Informazioni sull'energia solare : Energia solare contro energia eolica

Un esame più attento può rivelare alcune somiglianze e differenze tra i due, consentendo in definitiva agli utenti di scegliere ciò che è giusto per loro.

Aspetti da considerare

• Analisi costi benefici

• Valutazione del ciclo di vita

• Durata

• Rumore

• Posizione

• Innovazione

Analisi costi benefici

L'energia alternativa ti consente di ridurre la tua impronta di carbonio, prendere il controllo della tua produzione di energia e risparmiare sulle tasse.

Può anche farti risparmiare un sacco di soldi sull'elettricità.

Per ottenere il massimo dal tuo investimento in energia alternativa, vuoi pesare il costo di installazione con i soldi che il sistema ti fa risparmiare.

Quando si tratta del costo dell'installazione di energia solare o eolica, ci sono davvero troppe variabili per dare una risposta accurata e valida per tutti.

Tutto dipenderà dalle dimensioni del sistema, dai fattori ambientali (come l'esposizione alla luce solare o al vento), e dalle ordinanze e incentivi locali.

Installazioni

L'energia solare, come regola generale, costa circa $ 2,19 per watt per installare l'energia solare, la media per installazioni sia residenziali che commerciali.

Più grande è il tuo sistema, meno pagherai per watt.

Più piccolo è il tuo sistema, più pagherai per watt.

Con ogni kilowattora di elettricità gratuita generata dal tuo sistema, inizia a ripagarsi da solo.

Le aziende e le aziende agricole con bollette elettriche mensili consistenti hanno i sistemi solari che raggiungono l'ammortamento in pochi anni.

Con una durata di 25-30 anni, questo lascia decenni di risparmi finanziari dall'elettricità gratuita.

Tutto sommato, un sistema solare da 10 kW può costare circa 21.900 dollari dopo gli incentivi.

Una turbina eolica da 10 kW potrebbe costare circa 14.700 dollari dopo gli incentivi.

Le turbine eoliche destinate a scopi su larga scala possono costare milioni di dollari.

Per le proprietà residenziali e commerciali più piccole, il prezzo varierà in base all'altezza della torre e al tipo di attrezzatura installata.

Secondo l'American Wind Energy Association, puoi aspettarti di pagare $ 1,50 per watt di capacità di generazione.

Sebbene le turbine eoliche siano l'opzione più economica in molte parti del paese, hanno una spesa di manutenzione molto più elevata rispetto all'energia solare e la loro dipendenza dal vento non le rende realizzabili ovunque.

Il solare, tuttavia, può ancora essere redditizio nelle aree molto nuvolose, piovose o innevate del paese.

Manutenzione

Sia la tecnologia dell'energia solare che quella dell'energia eolica sono notevolmente progredite dalla loro adozione iniziale.

Questi progressi hanno contribuito a ridurre i loro costi, ma hanno anche portato a prodotti molto affidabili che possono sopportare elementi duri e durare diversi decenni.

Tuttavia, entrambi i sistemi non sono esenti da manutenzione al 100%.

Uno dei vantaggi di un sistema di energia solare è che non ci sono parti in movimento, il che significa che c'è meno che può andare storto e meno che deve essere mantenuto, rispetto all'energia eolica.

Se qualcosa va storto, i componenti solari sono ben garantiti dal loro produttore.

Molti pannelli solari vengono forniti con una garanzia del produttore di 25, anche 30 anni, il che significa che i pannelli difettosi possono essere sostituiti gratuitamente fino a tre decenni dopo l'installazione.

Gli inverter, la parte dell'impianto che ha maggiori probabilità di guastarsi per prima, sono garantiti da 12 a 25 anni.

Ma le garanzie del produttore non coprono i costi di manodopera sostitutiva.

C'è ben poco che dovrai fare per mantenere il tuo sistema solare.

Nella maggior parte delle aree del paese, non sarà di aiuto pulire regolarmente il sistema e non dovresti rimuovere la neve accumulata.

Poiché le turbine eoliche hanno grandi parti mobili, ci sono alcune cose che possono andare storte e spesso richiedono una manutenzione continua.

Questi costi di manutenzione possono erodere rapidamente i risparmi sui costi dell'energia eolica.

Dalla lubrificazione delle parti mobili al controllo delle connessioni all'interno del sistema fino alla scoperta e alla correzione di eventuali problemi imprevisti, le turbine eoliche potrebbero richiedere una manutenzione preventiva due o tre volte all'anno.

Con l'invecchiamento del sistema, potrebbe essere necessario aumentare la frequenza di questi controlli di manutenzione.

Queste visite regolari possono costare migliaia ogni anno, consumando rapidamente il ritorno dell'energia eolica.

Sebbene le turbine eoliche possano essere meno costose da installare, spesso sono molto più costose da mantenere rispetto all'energia solare.

Questa differenziazione può livellare il campo di gioco, rendendo il solare l'opzione meno costosa, a seconda dei costi di manutenzione.

Valutazione del ciclo di vita

Il modo tipico e probabilmente più completo per misurare l'impatto ambientale dei pannelli solari sulla terra è la metodologia Life Cycle Analysis (LCA).

Definito come l'intera durata di vita di un prodotto, il ciclo di vita include tutto, dall'acquisizione e produzione delle materie prime allo smaltimento o al riciclaggio del pannello solare.

Utilizzando tali informazioni, i responsabili delle decisioni possono selezionare i processi di produzione, costruzione e riciclaggio che comportano il minor impatto sull'ambiente.

L'analisi del ciclo di vita consente a un decisore di valutare l'intero sistema di prodotto e l'impatto ambientale perché include l'intera durata di vita di un pannello solare.

L'analisi include gli input (comprese le materie prime e l'energia) e gli output (comprese le emissioni in atmosfera, i rifiuti trasportati dall'acqua, i rifiuti solidi, i co-prodotti, altri rilasci).

La maggior parte dei pannelli fotovoltaici solari rientra in due tipi fondamentali e richiedono due distinti cicli di vita di riciclaggio: pannelli fotovoltaici a base di silicio e pannelli fotovoltaici a film sottile.

I pannelli fotovoltaici a base di silicio sono generalmente costituiti per il 76% di vetro, il 10% di plastica, l'8% di alluminio, il 5% di silicio e l'1% di metalli.

I pannelli fotovoltaici a film sottile sono costituiti dall'89% di vetro, dal 6% di alluminio, dal 4% di plastica e dall'1% di metalli.

I pannelli fotovoltaici a base di silicio (il più comune dei due pannelli) vengono prima smontati e il vetro e l'alluminio vengono separati.

Il 95% del vetro e il 100% del metallo vengono riutilizzati.

I materiali rimanenti vengono riscaldati a 500 gradi Celsius, il che fa evaporare la plastica dai restanti moduli cellulari, l'85% del silicio.

I pannelli fotovoltaici a base di film sottile vengono triturati in pezzi di circa 5 mm e separati per rimuovere il film utilizzando perossido e acido.

Attraverso i processi di rimozione dei materiali intercalari e di risciacquo del vetro, viene riutilizzato quasi il 90% del vetro.

Il 95% del materiale semiconduttore viene riutilizzato tramite un processo di precipitazione e disidratazione.

I metalli rimanenti vengono quindi separati e lavorati.

Lo studio Wind Turbine LCA ha confrontato gli impatti ambientali di due turbine eoliche da 2.0 MW utilizzando due metodi (ReCiPe 2008 e recupero energetico).

La torre, il rotore e la navicella risultano avere il maggior contributo all'impatto ambientale in ogni caso.

Per la torre, la grande quantità di acciaio richiesta è il principale contributore all'impatto ambientale dalla culla alla tomba.

Uno dei risultati di questo studio LCA è la conferma che i principali impatti ambientali del ciclo di vita di una turbina eolica provengono dalla fase di produzione.

Rispetto al lavoro precedente, i risultati portano a una conclusione simile che gli impatti ambientali sono determinati dal consumo di materiale, in particolare l'acciaio.

Durata

I pannelli solari perdono la loro capacità di assorbire la luce solare e convertirla in energia solare a causa di fattori come il clima più caldo e la riduzione naturale della potenza chimica all'interno del pannello in un determinato periodo di tempo.

Questo è ciò che viene definito il "tasso di degradazione".

Più basso è il tasso di degradazione, migliore è il pannello.

Quando un pannello solare ha un tasso di degradazione inferiore, produrrà più energia nel corso della sua vita.

I tassi di degradazione variano da una marca all'altra; i pannelli di qualità superiore hanno un tasso di degradazione inferiore rispetto ai pannelli di qualità inferiore.

Questo è importante da tenere a mente quando si confrontano i pannelli solari poiché potrebbe avere più senso, a lungo termine, spendere più soldi per pannelli di qualità superiore.

Secondo uno studio del National Renewable Energy Laboratory (NREL), i moderni produttori di pannelli solari premium come Panasonic e LG offrono pannelli con tassi di degradazione fino allo 0,30% all'anno.

Il peggior tasso di degrado è dello 0,80% all'anno, ma come punto di riferimento, puoi aspettarti un tasso di degrado medio dello 0,50% all'anno per qualsiasi pannello.

Per la maggior parte dei pannelli solari di livello 1, il tasso di degrado è dello 0,30%, il che significa che ogni anno; le prestazioni del pannello si riducono dello .30%.

In 25 anni, ciò equivale a un totale del 6,96%, il che significa che i tuoi pannelli funzioneranno al 93,04% della loro capacità originale nel 2045.

La durata di progettazione di una turbina eolica moderna di buona qualità è di 20 anni.

A seconda di quanto ventoso e turbolento sia il sito, la turbina potrebbe durare per 25 anni o anche di più, anche se come per qualsiasi cosa meccanica, i costi di manutenzione aumenteranno man mano che invecchia.

È improbabile che una turbina eolica duri più a lungo perché è soggetta a carichi piuttosto estremi per tutta la vita.

Ciò è in parte dovuto alla forma di una turbina eolica, in cui gli elementi chiave (le pale e la torre) sono fissati solo a un'estremità e sottoposti a tutta la forza del vento.

Anche perché la potenza del vento aumenta con il cubo della velocità, i carichi estremi di sopravvivenza possono essere quasi 100 volte i "carichi di progetto" alla velocità nominale del vento - motivo per cui le turbine eoliche devono spegnersi per proteggersi in caso di vento superiore a 25 m /S.

Alla fine della sua vita, può essere semplicemente rimosso e sostituito con uno nuovo.

Rumore

Un aspetto che viene discusso raramente sono i livelli di rumore di funzionamento delle soluzioni di energia rinnovabile.

C'è un'enorme discrepanza tra solare ed eolico e questo può avere un ruolo, a seconda di dove si desidera installarli.

Come puoi immaginare, i pannelli solari non emettono alcun inquinamento acustico.

Sono pannelli fissi e sono silenziosi durante il funzionamento.

Se il rumore è un problema per te, scegli i pannelli solari.

Le turbine eoliche possono essere molto diverse.

Se hai a che fare con velocità del vento più elevate, le turbine possono diventare piuttosto rumorose.

In particolare, le turbine più piccole, ad alta velocità, possono essere rumorose quanto un tosaerba.

Se non sei interessato ad ascoltare il suono di un tosaerba in funzione nel luogo in cui installerai queste turbine, l'energia eolica potrebbe non essere un'ottima scelta.

Posizione

L'energia solare è un termine usato per definire il processo delle celle solari interne dei pannelli solari che convertono la luce solare in elettricità utilizzabile.

I pannelli solari sono un'ottima opzione per la tua casa perché il numero di pannelli di cui avrai bisogno per fornire tutte le generazioni di energia per la tua elettricità può adattarsi facilmente al tuo tetto.

Il sole è una delle fonti di energia più abbondanti, anche se alcuni luoghi sono naturalmente esposti a più ore di luce solare rispetto ad altri.

Stati più soleggiati come il Texas e la California consentono ai pannelli solari di generare più elettricità rispetto a stati come Washington, dove è nuvoloso più spesso.

Anche le direzioni in cui sono installati i pannelli solari possono aumentare o diminuire l'efficienza.

Nell'emisfero settentrionale, è meglio posizionare i pannelli solari rivolti a sud senza copertura ombreggiante sui pannelli.

Mentre i sistemi solari installati in qualsiasi stato possono fornire la quantità di energia di cui la tua casa ha bisogno, se vivi in uno stato più nuvoloso, rimanere connesso alla rete o installare una batteria di backup può aiutarti a funzionare con elettricità pulita tutto il giorno.

Le turbine eoliche catturano l'energia del vento, che alimenta un generatore all'interno della turbina e trasforma quell'energia in elettricità.

Il vento non è sempre disponibile, ma ha un leggero vantaggio rispetto al solare perché può generare elettricità di notte quando soffia il vento.

L'efficienza dell'energia eolica è misurata dalla quantità effettiva di energia cinetica che viene convertita, il che significa che quando il vento colpisce la turbina, la turbina si muove per produrre energia.

La maggior parte delle turbine eoliche può convertire circa la metà del vento che le colpisce in energia elettrica, con un tasso di conversione più elevato per le turbine eoliche offshore a causa delle maggiori velocità del vento.

Quando si considera l'utilizzo di turbine eoliche, la geografia è il fattore più importante.

I sistemi eolici richiedono ambienti che sono quasi privi di grandi frangivento ed edifici, quindi posizionarli nell'oceano, nei grandi laghi degli Stati Uniti o nel Midwest, ha più senso.

I pannelli solari potrebbero essere la tua migliore opzione se vivi nel centro della città pieno di molti edifici residenziali e commerciali in quanto possono essere installati dove vuoi e non occupano molto spazio.

Per essere efficaci, le turbine eoliche devono essere posizionate in alto sopra tutti gli ostacoli che potrebbero bloccare il vento.

Quindi, se vivi in una zona rurale che ha molti spazi aperti, le turbine eoliche funzioneranno bene per te.

Innovazione

L'aumento delle installazioni solari sui tetti e la rapida adozione in campo architettonico sono i principali fattori trainanti della crescente domanda di celle solari.

Inoltre, recenti meraviglie tecnologiche hanno favorito l'adozione di pannelli solari per generare elettricità.

Ad esempio, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo design che potrebbe spremere più energia dai pannelli solari.

Inoltre, i prezzi dei pannelli solari sono diminuiti significativamente negli ultimi due anni.

Inoltre, i ricercatori dell'Università di Houston hanno recentemente pubblicato un documento che svela un dispositivo ibrido in grado di catturare e immagazzinare l'energia solare.

In una turbina eolica, a causa di decenni di perfezionamento, una pala moderna è "molto più sofisticata nel design aerodinamico, nell'uso dei materiali, nel processo di fabbricazione e nella struttura che mai e ha caratteristiche fondamentalmente diverse rispetto ad altre applicazioni aerodinamiche come le ali degli aeroplani, " scrivono gli esperti.

"Alcune innovazioni chiave includono velocità di punta più elevate per ridurre la coppia e ridurre al minimo il peso della trasmissione; profili alari ad alta velocità e alto sollevamento per una pala più sottile e leggera; e forme innovative della punta per mitigare il rumore.

Le innovazioni nel tempo hanno portato a lame moderne che sono Il 90% più leggero della lama degli anni '80 sarebbe se semplicemente ridimensionato alle lunghezze attuali", hanno osservato.

Tra gli esempi di importanti scoperte recenti ci sono la sartoria aeroelastica, "che riduce passivamente i carichi attraverso l'accoppiamento della flessione e della torsione della lama"; profili alari flat-back più spessi, che consentono migliori prestazioni aerodinamiche dalla sezione portante vicino al mozzo; e componenti aggiuntivi come generatori di vortici e barriere di flusso; così come una serie di miglioramenti di produzione.

Conclusione sull'energia solare e sull'energia eolica

Un sistema solare non produce elettricità quando il sole non splende.

Una turbina eolica non produce elettricità quando il vento non soffia.

La risposta a quale tipo di fonte di energia alternativa è giusta per te dipenderà dal tipo di tempo nella tua zona.

Detto questo, è importante notare che non è necessario vivere in Arizona, California o Florida per rendere redditizio il solare.

Anche i sistemi solari installati in aree del paese note per essere nuvolose, come Upstate New York o Ohio, possono avere sistemi molto redditizi.

Sebbene le turbine eoliche siano probabilmente meno costose da installare inizialmente, costeranno molto di più nel corso della vita utile del sistema per la manutenzione e il funzionamento.

Un sistema solare, invece, richiederà poca manutenzione.

Per riassumere, siamo parziali verso il solare (anche se potremmo essere un po' di parte...).

Ma alla fine, un sistema solare o una turbina eolica possono aiutarti a risparmiare una notevole quantità di denaro sulle bollette dell'elettricità ogni mese.

Entrambi ti consentiranno anche di fare la differenza riducendo la tua dipendenza da fonti di energia non rinnovabili e creando un mondo più pulito per le generazioni future.