Предизвикателства, които правят създаването на слънчева ферма по-малко осъществимо

Близо 4,18 трилиона кВтч електроенергия са генерирани в Съединените щати в съоръжения за производство на електроенергия в мащаб през 2018 г., а около 17% са генерирани от възобновяеми източници. Статистиката, публикувана наскоро от Американската администрация за енергийна информация, гласи, че приблизително 67 милиарда кВтч от общото производство на електроенергия в страната през миналата година са получени от слънчева енергия, което представлява дял от едва 1,6%. Подобна е картината в европейските страни, където около 17,5% от общата консумирана енергия в Европейския съюз през 2017 г. идва от възобновяеми източници. Делът на слънчевата енергия обаче остава значително нисък.

Информираността за ползите от слънчевата енергия за компенсиране на въглеродния диоксид и други вредни емисии се увеличава бързо, което увеличава печелившия потенциал от създаването на слънчева ферма не само в САЩ, но и по целия свят. И все пак има някои практически предизвикателства при комерсиализирането на слънчеви инсталации и създаването на слънчева ферма, като спадащи цени на петрола и газа и технически затруднения при интегрирането на електрическите мрежи със слънчевата енергия по по-евтин начин.

Възможностите са огромни за слънчевите фермери, въпреки тези проблеми; при създаването на слънчева ферма и събирането на слънчева енергия обаче трябва да се вземат предвид някои важни предизвикателства.

Препятствия в събирането на слънчева енергия чрез създаване на слънчева централа

Слънчевата конструкция, макар и много по-евтина, се превърна в „скъп“ бизнес по отношение на уменията. Въпреки че разходите за създаване на слънчева ферма рязко намаляват, другите предизвикателства, като недостиг на работна сила с подходящи умения и опит и синхронизиране с постоянно развиващите се технологии на фона на непрекъснатото преследване на чиста енергия, правят бизнеса със слънчева енергия по-малко разходи -ефективно.

Освен това други предизвикателства като различни изисквания за площадката, бързо умножаващи се доставчици на оборудване, липса на инструменти за оценка на производителността на завода и ниско навлизане на ефективни инструменти продължават да ограничават приемането на слънчева енергия като потенциален източник на производство на електроенергия. Съществуват обаче няколко основни ограничения, които естеството на слънчевата енергия притежава, които остават най-важните блокове за слънчевите фермери днес.

Трите основни предизвикателства, които идват със слънчевата енергия, са нейната лоша изправност, разредената й форма и проблемите с близостта на слънчева ферма. Соларните компании ще трябва да възприемат правилен подход, за да разберат най-важните предизвикателства, докато създават слънчева ферма, за да стимулират по-добра производителност и производителност в близко бъдеще.

1. Поддържане на надеждност и изпращаемост на електричество със слънчева енергия

Въпреки че светът се насочва към чисти и зелени енергийни източници, целта да се разчита изцяло на слънчевата енергия се счита за нереална. Търсенето и нуждите на потребителите по отношение на електричеството се променят всеки ден през всеки сезон, а несигурността на слънчевите ресурси в различни региони прави предизвикателството да се осигури 100% надеждно енергийно снабдяване.

За слънчевите фермери стана важно да гарантират, че доставката на електроенергия чрез слънчева енергия отговаря на силно динамичното търсене на крайния потребител, за да се намали възможността за прекъсвания. Тъй като разпределимостта на електроенергията, генерирана чрез слънчева енергия, зависи изцяло от това колко много слънце грее през различни сезони и географски региони, слънчевата енергия продължава да остава по-малко надеждната енергия от тази, получена от изкопаеми горива.

Това прави задължително компаниите за слънчева енергия да придобиват генератори за изпращане на енергия, които могат да усилят или намалят доставката на електроенергия въз основа на достъпността на слънчевата енергия, която обикновено се променя всеки ден. По този начин земеделският производител трябва да осигури, докато създава слънчева ферма, за да я допълни с ефективни слънчеви генератори, заедно със съхранение на енергия или батерии, и това може да се разглежда като допълнителна инвестиция. Въпреки това, тъй като цените на батериите рязко се сриват, допълването на слънчева ферма с генератори, допълнени от батерии, трябва да помогне на енергийните компании да преодолеят това предизвикателство и да осигурят по-голяма надеждност на слънчевото захранване.

2. Справяне с проблема за разредеността и интермитентността на слънчевия енергиен източник

В ясен, светъл ден близо 1 kW слънчева светлина достига площ от един квадратен метър на земята само когато слънцето е директно над главата и това може да се различава значително в географско отношение. Тъй като слънчевите клетки могат да преобразуват около 15-20% от слънчевата енергия, която достига до земята, в електричество, прекъсването на слънчевата светлина възпрепятства ефективността на генерирането на слънчева енергия. Освен това, заедно с проблема с прекъсванията, проблемът с разредеността на слънчевата светлина винаги е бил и ще продължи да остане Гордиевият възел за слънчевите фермери.

Изкопаемите горива са най-концентрираните форми на източници за производство на електроенергия, а слънчевата енергия се разрежда, от друга страна. Енергийната плътност на източника на гориво оказва пряко въздействие върху други аспекти на създаването на слънчева ферма, включително площта на земята, която е заела от фермата. По-ниска плътност, по-голяма земя, която е необходима за задоволяване на търсенето на електроенергия от потребителите. Това се изразява в нарасналата нужда от допълнителни ресурси за генериране на една единица електроенергия от слънчева енергия върху изкопаеми горива.

Постигането на целта за пълна замяна на изкопаемите горива със слънчева енергия като източник на 100% възобновяема мрежа предимно усилва необходимостта от големи площи земя за създаване на слънчеви ферми. Тъй като енергийната плътност на слънчевата енергия е значително ниска, това би имало първостепенно въздействие върху изискванията за използване на земята за слънчеви електроцентрали, което ще я направи основно предизвикателство за енергийните компании, като същевременно създаде соларна ферма в голям мащаб.

3. Инфраструктурни предизвикателства, идващи от близостта на слънчевите ферми

Докато прекъсванията, надеждността и свързаните със земята предизвикателства, свързани със създаването на слънчева ферма, остават изключително важни, слънчевите енергийни компании трябва да имат предвид инфраструктурните и транспортните препятствия пред бизнеса. Тъй като слънчевите ферми заемат огромно пространство за производство на електроенергия, която може да отговори на непрекъснато нарастващото търсене, тези ферми са разположени в отдалечени райони, далеч от мястото, където всъщност се консумира енергията.

В крайна сметка компаниите за слънчева енергия трябва да се справят със скъпата инфраструктура и тромавата преносна линия, за да транспортират електричество от електроцентралите до потребители в градските или селските райони. Въпреки че малките предприятия или крайните потребители в жилищата, които имат достатъчно земя, за да създадат малка слънчева ферма, могат да произвеждат собствено електричество със слънчева енергия, подобряването на близостта на техните източници на индустриално или търговско ниво се превръща в огромно предизвикателство при създаването на мащабна слънчева енергия ферма.

В съвременната икономика, която базира основно на оборудването и инфраструктурите, които поглъщат огромно количество електроенергия, слънчевите фермери трябва да възприемат стратегии за оптимизиране на ефективността на земята и да се възползват от по-продуктивните начини за транспортиране на електроенергията на дълги разстояния, за да станат печеливши бизнес.