Izvor:theconversation.com
Zapanjujuće smanjenje cijene solarne fotonaponske (PV) energije od 82 posto od 2010. godine dalo je svijetu šansu za izgradnju energetskog sustava s nultim emisijama koji bi mogao biti jeftiniji od sustava na fosilna goriva koji zamjenjuje.
Međunarodna agencija za energiju predviđa da se kapacitet fotonaponske solarne proizvodnje mora udeseterostručiti do 2040. ako želimo ispuniti dvostruke zadatke ublažavanja globalnog siromaštva i ograničavanja zagrijavanja na znatno ispod 2 stupnja.
Kritični izazovi ostaju. Solarna energija je "isprekidana", budući da sunčeva svjetlost varira tijekom dana i kroz godišnja doba, tako da se energija mora pohraniti za vrijeme kada sunce ne sja. Politika također mora biti osmišljena tako da solarna energija dopre do najudaljenijih kutaka svijeta i mjesta gdje je najpotrebnija. A postojat će i neizbježni kompromisi između solarne energije i drugih namjena za isto zemljište, uključujući očuvanje i bioraznolikost, poljoprivredu i prehrambene sustave te korištenje zajednice i domorodačkog stanovništva.
Kolege i ja sada smo u časopisu Nature objavili prvi globalni popis velikih postrojenja za proizvodnju solarne energije. "Veliki" se u ovom slučaju odnosi na objekte koji generiraju najmanje 10 kilovata kada je sunce na vrhuncu. (Tipična mala stambena krovna instalacija ima kapacitet od oko 5 kilovata).
Izgradili smo sustav strojnog učenja za otkrivanje tih objekata u satelitskim slikama, a zatim smo sustav postavili na više od 550 terabajta slika koristeći nekoliko ljudskih vijekova računanja.
Pretražili smo gotovo polovicu kopnene površine Zemlje, filtrirajući udaljena područja daleko od ljudske populacije. Ukupno smo otkrili 68 661 solarnih objekata. Koristeći područje ovih objekata i kontrolirajući nesigurnost u našem sustavu strojnog učenja, dobili smo globalnu procjenu od 423 gigavata instaliranog proizvodnog kapaciteta na kraju 2018. To je vrlo blizu procjeni Međunarodne agencije za obnovljivu energiju (IRENA). od 420 GW za isto razdoblje.
Praćenje rasta sunčeve energije
Naša studija pokazuje da je solarni PV proizvodni kapacitet porastao za nevjerojatnih 81 posto između 2016. i 2018., razdoblja za koje smo imali slike s vremenskim oznakama. Rast je bio posebno vođen povećanjem u Indiji (184 posto), Turskoj (143 posto), Kini (120 posto) i Japanu (119 posto).
Postrojenja su bila u rasponu veličina od prostranih pustinjskih instalacija veličine gigavata u Čileu, Južnoj Africi, Indiji i sjeverozapadnoj Kini, preko komercijalnih i industrijskih krovnih instalacija u Kaliforniji i Njemačkoj, ruralnih patchwork instalacija u Sjevernoj Karolini i Engleskoj te urbanih patchwork instalacija u Južnoj Koreji i Japanu.
Solarna energija pomiješana s rižinim poljima na obnovljenoj zemlji u Južnoj Koreji. Zalihe za vas / shutterstock
Prednosti podataka na razini objekta
Skupni podaci našeg skupa podataka na razini zemlje vrlo su bliski statistici IRENA-e na razini zemlje, koja se prikuplja iz upitnika, državnih službenika i industrijskih udruženja. U usporedbi s drugim skupovima podataka na razini postrojenja, rješavamo neke kritične nedostatke u pokrivenosti, posebno u zemljama u razvoju, gdje je širenje solarne fotonaponske energije ključno za proširenje pristupa električnoj energiji uz smanjenje emisija stakleničkih plinova. U razvijenim zemljama i zemljama u razvoju, naši podaci pružaju zajedničku referentnu vrijednost nepristranu prema izvješćima tvrtki ili vlada.
Geoprostorno lokalizirani podaci od ključne su važnosti za energetsku tranziciju. Mrežni operateri i sudionici na tržištu električne energije moraju točno znati gdje se nalaze solarni objekti kako bi točno znali količinu energije koju proizvode ili će proizvesti. In-situ ili daljinski sustavi u nastajanju mogu koristiti podatke o lokaciji za predviđanje povećane ili smanjene proizvodnje uzrokovane, na primjer, oblacima koji prolaze ili promjenama vremena.
Ova povećana predvidljivost omogućuje solarnoj energiji da postigne veće udjele u energetskoj mješavini. Kako solarna energija postaje predvidljivija, mrežni operateri će morati držati manje elektrana na fosilna goriva u rezervi, a manje kazni za prekomjernu ili nedovoljnu proizvodnju značit će da će više marginalnih projekata biti otključano.
Koristeći zadnji katalog satelitskih snimaka, mogli smo procijeniti datume postavljanja za 30 posto objekata. Ovakvi podaci omogućuju nam proučavanje točnih uvjeta koji dovode do širenja sunčeve energije i pomoći će vladama da bolje osmisle subvencije za poticanje bržeg rasta.
Autori su usporedili lokacije solarnih postrojenja s podacima o korištenju zemljišta, kako bi otkrili što je tamo bilo prije. Zemljište pod usjevima (svijetlo smeđe) bilo je najčešće. Kruitwagen et al, Nature
Poznavanje lokacije objekta također nam omogućuje proučavanje neželjenih posljedica rasta proizvodnje solarne energije. U našem istraživanju utvrdili smo da su solarne elektrane najčešće u poljoprivrednim područjima, zatim na livadama i pustinjama.
Ovo naglašava potrebu pažljivog razmatranja utjecaja koji će deseterostruko povećanje solarnih fotonaponskih proizvodnih kapaciteta imati u nadolazećim desetljećima na prehrambene sustave, biološku raznolikost i zemljište koje koristi ranjiva populacija. Kreatori politike mogu dati poticaje za postavljanje solarne energije na krovove, što uzrokuje manju konkurenciju u korištenju zemljišta, ili druge mogućnosti obnovljive energije.