

隨著時間的推移,越來越多的太陽能被使用出來,這使得太陽能用途廣泛。

維修費用低

與核能等能源相比。

例如,住宅太陽能電池板每年需要清洗一次,也許兩次。

合理壽命

典型的太陽能電池板安裝壽命約20-25年(相比之下世界上的一些核反應堆可以使用40年,如果進行終身延長工作,則可以使用60年

一般製造商的保修期從20年到25年不等。

分布和模塊化設置

太陽能通常分布在廣闊的地理區域,由幾個獨立的電池板或電池板農場組成。

與在一個地點擁有一個發電廠的化石燃料發電廠相比,在一個地區發生極端天氣或自然事件時,這種方法減少了設備損壞或電力供應中斷的可能性。

颶風“桑迪”對紐約和新澤西的化石燃料工廠造成了這種影響(電力損失和破壞),但對可再生能源項目影響不大(ucsusa.org)。

- renewableresourcescoalition。org, ucsusa.org

太陽能的缺點

低能量密度和功率輸出

與核能、石油和天然氣相比,太陽能的單位發電量要低得多。

太陽能目前還不能提供足夠的能源來為大型製造工廠提供動力,比如有很多大型機械

目前,在一些城市作為大規模供電的主要或唯一能源並不適合

對於一些大城市和國家來說,太陽能目前還不如其他能源。

沒有電力輸出,現有的電力基礎設施也沒有圍繞它建設,這意味著捕獲的太陽能從本來可以輸入電網的裝機容量中丟失了(中國就是一個例子,捕獲的太陽能在向電網傳輸時丟失了)。

住宅太陽能裝置可能是一些現有電網穩定性的一個問題,不使用電池

問題可能來自於住宅/家庭太陽能裝置將電力反饋到電網/網絡,並影響其穩定性。

然而,電池可能有助於解決這個問題。

從abc.net.au:

[澳大利亞的住宅可再生能源太陽能裝置可能會給電網帶來未來的問題]

(舉個例子,)維多利亞的電網設計根本不是為了應對這樣一個係統:每戶人家都可以把自己的電力輸入電網

這確實會損害電網的穩定性,特別是在下午三點左右需求非常低的時候

然而,智能家用電池將解決許多問題

電費會昂貴嗎?會導致更高的電價嗎

與其他可替代能源相比,每千瓦的價格可能昂貴,而且世界上的一些核反應堆可以使用40年,如果進行終身延長工作,則可以使用60年

此外,前期成本可能很昂貴(家用太陽能板可能要1000美元)。

但是,在一些地方,成本正在逐漸下降

投資回報需要時間

在住宅方麵,房主需要考慮收回初始成本和持續成本所需的年數。

在某些情況下可能是幾年。

不過,這在一定程度上取決於給太陽能用戶的積分和激勵措施。

需要大量的空間,並且具有較低的功率與空間比

與其他形式的能源相比,太陽能電池板農場通常需要大量的空間和土地來布局。

太陽能的平均功率密度約為170瓦/米2這比其他可再生能源要多得多,但遠不及核能等能源的數量。

由於其低功率密度(空間功率輸出比),它很難與替代能源競爭。

隨著技術的進步,更小的麵板每平方米可能產生更多的電力。

能依賴於陽光照射和強度的區域嗎

太陽能依賴於對太陽的照射,也依賴於太陽的強度。

可能不適合日照少的地方,或日照強度弱的地方。

它可能不適合特別寒冷的氣候。

可以是可變的/間歇性的嗎電源

太陽能可能無法像其他能源那樣以一致或穩定的速度提供能源,因為這些能源依賴於更容易獲得的資源來提供這種能源。

就太陽能而言,當太陽不在時(如夜間、陰天或寒冷季節),能源供應可能是變化的和間歇性的(盡管太陽能CSP麵板和其他正在開發的太陽能技術可能會改變這一點)。

間歇性不僅意味著電網沒有持續的可用能源,而且還有一係列其他的流動效應,比如必須使用備用能源(通常是化石燃料備用能源),如果用電池存儲來存儲多餘的太陽能,它可能會很昂貴

其他能源,如核能或化石燃料,不是可變的/間歇性的

在電力可用性和滿足某些城鎮的需求方麵可能存在問題

dailymaverick.co.za提到的一些原則是,能源來源需要有電力可用性,以匹配一個城市或城鎮的需求概況,即能源來源需要能夠滿足常規的能源需求,但需求峰值也貫穿全天和全年

使用太陽能的一個問題是,它可能在一天中的某個時間達到峰值,而這個時間與實際的需求峰值不一致,而且它可能在一天中的某個時間太陽落山後不再產生能量(但仍然需要電力)。

此外,在一年中較冷的月份,當太陽不在外麵時,太陽能也可能缺乏可用的電力

在這種情況下,要麼需要備用電源,要麼需要電源存儲

依靠電池進行能量儲存

太陽能和風能作為可變能源,需要電池儲存和使用能源。

對於大規模的電力生產,這些電池的製造可能會消耗大量的能源,而且顯然很昂貴。

還有電池回收或處理的問題(電動汽車未來也將麵臨這個問題)。

電池也可能需要使用貴金屬來製造

太陽能電池板電池需要稀有材料

碲化鎘和銅、銦、镓、硒化是地球上不像煤和化石燃料那麼容易找到的例子。

太陽能比核能需要更多的建築材料

太陽能和風能所需的材料分別是核能的18倍和11倍。

隨著建築材料的增加,垃圾的足跡越來越大,同時也帶來了相關的環境足跡

此外,這種材料的使用可能會產生資源管理的可持續性問題

可能不如核能排放友好

太陽能發電產生的溫室氣體總量是核能的四倍。

石油通常用於製造一些太陽能產品

比如光伏電池板。

石油來自化石燃料。

然而,一些公司現在正在提供不使用石油的“生物”太陽能電池板

化石燃料和塑料被用來製造某些類型的太陽能電池板

在很多情況下,用於製造太陽能電池板的能源來自煤炭等化石燃料。

此外,塑料被用於建造太陽能電池板,塑料也來自化石燃料。

雖然,有新的太陽能電池板進入市場,試圖避免使用原始塑料(通過回收塑料),或完全避免使用塑料。

- renewableresourcescoalition。org, www.6655zr.com, dailymaverick.co.za

來源

1.https://www.renewableresourcescoalition.org/solar-energy-pros-cons/

2.https://www.www.6655zr.com/the-challenges-with-chinas-transition-from-coal-to-natural-gas-renewable-energy/

3.https://www.ucsusa.org/clean-energy/renewable-energy/public-benefits-of-renewable-power

4.https://www.dailymaverick.co.za/opinionista/2019-08-13-mantashe-is-right-south-africa-must-build-more-nuclear-energy/

5.https://www.abc.net.au/news/2018-10-26/victorias-renewable-energy-boom-could-burn-electricity-market/10405210

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