Вражаюче зниження вартості сонячної фотоелектричної (PV) енергії на 85% з 2010 року дало світові шанс побудувати енергосистему з нульовим рівнем викидів, яка може бути менш затратною, ніж система, що працює на викопному паливі, яку вона замінює.
Міжнародне енергетичне агентство прогнозує, що потужність фотоелектричної сонячної генерації має зрости в десять разів до 2040 року, якщо ми хочемо вирішувати подвійні завдання: подолати глобальну бідність і обмежити потепління значно нижче 2°C.
Критичні проблеми залишаються. Сонячна енергія є «непостійною», оскільки сонячне світло змінюється протягом дня і в залежності від пори року, тому необхідно накопичувати енергію, коли сонце не світить. Політика також має бути розроблена таким чином, щоб сонячна енергія доходила до найвіддаленіших куточків світу та місць, де вона найбільше необхідна. І неминучі компроміси між сонячною енергією та іншими видами використання однієї і тієї ж землі, включаючи збереження та біорізноманіття, сільське господарство та продовольчі системи, а також використання громадами та корінними народами.
У журналі Nature опубліковано першу глобальну інвентаризацію великих об'єктів із виробництва сонячної енергії. Поняття "великі" стосується об'єктів, які виробляють не менше 10 кіловат, коли сонце знаходиться на піку. (Типова установка на даху невеликого житлового будинку має потужність близько 5 кіловат).
Було створено систему машинного навчання, щоб виявити ці об’єкти на супутникових знімках, а потім розгорнули систему на понад 550 терабайтах зображень.
Дослідники обшукали майже половину поверхні суші Землі, відфільтрувавши віддалені райони, далекі від населених пунктів. Всього було виявилено 68661 сонячну установку. Використовуючи площу цих об'єктів та враховуючи невизначеність у системі машинного навчання, вчені отримали глобальну оцінку 423 Гігават установленої генеруючої потужності на кінець 2018 року.
Це дуже близько до (IRENA) Міжнародного агентства з відновлюваної енергії в оцінці 420 ГВт за той же період.
Відстеження зростання сонячної енергії
Дослідження показало, що потужність сонячної фотоелектричної генерації зросла на приголомшливі 81 відсоток між 2016 і 2018 роками, періодом, за який є зображення з мітками часу. Зростання відбулося, зокрема, в Індії (184 відсотки), Туреччині (143 відсотки), Китаї (120 відсотків) та Японії (119 відсотків).
Об’єкти були різного розміру від розгалужених гігаватних пустельних установок у Чилі,
Південній Африці, Індії та північно-західному Китаї до комерційних і промислових об’єктів на дахах у Каліфорнії та Німеччині, сільських клаптикових установок у Північній Кароліні та Англії та міських невеликих установок у Південній Кореї та Японії.
Переваги даних на рівні об’єктів
Агрегати нашого набору даних на рівні країни дуже близькі до статистичних даних IRENA на рівні країни, які збираються з анкет, представників країни та галузевих асоціацій. У порівнянні з іншими наборами даних на рівні об’єктів, ми вирішуємо деякі критичні прогалини в охопленні, особливо в країнах, що розвиваються, де поширення сонячної фотоелектричної енергії має вирішальне значення для розширення доступу до електроенергії при зменшенні викидів парникових газів.
Як у розвинених, і у країнах отримані дані є загальний орієнтир, який не залежить від звітів підприємств чи урядів.
Геопросторово локалізовані дані мають вирішальне значення для енергетичного переходу. Мережеві оператори та учасники ринку електроенергії повинні точно знати, де знаходяться сонячні електростанції.
Нові місцеві або віддалені системи можуть використовувати дані про місцезнаходження,
щоб передбачити збільшення або зменшення генерації, викликане, наприклад, переміщенням хмар або зміною погоди.
Ця підвищена передбачуваність дозволяє сонячній енергії досягати більш високих пропорцій у структурі енергоспоживання. У міру того, як сонячна енергія стає більш передбачуваною, мережним операторам необхідно буде тримати в резерві менше електростанцій, що працюють на викопному паливі, а менші штрафи за надлишкове або недостатнє вироблення означатимуть, що буде розблоковано більше маржинальних проектів.
Використовуючи попередній каталог супутникових знімків, дослідники змогли оцінити терміни встановлення 30 відсотків об’єктів. Такі дані дозволяють вивчати передумови розповсюдження сонячної енергії, і допоможуть урядам краще розробляти програми стимулювання.
"Знання того, де знаходиться об'єкт, також дозволяє нам вивчити непередбачувані наслідки зростання виробництва сонячної енергії. У нашому дослідженні ми виявили, що сонячні електростанції найчастіше знаходяться у сільськогосподарських районах, за ними йдуть луки та пустелі,"- зазначає Лукас Круїтваген,
дослідник зміни клімату та штучного інтелекту з Оксфордського університету.
Це наголошує на необхідності ретельного аналізу впливу, який десятикратне розширення генеруючих потужностей сонячних фотоелектричних систем виявить у найближчі десятиліття на продовольчі системи, біорізноманіття та землі, що використовуються вразливим населенням. Особи, що визначають політику, можуть запропонувати стимули для встановлення сонячних батарей на дахах будинків, що призведе до зниження конкуренції у землекористуванні, або до інших варіантів використання відновлюваних джерел енергії.
Незважаючи на падіння світового попиту на енергію у 2020 році на 4,5%, технології відновлюваних джерел енергії показали перспективний прогрес. У той час як відновлювані джерела енергії зростали в усьому світі, сонячна енергія лідирувала з самого початку: у 2020 році було встановлено 127 гігават, що є найбільшим щорічним збільшенням потужності за всю історію.
Від Америки до Океанії країни практично на всіх континентах (крім Антарктиди) додали більше сонячної енергії до свого асортименту минулого року.
Ось знімок потужності сонячної енергії країнами на початок 2021 року:
Китай є безперечним лідером у галузі сонячних установок, на його частку припадає понад 35% світової потужності. Більше того, країна не дає жодних ознак уповільнення темпів зростання. Вона має на стадії розробки найбільший у світі вітро- і сонячний проект, який може додати ще 400 000 МВт до її потужності з виробництва чистої енергії.
Слідом за Китаєм здалеку йдуть США, які нещодавно перевищили 100 000 МВт потужності сонячної енергії після встановлення ще 50 000 МВт у перші три місяці 2021 року. Річний приріст сонячної енергії в США становив у середньому вражаючі 42% за останнє десятиліття. Така політика, як податковий кредит на інвестиції в сонячні батареї, який пропонує податковий кредит у розмірі 26% для житлових і комерційних сонячних систем, допомогли просунути галузь вперед.
Хоча в Австралії знаходиться невелика частина сонячних потужностей у порівнянні з Китаєм, країна очолює рейтинг на душу населення через відносно невелику кількість жителів. Австралійський континент отримує найбільшу кількість сонячної радіації зі всіх континентів, і понад 30% австралійських сімей тепер мають сонячні фотоелектричні системи на дахах.
Джерело sciencealert.com
