Über Solarenergie : Solarenergie vs. Windenergie

Eine genauere Untersuchung kann einige Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den beiden aufdecken, was es den Benutzern letztendlich ermöglicht, auszuwählen, was für sie richtig ist.

Zu berücksichtigende Aspekte

• Kosten-Nutzen-Analyse

• Ökobilanz

• Haltbarkeit

• Lärm

• Ort

• Innovation

Kosten-Nutzen-Analyse

Mit alternativen Energien können Sie Ihren CO2-Fußabdruck reduzieren, die Kontrolle über Ihre Energieproduktion übernehmen und Steuern sparen.

Auch beim Strom sparen Sie viel Geld.

Um das Beste aus Ihrer Investition in alternative Energien zu machen, sollten Sie die Installationskosten mit dem Geld abwägen, das Ihnen das System spart.

Wenn es um die Kosten für die Installation von Solar- oder Windkraft geht, gibt es wirklich zu viele Variablen, um eine genaue, allgemeingültige Antwort zu geben.

Dies hängt alles von der Größe des Systems, den Umweltfaktoren (wie Sonneneinstrahlung oder Wind) sowie den lokalen Verordnungen und Anreizen ab.

Installationen

Als Faustregel gilt, dass Solarenergie etwa 2,19 USD pro Watt kostet, um Solarenergie zu installieren, der Durchschnitt sowohl für Wohn- als auch für Gewerbeanlagen.

Je größer Ihr System ist, desto weniger zahlen Sie pro Watt.

Je klein Ihr System ist, desto mehr zahlen Sie pro Watt.

Mit jeder Kilowattstunde gratis Strom, die Ihre Anlage erzeugt, beginnt sie sich zu amortisieren.

Unternehmen und Farmen mit erheblichen monatlichen Stromrechnungen haben Solaranlagen in wenigen Jahren amortisiert.

Bei einer Lebensdauer von 25 bis 30 Jahren bleiben jahrzehntelange finanzielle Einsparungen durch kostenlosen Strom.

Alles in allem kann eine 10-kW-Solaranlage nach Anreizen rund 21.900 US-Dollar kosten.

Eine 10-kW-Windturbine könnte nach Anreizen etwa 14.700 US-Dollar kosten.

Windturbinen, die für große Versorgungszwecke gedacht sind, können Millionen von Dollar kosten.

Bei kleineren Wohn- und Gewerbeimmobilien variiert der Preis je nach Höhe des Turms und der Art der von Ihnen installierten Ausrüstung.

Laut der American Wind Energy Association können Sie mit 1,50 USD pro Watt Erzeugungskapazität rechnen.

Windturbinen sind zwar in vielen Teilen des Landes die günstigere Option, haben aber einen deutlich höheren Wartungsaufwand als Solarenergie und sind aufgrund ihrer Abhängigkeit vom Wind nicht überall machbar.

Solar kann jedoch in sehr bewölkten, regnerischen oder schneereichen Gebieten des Landes immer noch rentabel sein.

Wartung

Sowohl die Solarenergie- als auch die Windkrafttechnologie haben sich seit ihrer frühen Einführung erheblich weiterentwickelt.

Diese Fortschritte haben dazu beigetragen, ihre Kosten zu senken, aber sie haben auch zu sehr zuverlässigen Produkten geführt, die rauen Elementen standhalten und mehrere Jahrzehnte halten.

Beide Systeme sind jedoch nicht 100% wartungsfrei.

Einer der Vorteile einer Solaranlage besteht darin, dass es keine beweglichen Teile gibt, was bedeutet, dass im Vergleich zur Windkraft weniger Fehler passieren können und weniger gewartet werden muss.

Wenn doch mal etwas schief geht, sind Solarkomponenten vom Hersteller gut abgesichert.

Viele Solarmodule haben 25 oder sogar 30 Jahre Herstellergarantie, d.h.

defekte Module können bis zu drei Jahrzehnte nach der Installation kostenlos ausgetauscht werden.

Auf Wechselrichter, der am ehesten ausfallende Teil der Anlage, wird eine Garantie von 12 bis 25 Jahren gewährt.

Aber die Herstellergarantien decken die Lohnkosten für den Ersatz nicht ab.

Es gibt sehr wenig, was Sie tun müssen, um Ihre Solaranlage zu warten.

In den meisten Gegenden des Landes hilft es nicht, das System regelmäßig zu reinigen, und Sie sollten den angesammelten Schnee nicht entfernen.

Da Windturbinen große, bewegliche Teile haben, kann einiges schief gehen und sie müssen oft ständig gewartet werden.

Diese Wartungskosten können die Kosteneinsparungen der Windenergie schnell aufzehren.

Von der Schmierung beweglicher Teile über die Überprüfung der Verbindungen innerhalb des Systems bis hin zum Erkennen und Beheben unvorhergesehener Probleme könnten Windkraftanlagen zwei- bis dreimal jährlich vorbeugende Wartung erfordern.

Wenn Ihr System altert, müssen diese Wartungskontrollen möglicherweise häufiger durchgeführt werden.

Diese regelmäßigen Besuche können jedes Jahr Tausende kosten und die Amortisation Ihrer Windkraftanlage schnell beeinträchtigen.

Windturbinen sind zwar günstiger in der Installation, aber oft viel teurer in der Wartung als Solarenergie.

Diese Differenzierung kann die Wettbewerbsbedingungen ausgleichen und die Solarenergie je nach Wartungskosten zur kostengünstigeren Option machen.

Ökobilanz

Die typische und wohl umfassendste Methode zur Messung der Umweltauswirkungen von Sonnenkollektoren auf die Erde ist die Methode der Lebenszyklusanalyse (LCA).

Definiert als die gesamte Lebensdauer eines Produkts umfasst der Lebenszyklus alles von der Rohstoffbeschaffung über die Herstellung bis hin zur Entsorgung oder Wiederverwertung des Solarmoduls.

Anhand dieser Informationen können Entscheidungsträger die Herstellungs-, Konstruktions- und Recyclingprozesse auswählen, die die Umwelt am wenigsten belasten.

Die Lebenszyklusanalyse ermöglicht es einem Entscheidungsträger, das gesamte Produktsystem und die Umweltauswirkungen zu bewerten, da sie die gesamte Lebensdauer eines Solarmoduls umfasst.

Die Analyse umfasst die Inputs (einschließlich Rohstoffe und Energie) und Outputs (einschließlich atmosphärische Emissionen, Wasserabfälle, feste Abfälle, Nebenprodukte, sonstige Freisetzungen).

Die meisten Solar-PV-Module lassen sich in zwei Grundtypen einteilen und erfordern zwei unterschiedliche Recycling-Lebenszyklen: PV-Module auf Siliziumbasis und PV-Module auf Dünnschichtbasis.

PV-Module auf Siliziumbasis bestehen im Allgemeinen zu 76 % aus Glas, 10 % Kunststoff, 8 % Aluminium, 5 % Silizium und 1 % Metall.

PV-Module auf Dünnschichtbasis bestehen zu 89 % aus Glas, 6 % Aluminium, 4 % Kunststoff und 1 % Metall.

Die PV-Paneele auf Siliziumbasis (am häufigsten der beiden Paneele) werden zuerst demontiert und das Glas und das Aluminium werden getrennt.

95 % des Glases und 100 % des Metalls werden wiederverwendet.

Die restlichen Materialien werden auf 500 Grad Celsius erhitzt, wodurch der Kunststoff von den restlichen Zellmodulen, 85 % des Siliziums, verdampft.

PV-Module auf Dünnschichtbasis werden in etwa 5 mm große Stücke zerkleinert und getrennt, um die Folie mit Peroxid und Säure zu entfernen.

Durch das Entfernen von Zwischenschichtmaterialien und das Spülen von Glas werden fast 90 % des Glases wiederverwendet.

95 % des Halbleitermaterials werden über einen Fällungs- und Entwässerungsprozess wiederverwendet.

Die restlichen Metalle werden dann abgetrennt und verarbeitet.

Die Ökobilanz-Studie für Windturbinen verglich die Umweltauswirkungen von zwei 2,0-MW-Windturbinen mit zwei Methoden (ReCiPe 2008 und Energierückzahlung).

Turm, Rotor und Gondel haben jeweils den größten Beitrag zur Umweltbelastung.

Für den Turm ist die große Menge an benötigtem Stahl der größte Beitrag zu den Umweltauswirkungen von der Wiege bis zur Bahre.

Eines der Ergebnisse dieser Ökobilanz-Studie ist die Bestätigung, dass die wichtigsten Umweltauswirkungen einer Windkraftanlage über den Lebenszyklus aus der Herstellungsphase stammen.

Im Vergleich zu früheren Arbeiten führen die Ergebnisse zu einer ähnlichen Schlussfolgerung, dass die Umweltauswirkungen durch den Materialverbrauch, insbesondere Stahl, getrieben werden.

Haltbarkeit

Sonnenkollektoren verlieren ihre Fähigkeit, Sonnenlicht zu absorbieren und in Sonnenenergie umzuwandeln, aufgrund von Faktoren wie heißem Wetter und der natürlichen Verringerung der chemischen Potenz innerhalb des Panels über den bestimmten Zeitraum.

Dies wird als "Abbaurate" bezeichnet.

Je niedriger die Abbaurate, desto besser das Panel.

Wenn ein Solarmodul eine niedrigere Degradationsrate aufweist, wird es während seiner Lebensdauer mehr Energie produzieren.

Die Abbauraten variieren von Marke zu Marke; Platten höherer Qualität weisen eine geringere Abbaurate auf als Platten geringerer Qualität.

Dies ist wichtig, wenn Sie einen Solarpanel-Vergleich durchführen, da es auf lange Sicht sinnvoller sein kann, mehr Geld für höherwertige Panels auszugeben.

Laut einer Studie des National Renewable Energy Laboratory (NREL) bieten moderne Premium-Solarmodulhersteller wie Panasonic und LG Module mit einer Degradationsrate von nur 0,30% pro Jahr an.

Die schlechteste Degradationsrate beträgt 0,80 % pro Jahr, aber als Benchmark können Sie für jedes Panel eine durchschnittliche Degradationsrate von 0,50 % pro Jahr erwarten.

Bei den meisten Tier-1-Solarmodulen beträgt die Degradationsrate 0,30%, was bedeutet, dass jedes Jahr; die Leistung des Panels wird um 0,30% reduziert.

Über 25 Jahre summiert sich dies auf insgesamt 6,96 %, was bedeutet, dass Ihre Panels im Jahr 2045 mit 93,04 % ihrer ursprünglichen Kapazität betrieben werden.

Die Lebensdauer einer modernen Windkraftanlage von guter Qualität beträgt 20 Jahre.

Je nachdem, wie windig und turbulent der Standort ist, kann die Turbine 25 Jahre oder noch länger halten, obwohl die Wartungskosten wie bei allem Mechanischen mit zunehmendem Alter steigen.

Eine längere Lebensdauer einer Windkraftanlage ist unwahrscheinlich, da sie ein Leben lang ganz extremen Belastungen ausgesetzt ist.

Dies liegt unter anderem an der Form einer Windkraftanlage, bei der die Schlüsselelemente (die Rotorblätter und der Turm) nur an einem Ende befestigt sind und der vollen Windstärke ausgesetzt sind.

Da auch die Leistung im Wind mit dem Kubikmeter der Geschwindigkeit zunimmt, können die extremen Überlebenslasten bei Nennwindgeschwindigkeit fast das 100-fache der "Auslegungslasten" betragen - weshalb Windenergieanlagen abschalten müssen, um sich bei Winden über 25 m .

zu schützen /S.

Am Ende seiner Lebensdauer kann es einfach entfernt und durch ein neues ersetzt werden.

Lärm

Ein Aspekt, der selten diskutiert wird, ist der Geräuschpegel des Betriebs von erneuerbaren Energielösungen.

Hier gibt es eine große Diskrepanz zwischen Sonne und Wind und das kann eine Rolle spielen, je nachdem, wo Sie sie installieren möchten.

Wie Sie sich vorstellen können, geben Sonnenkollektoren keine Lärmbelästigung ab.

Sie sind stationäre Panels und sie sind während des Betriebs geräuschlos.

Wenn Lärm überhaupt ein Problem für Sie ist, entscheiden Sie sich für Sonnenkollektoren.

Windkraftanlagen können sehr unterschiedlich sein.

Bei höheren Windgeschwindigkeiten können Turbinen recht laut werden.

Gerade kleinere Turbinen können bei hohen Drehzahlen so laut sein wie ein Rasenmäher.

Wenn Sie nicht daran interessiert sind, an dem Ort, an dem Sie diese Turbinen installieren möchten, den Geräuschen eines Rasenmähers zu lauschen, dann ist Windenergie möglicherweise keine gute Wahl.

Ort

Solarenergie ist ein Begriff, der verwendet wird, um den Prozess der internen Solarzellen von Sonnenkollektoren zu definieren, die Sonnenlicht in nutzbaren Strom umwandeln.

Sonnenkollektoren sind eine großartige Option für Ihr Zuhause, da die Anzahl der Kollektoren, die Sie benötigen, um alle Stromerzeugungen für Ihren Strom bereitzustellen, problemlos auf Ihr Dach passt.

Die Sonne ist eine der am häufigsten vorkommenden Energiequellen, obwohl einige Orte von Natur aus mehr Sonnenstunden ausgesetzt sind als andere.

Sonnigere Staaten wie Texas und Kalifornien erlauben es, dass Solarzellen mehr Strom erzeugen als Staaten wie Washington, wo es häufiger bewölkt ist.

Auch die Richtungen, in denen die Solarmodule installiert werden, können die Effizienz erhöhen oder verringern.

Auf der Nordhalbkugel ist es am besten, Ihre Solarmodule nach Süden zu richten, ohne dass die Sonnenkollektoren beschattet werden.

Während Solaranlagen, die in jedem Bundesstaat installiert sind, die Menge an Strom liefern können, die Ihr Zuhause benötigt, können Sie in einem bewölkteren Zustand den ganzen Tag mit sauberem Strom betrieben werden, wenn Sie an das Stromnetz angeschlossen bleiben oder eine Backup-Batterie installieren.

Windturbinen fangen die Energie des Windes ein, der einen Generator in der Turbine antreibt, und wandelt diese Energie in Strom um.

Der Wind ist nicht immer verfügbar, aber er hat einen kleinen Vorteil gegenüber der Sonne, da er nachts Strom erzeugen kann, wenn der Wind weht.

Die Effizienz der Windkraft wird durch die tatsächlich umgewandelte kinetische Energie gemessen – das heißt, wenn der Wind auf die Turbine trifft, bewegt sich die Turbine, um Energie zu erzeugen.

Die meisten Windturbinen können etwa die Hälfte des auf sie treffenden Windes in elektrische Energie umwandeln, wobei die Umwandlungsrate für Offshore-Windturbinen aufgrund der höheren Windgeschwindigkeiten höher ist.

Wenn man über den Einsatz von Windkraftanlagen nachdenkt, ist die Geografie der wichtigste Faktor.

Windsysteme erfordern Umgebungen, die von großen Windschutzwänden und Gebäuden fast unfruchtbar sind.

Daher ist es am sinnvollsten, sie im Ozean, in den großen Seen der USA oder im Mittleren Westen zu positionieren.

Sonnenkollektoren sind möglicherweise die beste Option, wenn Sie in der Innenstadt mit vielen Wohn- und Geschäftsgebäuden leben, da sie überall installiert werden können und nicht viel Platz einnehmen.

Windturbinen müssen hoch über allen Hindernissen aufgestellt werden, die den Wind blockieren könnten, um wirksam zu sein.

Wenn Sie also in einer ländlichen Gegend mit viel Freiraum leben, sind Windkraftanlagen gut für Sie geeignet.

Innovation

Der Anstieg bei der Installation von Solardächern und die schnelle Akzeptanz im Architekturbereich sind die Hauptgründe für die steigende Nachfrage nach Solarzellen.

Darüber hinaus haben die jüngsten technologischen Errungenschaften die Einführung von Solarmodulen zur Stromerzeugung gefördert.

Forscher haben beispielsweise ein neuartiges Design entwickelt, das mehr Energie aus Sonnenkollektoren gewinnen könnte.

Darüber hinaus sind die Preise für Solarmodule in den letzten Jahren deutlich gesunken.

Darüber hinaus haben Forscher der University of Houston kürzlich ein Papier veröffentlicht, in dem ein Hybridgerät vorgestellt wird, das Sonnenenergie sowohl einfangen als auch speichern kann.

In einer Windkraftanlage ist ein modernes Rotorblatt aufgrund jahrzehntelanger Verfeinerung "weitaus anspruchsvoller in aerodynamischem Design, Materialeinsatz, Herstellungsverfahren und Struktur als je zuvor und weist grundlegend andere Eigenschaften auf als andere aerodynamische Anwendungen wie Flugzeugflügel, “ schrieben die Experten.

„Zu den wichtigsten Innovationen zählen höhere Spitzengeschwindigkeiten zur Reduzierung des Drehmoments und zur Minimierung des Antriebsstranggewichts; höhere Geschwindigkeiten und höhere Tragflächen für ein schlankeres, leichteres Blatt sowie innovative Spitzenformen zur Geräuschminderung.

Innovationen haben im Laufe der Zeit zu modernen Blättern geführt, die 90 % leichter als die Klinge aus den 1980er Jahren wäre, wenn sie einfach auf die aktuellen Längen skaliert würde“, stellten sie fest.

Zu den Beispielen bemerkenswerter neuerer Durchbrüche gehören die aeroelastische Schneiderei, "die die Belastungen durch die Kopplung von Blattbiegung und -drehung passiv reduziert"; dickere Flat-Back-Profile, die eine verbesserte aerodynamische Leistung aus dem tragenden Abschnitt in der Nähe der Nabe ermöglichen; und Add-Ons wie Wirbelgeneratoren und Strömungszäune; sowie eine Vielzahl von Fertigungsverbesserungen.

Fazit Solarenergie vs. Windenergie

Eine Solaranlage produziert keinen Strom, wenn die Sonne nicht scheint.

Eine Windkraftanlage produziert keinen Strom, wenn kein Wind weht.

Welche alternative Energiequelle für Sie die richtige ist, hängt vom Wetter in Ihrer Region ab.

Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass Sie nicht in Arizona, Kalifornien oder Florida leben müssen, um Solar rentabel zu machen.

Sogar Solaranlagen, die in Gegenden des Landes installiert sind, die für Bewölkung bekannt sind, wie Upstate New York oder Ohio, können sehr rentable Systeme haben.

Während die Installation von Windturbinen wahrscheinlich anfänglich weniger teuer ist, werden sie während der Lebensdauer des Systems in Wartung und Betrieb viel mehr kosten.

Eine Solaranlage hingegen benötigt wenig Wartung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass wir eine Vorliebe für Solar sind (obwohl wir vielleicht ein wenig voreingenommen sind ...).

Aber am Ende können Sie mit einer Solaranlage oder einer Windkraftanlage jeden Monat viel Geld bei Ihrer Stromrechnung sparen.

Beides wird Sie auch befähigen, einen Unterschied zu machen, indem Sie Ihre Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Energiequellen verringern und eine sauberere Welt für zukünftige Generationen schaffen.