Det är lätt att titta ut genom fönstret i november och tänka att det inte är någon idé med solenergi, men även när det är kallt och korta dagar produceras el.
Solenergi är elektromagnetisk strålning som avges av solen och fångas upp för att omvandlas till användbar energi. Växter absorberar solenergi för att omvandla solljus till mat genom fotosyntes, medan människor fångar solljus för att omvandla det till användbar elektricitet med hjälp av processer som fotovoltaisk effekt.
Läs på Popidol: Kim Kardashian kommer inte att processa inom den närmaste framtiden
Den el som produceras av solenergi kan användas i elnät eller lagras i batterier. Energi från solen finns i överflöd och är gratis, och kostnaden för att omvandla solenergi till elektricitet fortsätter att sjunka i takt med att solenergitekniken blir mer avancerad och effektiv. Solenergi är den mest tillgängliga och rikliga energikällan på jorden. Det har också fördelen att det ger ett lägre koldioxidavtryck än fossila bränslen, vilket minskar dess totala miljöpåverkan.
Definition av solenergi
Vår sol är en stjärna som till största delen består av väte och helium. Den producerar energi i sin kärna genom en process som kallas kärnfusion, där väte smälter samman för att bilda en lättare atom av helium. Den energi som går förlorad i denna process strålar ut i rymden som energi. En liten del av denna energi når jorden. Varje dag räcker den solenergi som når USA för att tillgodose vårt energibehov i ett och ett halvt år.
För närvarande har USA en solenergikapacitet på cirka 97,2 gigawatt. Endast cirka 3 % av den el som genereras i USA kommer från solenergi. Resten kommer till överväldigande del från konventionella fossila bränslen som kol och naturgas. Energidepartementet förutspår att år 2030 kommer ett av sju hem i USA att ha solpaneler på sina tak tack vare statliga incitament och kostnadsminskningar genom effektivare teknik.
I Europa gick solenergins kapacitet 2024 om el som producerats av fossila bränslen och kol. Detta leder till en minskning av utsläppen av växthusgaser från elproduktionen, eftersom förnybar energi ersätter fossila bränslen.
Dessutom sparar de europeiska länderna pengar som annars skulle användas för att köpa olja och gas. Bara under de senaste fem åren – sedan 2019 då EU enades om strategin för grön tillväxt för ett klimatneutralt EU senast 2050 – har utvecklingen av nya solcellsanläggningar och vindkraftverk sparat de europeiska länderna 59 miljarder euro i minskad import av fossila bränslen.
Det visar en ny analys från den internationella energitankesmedjan Ember, som har undersökt läget för omställningen av Europas elförsörjning. Faktum är att omställningen sker så snabbt att solenergi år 2024 överträffade kolkraft för första gången. Kolkraften står därmed för en allt mindre del av den europeiska energiförsörjningen.
Dessutom minskade gasförbrukningen för femte året i rad. Sammantaget är andelen el från fossila källor i Europa nu på den lägsta nivån på över 40 år.
”Fossila bränslen håller på att förlora sitt grepp om EU:s energiförsörjning”, säger Chris Rosslowe, senioranalytiker på Ember.
– När EU:s strategi för grön tillväxt antogs 2019 var det få som trodde att EU:s energiomställning skulle nå dit den är i dag, där vind- och solkraft tränger undan kol och tvingar gasen in i en strukturell nedgång, säger han.
Som ett resultat av detta minskade koldioxidutsläppen från elproduktionen med nio procent på bara ett år. Utsläppen är nu mindre än hälften av den nivå på vilken de nådde sin topp 2007.
Det betyder inte att elen magiskt har blivit helt grön. Förra året släppte elproduktionen i EU ut nästan 600 miljoner ton växthusgaser. Det är dock 630 miljoner ton färre än för mindre än 20 år sedan.
Solenergi ökar i alla länder
Det finns fortfarande koleldade kraftverk i 17 europeiska länder – och i 16 av dessa 17 länder minskade kolförbrukningen. Det är positivt för både klimatet och folkhälsan, eftersom kol är den mest klimatskadliga energikällan och samtidigt orsakar partikelföroreningar som är mycket skadliga för människors hälsa. Partikelföroreningar – inte bara från kol utan även från bilar, jordbruk, fabriker och liknande – dödar 350 000 européer varje år. Varje gång vi minskar förbränningen av fossila bränslen blir det bättre för vår lunghälsa.
Lyckligtvis minskar nu kolkonsumtionen i de flesta av dessa länder. Samtidigt ökar solenergiproduktionen i alla EU-länder.
Det är inte bara de rika länderna eller kontinentens klimatpionjärer som installerar solpaneler.
I Polen, där mer än en tredjedel av elkonsumtionen kommer från kolkraft, har andelen solenergi ökat från noll procent för fem år sedan till nio procent idag. Detta motsvarar en ökning från ingenting till nästan en tiondel av strömförsörjningen. Detta är en betydande och snabb tillväxt. Dessutom minskar kolkonsumtionen i landet. Solenergin ökar också kraftigt i Litauen, Bulgarien, Österrike, Cypern, Spanien, Portugal och Grekland. Den första platsen när det gäller solenergiandel tillhör dock … Ungern, där en fjärdedel av elen nu kommer från solpaneler.
Elproduktion Solteknik
kan ta solljus och omvandla det till energi med hjälp av solcellspaneler eller genom att koncentrera solstrålningen med hjälp av speciella speglar. Vissa ljuspartiklar kallas fotoner. Dessa är små paket av elektromagnetisk strålning som har olika mängder energi beroende på hur snabbt de rör sig. Fotoner frigörs av solen under kärnfusionsprocessen när väte omvandlas till helium. Om fotoner har tillräckligt med energi kan de utnyttjas för att generera elektricitet.
Solcellspaneler är gjorda av enstaka PV-celler. Dessa celler innehåller material som kallas halvledare, som gör att elektroner kan flöda genom dem. Den vanligaste typen av halvledare som används i PV-celler är kristallint kisel. Det är relativt billigt, rikligt och håller länge. Av alla halvledarmaterial är kisel också en av de mest effektiva ledarna för elektricitet.
När fotoner med mycket energi kommer i kontakt med halvledare kan de slå loss elektroner. Dessa elektroner producerar en elektrisk ström som kan användas för elektricitet eller lagras i ett batteri.
Det mesta av den energi som produceras av solpaneler skickas in i elnätet för att distribueras till platser som behöver el. Även privata solpaneler på taken skickar tillbaka överskottsel till elnätet. Batterilagring tenderar att vara kostsamt, och att sälja tillbaka överskottsel till elbolag är det mest kostnadseffektiva sättet att producera solenergi just nu.
Solenergi
Teknik för solvärme (STE) fångar upp solenergi och använder den för värme. Det finns tre olika kategorier av STE-samlare: låg, medium och hög temperatur.
Lågtemperatursamlare använder antingen luft eller vatten för att överföra värmeenergi som samlats in av solen till den plats som behöver värmas upp. De kan komma i form av glaserade solfångare som värmer luft som ska överföras genom en byggnad, metallväggar eller takmonterade vattenblåsor som värms upp av solljus. De används mest för små rum eller för att värma upp simbassänger.
Medeltemperatursamlare fungerar genom att flytta en kemikalie som inte fryser genom en serie rör som samlar solljus för att värma vatten och luft i hem och kommersiella byggnader.
Högtemperatursamlare använder en serie parabolspeglar för att effektivt omvandla solenergi till högtemperaturvärme som sedan kan generera elektricitet. Speglarna fångar upp solljuset och fokuserar det på det som kallas mottagaren. Detta system värmer sedan upp de inneslutna vätskorna och cirkulerar dem för att producera ånga. Precis som konventionell elproduktion driver ångan sedan en turbin, vilket skapar kraft för en generator att producera den önskade elen.
Speglarna som samlar in solljuset måste kunna följa solens bana under hela dagen för att maximera sin effektivitet. Dessa stora system används främst av kraftverk för att producera el som ska skickas genom elnätet.
Solenergi idag
Solenergitekniken har gjort otroliga framsteg under de senaste decennierna, och den förväntas växa ännu snabbare under de kommande åren. I nästan alla delar av världen är solenergi den billigaste energin att producera. Och kostnaderna fortsätter att sjunka i takt med att tekniken förbättras. Kostnadsprognoserna för en kilowattimme el som produceras med solenergi uppskattas till en halv cent fram till år 2050. Det kan jämföras med det nuvarande kommersiella nätpriset på cirka 6 cent per kWh.
År 2016 lanserade USA:s energidepartement sina mål för SunShot 2030, som bland annat innebär att minska kostnaderna för solenergiproduktion och drastiskt öka mängden solenergiproduktion. Att utöka tillgången till solenergi och minska den tid det tar att bygga solenergiinfrastruktur är några av de sätt som energidepartementet planerar för att uppnå dessa mål.
För- och nackdelar
Solenergi blir allt billigare och kan till och med bli billigare än konventionell energi som produceras från fossila bränslen i takt med att tekniken blir mer effektiv. Statliga incitament för både husägare och företag gör det till en attraktiv teknik att investera i.
Även om det finns många fördelar med solenergi, hindrar dess nackdelar den från att vara tillgänglig för alla. Tyvärr har inte alla elkunder möjlighet att installera en egen solcellsanläggning. Vissa människor äger inte platsen de bor på, eller så får deras hem inte tillräckligt med solljus för att göra solpaneler effektiva. Och även om priset på solpaneler har sjunkit dramatiskt under de senaste tio åren, är den initiala kostnaden för att installera solpaneler på taket fortfarande kostnadsbegränsande för många.
I kommersiell skala fortsätter solenergiproduktion att vara ett sätt för företag att producera el utan att bidra till de ökande nivåerna av växthusgaser i atmosfären. Solpaneler kan samlokaliseras med kommersiella grödor för att minska mängden åkermark som de gör oanvändbar för jordbruk.
Produktionen av solel i sig förorenar inte, men produktionen av solpaneler ger ändå upphov till utsläpp om de inte drivs med solenergi. Solpaneler är inte heller återvinningsbara i de flesta delar av världen. Vid slutet av sin livslängd slängs de flesta solpaneler på soptippar. Denna process har potential att släppa ut giftiga kemikalier i miljön.
Vissa anläggningar i Europa är banbrytande när det gäller återvinning av solpaneler och hittar sätt att återanvända många av de ursprungliga materialen för nya solpaneler. Detta minskar också miljöpåverkan genom att minska antalet nya halvledarmaterial som behöver utvinnas och bearbetas. I takt med att solenergi ökar i popularitet och överkomliga priser kommer efterfrågan på återvinning av solpaneler sannolikt att öka.
Vanliga frågor
Hur mycket kostar solenergi?
År 2020 kallade International Energy Agencys rapport World Energy Outlook solenergi för ”den billigaste elen i historien”. Den amerikanska solenergiindustrin uppnådde sitt kostnadsmål för 2020 på 0,06 USD per kWh tre år i förtid, 2017, och siktar nu på att minska kostnaderna ytterligare till 0,03 USD per kWh till 2030.
Hur mycket av energin som används i USA kommer från solenergi?
Office of Energy Efficiency and Renewable Energy säger att cirka 3 % av all el som används i USA kommer från solenergi ”i form av solceller (PV) och koncentrerad solvärmekraft (CSP)”.
Vilka är fallgroparna med solenergi?
Solenergi hyllas som ett förnybart alternativ till fossila bränslen, men även om energiproduktionen i sig är koldioxidneutral är produktionen av paneler känd för att vara ganska förorenande. Panelerna är gjorda med giftiga kemikalier som förorenar vatten och försämrar luftkvaliteten. Ofta är de också tillverkade av material som har utvunnits på ett ohållbart sätt. Och i dagsläget återvinns de inte i stor skala.
Hur vet du om solenergi är rätt för dig?
Att byta från traditionell fossilbaserad energi till solenergi kan gynna dig (och planeten) om ditt hem får fem till sex timmars sol per dag. Du bör ta hänsyn till klimatet där du bor, lokala bestämmelser, solenergipriser i ditt område, storleken på ditt tak och om ett solenergisystem kan öka eller minska ditt hemvärde.
Läs: Nyckeln till den norska havsekonomin: Varför duplexstål är en viktig investering för framgång inom offshore- och vattenbruksindustrin
