太陽エネルギーについて : 太陽エネルギーと風力エネルギー

それらを詳しく調べると、2つの間のいくつかの類似点と相違点が明らかになり、最終的にはユーザーが自分に適したものを選択できるようになります。

考慮すべき側面

•費用便益分析

•ライフサイクルアセスメント

•耐久性

•ノイズ

• 位置

• 革新

費用便益分析

代替エネルギーを使用すると、二酸化炭素排出量を削減し、エネルギー生産を管理し、税金を節約できます。

それはまたあなたに電気のかなりのお金を節約することができます。

代替エネルギーへの投資を最大限に活用するには、設置コストとシステムが節約できる費用を比較検討する必要があります。

太陽エネルギーや風力発電の設置コストに関しては、変数が多すぎて正確な万能の答えを出すことはできません。

それはすべて、システムのサイズ、環境要因（日光や風への暴露など）、および地方条例とインセンティブに依存します。

インストール

太陽エネルギーは、一般的な経験則として、太陽エネルギーの設置に1ワットあたり約2.19ドルかかります。これは、住宅用と商業用の両方の設置の平均です。

システムが大きいほど、ワットあたりの支払いは少なくなります。システムが小さいほど、ワットあたりの支払い額は多くなります。

システムが生成する1キロワット時の無料電力ごとに、システムは自己負担を開始します。

毎月の電気料金が高額な企業や農場では、ソーラーシステムがわずか数年で回収されます。

25年から30年の寿命で、これは無料の電気から数十年の経済的節約を残します。

全体として、10kWの太陽光発電システムはインセンティブ後約21,900ドルかかる可能性があります。 10 kWの風力タービンは、インセンティブ後、約$ 14,700の費用がかかる可能性があります。

大規模で実用規模の目的の風力タービンは、数百万ドルの費用がかかる可能性があります。小規模な住宅および商業用不動産の場合、価格はタワーの高さと設置する機器の種類によって異なります。

アメリカ風力エネルギー協会によると、発電容量1ワットあたり1.50ドルを支払うことが期待できます。

風力タービンは国の多くの地域で安価なオプションですが、太陽エネルギーよりもはるかに高い維持費がかかり、風力に依存しているため、どこでも実現できるわけではありません。

ただし、ソーラーは、国の非常に曇り、雨、または雪の多い地域でも利益を上げることができます。

メンテナンス

太陽エネルギーと風力発電の両方の技術は、初期の採用以来、大幅に進歩しています。

これらの進歩はコストの削減に役立ちましたが、過酷な要素に耐えることができ、数十年続く非常に信頼性の高い製品にもつながりました。

ただし、どちらのシステムも100％メンテナンスフリーではありません。

太陽エネルギーシステムの利点の1つは、可動部品がないことです。つまり、風力発電と比較して、故障する可能性のあるものが少なく、維持する必要のあるものが少なくなります。

何か問題が発生した場合、ソーラーコンポーネントはメーカーによって十分に保証されています。

多くのソーラーパネルには、メーカーから25年、さらには30年の保証が付いています。つまり、故障したパネルは、設置後30年以内に無料で交換できます。システムの中で最初に故障する可能性が最も高い部分であるインバーターは、12〜25年間保証されます。

ただし、メーカー保証は交換の人件費をカバーしていません。

太陽系を維持するためにあなたがする必要があることはほとんどありません。国のほとんどの地域では、システムを定期的に掃除することは役に立ちません。また、積もった雪を取り除くべきではありません。

風力タービンには大きな可動部品があるため、問題が発生する可能性のあるものがかなりあり、継続的なメンテナンスが必要になることがよくあります。

これらのメンテナンスコストは、風力エネルギーのコスト削減をすぐに食いつぶす可能性があります。

可動部品の潤滑からシステム内の接続のチェック、予期しない問題の発見と修正まで、風力タービンは年に2〜3回の予防保守を必要とする可能性があります。

システムが古くなると、これらの保守点検の頻度を増やす必要がある場合があります。

これらの定期的な訪問は、毎年数千ドルの費用がかかる可能性があり、風力タービンの見返りをすぐに食いつぶします。

風力タービンは設置に費用がかからないかもしれませんが、太陽エネルギーよりも維持に費用がかかることがよくあります。

この差別化により、維持費に応じて、競争の場が平準化され、ソーラーがより安価なオプションになる可能性があります。

ライフサイクルアセスメント

地球上のソーラーパネルの環境への影響を測定するための典型的で間違いなく最も包括的な方法は、ライフサイクル分析（LCA）方法論です。

製品の全寿命として定義されるライフサイクルには、原材料の取得と製造からソーラーパネルの廃棄またはリサイクルまでのすべてが含まれます。

その情報を使用して、意思決定者は、環境への影響が最も少ない製造、建設、およびリサイクルのプロセスを選択できます。

ライフサイクル分析では、ソーラーパネルの寿命全体が含まれるため、意思決定者は製品システム全体と環境への影響を評価できます。

分析には、インプット（原材料とエネルギーを含む）とアウトプット（大気排出、水系廃棄物、固形廃棄物、副産物、その他の放出を含む）が含まれます。

ほとんどの太陽光発電パネルは2つの基本的なタイプに分類され、シリコンベースのPVパネルと薄膜ベースのPVパネルの2つの異なるリサイクルライフサイクルが必要です。

シリコンベースのPVパネルは、通常、76％のガラス、10％のプラスチック、8％のアルミニウム、5％のシリコン、および1％の金属です。薄膜ベースのPVパネルは、89％のガラス、6％のアルミニウム、4％のプラスチック、および1％の金属で構成されています。

シリコンベースのPVパネル（2つのパネルの中で最も一般的）が最初に分解され、ガラスとアルミニウムが分離されます。ガラスの95％と金属の100％が再利用されています。

残りの材料は摂氏500度に加熱され、プラスチックが残りのセルモジュール（シリコンの85％）から蒸発します。

薄膜ベースのPVパネルは約5mmの断片に細断され、過酸化物と酸を使用してフィルムを除去するために分離されます。

中間層材料の除去とガラスのすすぎのプロセスを通じて、ガラスのほぼ90％が再利用されます。半導体材料の95％は、沈殿および脱水プロセスによって再利用されます。

その後、残りの金属は分離され、処理されます。

風力タービンLCA研究では、2つの方法（ReCiPe 2008とエネルギー回収）を使用して、2つの2.0MW風力タービンの環境への影響を比較しました。

タワー、ローター、ナセルは、いずれの場合も環境への影響に最も大きく貢献していることがわかります。

タワーの場合、必要な大量の鋼が、ゆりかごから墓場までの環境への影響の主な原因です。

このLCA調査の結果の1つは、風力タービンの主なライフサイクル環境への影響が製造段階から発生していることの確認です。

以前の研究と比較した場合、結果は、環境への影響が材料消費、特に鉄鋼によって引き起こされるという同様の結論につながります。

耐久性

ソーラーパネルは、暑い天候や特定の時間枠でのパネル内の化学的効力の自然な低下などの要因により、太陽光を吸収して太陽エネルギーに変換する能力を失います。

これが「劣化率」と呼ばれるものです。

劣化率が低いほど、パネルは優れています。ソーラーパネルの劣化率が低い場合、その寿命にわたってより多くのエネルギーを生成します。

劣化率はブランドごとに異なります。高品質のパネルは、低品質のパネルに比べて劣化率が低くなります。

長期的には、より高品質のパネルにより多くのお金を費やす方が理にかなっている可能性があるため、ソーラーパネルの比較を行う際には、これを覚えておくことが重要です。

国立再生可能エネルギー研究所（NREL）の調査によると、パナソニックやLGなどの最新のプレミアムソーラーパネルメーカーは、年間0.30％という低い劣化率のパネルを提供しています。

最悪の劣化率は年間0.80％ですが、ベンチマークとして、どのパネルでも年間平均.50％の劣化率が予想されます。

ほとんどのTier1ソーラーパネルの劣化率は0.30％で、毎年それを意味します。パネルのパフォーマンスは0.30％低下します。 25年間で、合計6.96％になります。つまり、パネルは2045年には元の容量の93.04％で動作します。

良質の最新の風力タービンの設計寿命は20年です。現場の風が強く乱れている状況にもよりますが、タービンは25年以上続く可能性がありますが、他の機械的なものと同様に、年をとるにつれて維持費が増加します。

風力タービンは生涯を通じて非常に極端な負荷にさらされるため、これより長く続く可能性はほとんどありません。

これは、主要な要素（ブレードとタワー）が一方の端にのみ固定され、風の全力を受ける風力タービンの形状に部分的に起因しています。

また、風の力は速度の3乗に比例して増加するため、極端な生存荷重は定格風速で「設計荷重」のほぼ100倍になる可能性があります。そのため、25mを超える風から風力タービンを保護するためにシャットダウンする必要があります。 /NS。その寿命の終わりに、それは単に取り外されて、新しいものと取り替えられることができます。

ノイズ

めったに議論されない1つの側面は、再生可能エネルギーソリューションの動作のノイズレベルです。

ここでは、太陽光と風力の間に大きな違いがあり、それらを設置する場所によっては、それが要因となる可能性があります。

ご想像のとおり、ソーラーパネルは騒音公害を発生させません。それらは固定パネルであり、操作中は無音です。騒音が気になる場合は、ソーラーパネルを使用してください。

風力タービンは大きく異なる可能性があります。より高い風速を扱っている場合、タービンはかなり大きくなる可能性があります。

特に高速の小型タービンは、芝刈り機と同じくらい大きな音がすることがあります。

これらのタービンを設置する場所で芝刈り機が走っている音を聞くことに興味がない場合は、風力エネルギーは最適な選択肢ではない可能性があります。

位置

太陽光発電は、ソーラーパネルの内部太陽電池が太陽光を使用可能な電気に変換するプロセスを定義するために使用される用語です。

ソーラーパネルは、あなたの電気のためにすべての発電を提供するために必要なパネルの数があなたの屋根に簡単に収まることができるので、あなたの家にとって素晴らしいオプションです。

太陽は最も豊富なエネルギー源の1つですが、自然に他の場所よりも多くの時間の日光にさらされる場所もあります。

テキサスやカリフォルニアなどの日当たりの良い州では、曇りが多いワシントンなどの州よりもソーラーパネルでより多くの電力を生成できます。

ソーラーパネルを設置する方向も、効率を上げたり下げたりする可能性があります。

北半球では、太陽電池パネルを南向きにして、パネルの上に日よけカバーを付けないようにするのが最適です。

どの州に設置されたソーラーシステムでも、家に必要な量の電力を供給できますが、曇りの状態に住んでいる場合は、グリッドに接続したままにするか、予備電源を設置することで、一日中クリーンな電力で稼働できます。

風力タービンは、タービン内の発電機に電力を供給する風のエネルギーを取り込み、そのエネルギーを電気に変換します。

風は常に利用できるとは限りませんが、風が吹く夜間に発電できるため、太陽光よりもわずかに有利です。

風力発電の効率は、変換された運動エネルギーの実際の量によって測定されます。つまり、風がタービンに当たると、タービンが動いてエネルギーを生成します。

ほとんどの風力タービンは、それらに当たる風の約半分を電力に変換できますが、風速が高いため、洋上風力タービンの変換率は高くなります。

風力タービンの使用を検討する場合、地理が最も重要な要素です。

風力システムは、大きな防風林や建物がほとんどない環境を必要とするため、それらを海、米国の五大湖、または中西部に配置するのが最も理にかなっています。

ソーラーパネルは、住宅や商業ビルがたくさんある市内中心部に住んでいる場合に最適なオプションです。ソーラーパネルは、好きな場所に設置でき、場所を取らないからです。

風力タービンは、効果を発揮するために、風を遮る可能性のある障害物よりも高い位置に配置する必要があります。したがって、オープンスペースが十分にある農村地域に住んでいる場合は、風力タービンが適しています。

革新

ソーラールーフトップ設置の急増と建築分野での急速な採用は、太陽電池の需要増加の主な推進力です。

さらに、最近の技術的な驚異は、発電のためのソーラーパネルの採用を後押ししています。

たとえば、研究者たちはソーラーパネルからより多くのエネルギーを搾り出すことができる新しいデザインを開発しました。

さらに、ソーラーパネルの価格は過去数年間で大幅に下落しています。

さらに、ヒューストン大学の研究者は最近、太陽エネルギーの捕捉と貯蔵の両方が可能なハイブリッドデバイスを発表した論文を発表しました。

風力タービンでは、何十年にもわたる改良により、最新のブレードは「空力設計、材料の使用、製造プロセス、構造がこれまでになく洗練されており、飛行機の翼などの他の空力アプリケーションとは根本的に異なる機能を備えています。 「専門家は書いた。 「いくつかの重要な革新には、トルクを減らしてドライブトレインの重量を最小限に抑えるためのより高い先端速度、より細くて軽いブレードのためのより高速で高揚力の翼型、およびノイズを軽減するための革新的な先端形状が含まれます。 1980年代のブレードよりも90％軽量になるのは、単純に現在の長さにスケーリングした場合です」と述べています。

最近の注目すべきブレークスルーの例としては、「ブレードの曲げとねじれを結合することで負荷を受動的に低減する」空力弾性調整があります。ハブ近くの耐荷重セクションからの空力性能の向上を可能にする、より厚いフラットバック翼。ボルテックスジェネレーターやフローフェンスなどのアドオン。だけでなく、さまざまな製造上の改善。

太陽エネルギーと風力エネルギーの結論

太陽が輝いていないとき、太陽系は電気を生成しません。

風力タービンは、風が吹いていないときは発電しません。

どのタイプの代替エネルギー源があなたに適しているかに対する答えは、あなたの地域の天気のタイプに依存します。

とはいえ、ソーラーを収益性の高いものにするために、アリゾナ、カリフォルニア、フロリダに住む必要はないことに注意することが重要です。

ニューヨーク州北部やオハイオ州など、曇りで知られる国の地域に設置されたソーラーシステムでさえ、非常に収益性の高いシステムを持つことができます。

風力タービンは、最初に設置するのに費用がかからない可能性がありますが、システムの寿命全体にわたって維持および運用するのにはるかに多くの費用がかかります。

一方、ソーラーシステムはほとんどメンテナンスを必要としません。

要約すると、私たちはソーラーに偏っています（少し偏っているかもしれませんが...）。

しかし、結局のところ、ソーラーシステムまたは風力タービンのいずれかを使用すると、毎月の電気代を大幅に節約できます。

どちらも、再生不可能なエネルギー源への依存を減らし、将来の世代のためによりクリーンな世界を作り出すことで、違いを生み出す力を与えてくれます。