Джерело: theconversation.com
Дивовижне зниження вартості сонячної фотоелектричної (PV) енергії на 82 відсотки з 2010 року дало світові шанс побудувати енергетичну систему з нульовими викидами, яка може бути менш дорогою, ніж система на викопному паливі, яку вона замінює.
Міжнародне енергетичне агентство прогнозує, що до 2040 року потужності фотоелектричної сонячної генерації мають зрости в десять разів, якщо ми хочемо виконати подвійні завдання пом’якшити глобальну бідність і стримати потепління на рівні значно нижче 2 градусів.
Критичні виклики залишаються. Сонячна енергія є «переривчастою», оскільки сонячне світло змінюється протягом дня та по сезонах, тому енергію потрібно зберігати, коли сонце не світить. Політика також має бути розроблена таким чином, щоб сонячна енергія досягала найвіддаленіших куточків світу та місць, де вона найбільше потрібна. І будуть неминучі компроміси між сонячною енергією та іншими способами використання тієї самої землі, включаючи збереження та біорізноманіття, сільське господарство та продовольчі системи, а також використання громадою та корінним населенням.
Зараз ми з колегами опублікували в журналі Nature перший глобальний перелік великих установок для виробництва сонячної енергії. «Великий» у цьому випадку стосується об’єктів, які генерують щонайменше 10 кіловат, коли сонце на піку. (Типова невелика житлова установка на даху має потужність близько 5 кіловат).
Ми створили систему машинного навчання, щоб виявляти ці об’єкти на супутникових зображеннях, а потім розгорнули систему на понад 550 терабайтах зображень, використовуючи кілька людських обчислень.
Ми обстежили майже половину земної поверхні, відфільтровуючи віддалені території, далеко від людського населення. Загалом ми виявили 68 661 сонячну установку. Використовуючи площу цих об’єктів і враховуючи невизначеність у нашій системі машинного навчання, ми отримали глобальну оцінку 423 гігавати встановленої генеруючої потужності наприкінці 2018 року. Це дуже близько до оцінки Міжнародного агентства з відновлюваної енергії (IRENA). 420 ГВт за той же період.
Відстеження зростання сонячної енергії
Наше дослідження показує, що генеруюча потужність сонячної фотоелектричної системи зросла на вражаючих 81 відсоток між 2016 і 2018 роками, періодом, для якого ми мали зображення з часовими мітками. Зростання було зумовлене, зокрема, зростанням в Індії (184 відсотки), Туреччині (143 відсотки), Китаї (120 відсотків) і Японії (119 відсотків).
Розмір об’єктів варіювався від розгалужених пустельних установок потужністю гігават у Чилі, Південній Африці, Індії та на північному заході Китаю до комерційних і промислових установок на дахах у Каліфорнії та Німеччині, сільських лоскутних установок у Північній Кароліні та Англії та міських лоскутних установок у Південна Корея і Японія.
Сонячна енергія змішана з рисовими полями на меліорованих землях у Південній Кореї. Акції для вас / shutterstock
Переваги даних на рівні підприємства
Сукупні дані нашого набору даних на рівні країни дуже близькі до статистики IRENA на рівні країни, яка збирається з анкет, представників країни та галузевих асоціацій. Порівняно з іншими наборами даних на рівні об’єктів, ми усуваємо деякі критичні прогалини в охопленні, особливо в країнах, що розвиваються, де розповсюдження сонячної фотоелектричної енергії має вирішальне значення для розширення доступу до електроенергії та одночасного зменшення викидів парникових газів. Як у розвинених країнах, так і в країнах, що розвиваються, наші дані є загальним орієнтиром, неупередженим за звітами компаній чи урядів.
Геопросторово-локалізовані дані мають вирішальне значення для енергетичного переходу. Оператори мереж і учасники ринку електроенергії повинні точно знати, де знаходяться сонячні установки, щоб точно знати кількість енергії, яку вони генерують або генеруватимуть. Нові системи на місці або віддалені системи можуть використовувати дані про місцезнаходження для прогнозування збільшення або зменшення вироблення, спричиненого, наприклад, хмарами або зміною погоди.
Ця підвищена передбачуваність дозволяє сонячній енергії досягати вищої частки енергетичної суміші. Оскільки сонячна енергія стає більш передбачуваною, операторам електромереж доведеться тримати в резерві менше електростанцій, які працюють на викопному паливі, а менші штрафи за надмірне або недостатнє виробництво означатимуть, що більше маргінальних проектів буде розблоковано.
Використовуючи попередній каталог супутникових знімків, ми змогли оцінити дати встановлення для 30 відсотків об’єктів. Подібні дані дозволяють нам вивчити точні умови, які призводять до розповсюдження сонячної енергії, і допоможуть урядам краще розробити субсидії для заохочення швидшого зростання.
Автори порівняли розташування сонячних установок з даними про землекористування, щоб дізнатися, що було раніше. Орні землі (світло-коричневі) були найбільш поширеними. Kruitwagen та інші, Nature
Знання того, де знаходиться об’єкт, також дозволяє нам вивчати непередбачені наслідки зростання виробництва сонячної енергії. У нашому дослідженні ми виявили, що сонячні електростанції найчастіше встановлюються в сільськогосподарських районах, за ними йдуть луки та пустелі.
Це підкреслює необхідність уважно розглянути вплив десятикратного збільшення сонячних фотоелектричних потужностей у найближчі десятиліття на харчові системи, біорізноманіття та землі, які використовуються вразливими групами населення. Політики можуть надати стимули для установки сонячної генерації на дахах, що спричинить меншу конкуренцію у землекористуванні, або інші варіанти відновлюваної енергії.
