Títo vedci zmapovali každú veľkú slnečnú elektráreň na planéte s vynikajúcimi výsledkami

(zhihao/GettyImages)

Úžasné pokles o 82 percent v nákladoch na solárnu fotovoltaickú (PV) energiu od roku 2010 dáva svetu šancu na vybudovanie energetického systému s nulovými emisiami čo môže byť menej nákladné ako systém na fosílne palivá, ktorý nahrádza.

The Medzinárodná energetická agentúra projekty, že kapacita fotovoltaickej solárnej výroby sa musí do roku 2040 desaťnásobne zvýšiť, ak máme splniť dvojité úlohy, ktorými sú zmiernenie globálnej chudoby a obmedzenie otepľovania výrazne pod 2 °C.

Kritické výzvy zostávajú. Slnečné žiarenie je „prerušované“, pretože slnečné žiarenie sa mení počas dňa a v rôznych ročných obdobiach, takže energiu treba skladovať na obdobie, keď slnko nesvieti. Politika musí byť navrhnutá aj tak, aby sa slnečná energia dostala do najvzdialenejších kútov sveta a na miesta, kde je najviac potrebná. A budú nevyhnutné kompromisy medzi solárnou energiou a inými spôsobmi využitia tej istej pôdy, vrátane ochrany a biodiverzity, poľnohospodárstva a potravinových systémov a komunitného a domorodého využitia.



Kolegovia a ja sme teraz publikovali v časopise Príroda prvý globálny inventár veľkých zariadení na výrobu solárnej energie. „Veľký“ v tomto prípade označuje zariadenia, ktoré generujú najmenej 10 kilowattov, keď je slnko na vrchole. (Typická malá obytná strešná inštalácia má kapacitu približne 5 kilowattov).

Postavili sme a strojové učenie systém na detekciu týchto zariadení na satelitných snímkach a potom nasadil systém na viac ako 550 terabajtoch snímok pomocou niekoľkých ľudských životov výpočtovej techniky.

Mapa solárnych zariadení do roku 2018. (Kruitwagen et al, Nature, 2021)

Prehľadali sme takmer polovicu zemského povrchu a odfiltrovali sme vzdialené oblasti ďaleko od ľudskej populácie. Celkovo sme odhalili 68 661 solárnych zariadení. Použitím plochy týchto zariadení a kontrolou neistoty v našom systéme strojového učenia získame globálny odhad 423 gigawattov inštalovanej výrobnej kapacity na konci roka 2018.

Je to veľmi blízko Medzinárodnej agentúry pre obnoviteľnú energiu (IRENA) odhadnúť 420 GW za rovnaké obdobie.

Sledovanie rastu slnečnej energie

Naša štúdia ukazuje, že kapacita solárnej fotovoltiky vzrástla medzi rokmi 2016 a 2018 o pozoruhodných 81 percent, čo je obdobie, pre ktoré sme mali snímky s časovou pečiatkou. Rast viedol najmä nárast v Indii (184 percent), Turecku (143 percent), Číne (120 percent) a Japonsku (119 percent).

Zariadenia sa pohybovali vo veľkostiach od rozľahlých púštnych inštalácií v gigawattovom rozsahu v Čile, Južnej Afrike, Indii a severozápadnej Číne až po komerčné a priemyselné strešné inštalácie v Kalifornii a Nemecku, vidiecke patchworkové inštalácie v Severnej Karolíne a Anglicku a mestské patchworkové inštalácie v Južná Kórea a Japonsko.

Výhody údajov na úrovni zariadenia

Súhrny nášho súboru údajov na úrovni krajín sú veľmi blízke údajom IRENA štatistiky na úrovni krajiny , ktoré sú zhromaždené z dotazníkov, predstaviteľov krajín a priemyselných združení. V porovnaní s inými súbormi údajov na úrovni zariadení riešime niektoré kritické medzery v pokrytí, najmä v rozvojových krajinách, kde je šírenie solárnych fotovoltaických zariadení rozhodujúce pre rozšírenie prístupu k elektrickej energii a zároveň zníženie emisií skleníkových plynov.

Vo vyspelých aj rozvojových krajinách poskytujú naše údaje spoločný benchmark nezaujatý na základe správ od spoločností alebo vlád.

Geopriestorovo lokalizované údaje majú zásadný význam pre energetický prechod. Prevádzkovatelia sietí a účastníci trhu s elektrinou potrebujú presne vedieť, kde sa solárne zariadenia nachádzajú, aby mohli presne vedieť, aké množstvo energie vyrábajú alebo vyrobia.

Vznikajúci in-situ alebo vzdialených systémov sú schopné použiť údaje o polohe na predpovedanie zvýšenej alebo zníženej produkcie spôsobenej napríklad prechodom mrakov alebo zmenami počasia.

Táto zvýšená predvídateľnosť umožňuje dosah slnečného žiarenia vyšší podiel energetického mixu . Keď sa solárna energia stáva predvídateľnejšou, prevádzkovatelia sietí budú musieť ponechať v rezerve menej elektrární na fosílne palivá a menej pokút za nadmernú alebo nedostatočnú výrobu bude znamenať, že sa odblokuje viac marginálnych projektov.

Pomocou zadného katalógu satelitných snímok sme dokázali odhadnúť dátumy inštalácie pre 30 percent zariadení. Údaje ako tento nám umožňujú študovať presné podmienky, ktoré vedú k šíreniu slnečnej energie, a pomôžu vládam lepšie navrhnúť dotácie na podporu rýchlejšieho rastu.

Umiestnenie solárnych zariadení v porovnaní s využitím pôdy. Najbežnejšia bola orná pôda. (Kruitwagen a kol., Nature, 2021)

Vedieť, kde sa zariadenie nachádza, nám tiež umožňuje študovať nezamýšľané dôsledky nárastu výroby solárnej energie. V našej štúdii sme zistili, že solárne elektrárne sú najčastejšie v poľnohospodárskych oblastiach, nasledujú trávnaté porasty a púšte.

To zdôrazňuje potrebu dôkladne zvážiť vplyv, ktorý bude mať desaťnásobné rozšírenie kapacity solárnej fotovoltaickej výroby v nasledujúcich desaťročiach na potravinové systémy, biodiverzitu a pôdu využívanú zraniteľným obyvateľstvom. Tvorcovia politiky môžu poskytnúť stimuly na inštaláciu solárnej výroby na strechách, čo spôsobí menšiu konkurenciu vo využívaní pôdy, alebo iné možnosti obnoviteľnej energie.

Lucas Wheelbarrow , Zmena podnebia a Umela inteligencia výskumník, Oxfordská univerzita .

Tento článok je znovu publikovaný z Konverzácia pod licenciou Creative Commons. Čítať pôvodný článok .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.