Προκλήσεις που καθιστούν τη δημιουργία ενός ηλιακού αγροκτήματος λιγότερο εφικτή

Σχεδόν 4,18 τρισεκατομμύρια kWh ηλεκτρικής ενέργειας παρήχθησαν στις Ηνωμένες Πολιτείες σε εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας κλίμακας χρησιμότητας το 2018 και περίπου το 17% δημιουργήθηκε από ανανεώσιμες πηγές. Τα στατιστικά στοιχεία που δημοσίευσε πρόσφατα η Αμερικανική Υπηρεσία Πληροφοριών Ενέργειας αναφέρουν ότι περίπου 67 δισεκατομμύρια kWh της συνολικής ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται στη χώρα πέρυσι προέρχονται από ηλιακή ενέργεια, η οποία αντιπροσωπεύει το μερίδιο μόλις 1,6%. Η εικόνα είναι παρόμοια στις ευρωπαϊκές χώρες, όπου περίπου το 17,5% της συνολικής ενέργειας που καταναλώθηκε στην Ευρωπαϊκή Ένωση το 2017 προήλθε από ανανεώσιμες πηγές. Ωστόσο, το μερίδιο της ηλιακής ενέργειας παραμένει σημαντικά χαμηλό.

Η ευαισθητοποίηση σχετικά με τα οφέλη της ηλιακής ενέργειας στην αντιστάθμιση του διοξειδίου του άνθρακα και άλλων επιβλαβών εκπομπών αυξάνεται ραγδαία, γεγονός που ενισχύει τις κερδοφόρες δυνατότητες δημιουργίας μιας ηλιακής φάρμας όχι μόνο στις ΗΠΑ αλλά και σε ολόκληρο τον κόσμο. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες πρακτικές προκλήσεις στην εμπορευματοποίηση ηλιακών εγκαταστάσεων και στη δημιουργία ηλιακής εκμετάλλευσης, όπως η μείωση των τιμών του πετρελαίου και του φυσικού αερίου και οι τεχνικές δυσκολίες στην ενσωμάτωση δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας με ηλιακό με έναν λιγότερο ακριβό τρόπο.

Οι ευκαιρίες είναι τεράστιες για τους ηλιακούς αγρότες παρά τα ζητήματα αυτά. Ωστόσο, ορισμένες σημαντικές προκλήσεις πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά τη δημιουργία μιας ηλιακής φάρμας και τη συγκομιδή της ηλιακής ενέργειας.

Τα εμπόδια στη συγκομιδή της ηλιακής ενέργειας με τη δημιουργία ενός ηλιακού σταθμού

Η ηλιακή κατασκευή, αν και πολύ λιγότερο δαπανηρή, έχει γίνει μια «δαπανηρή» επιχείρηση όσον αφορά τις δεξιότητες. Αν και το κόστος εγκατάστασης μιας ηλιακής φάρμας μειώνεται απότομα, οι άλλες προκλήσεις όπως η έλλειψη εργατικού δυναμικού με κατάλληλες δεξιότητες και εμπειρία και ο συγχρονισμός με τις συνεχώς εξελισσόμενες τεχνολογίες εν μέσω της συνεχιζόμενης επιδίωξης καθαρής ενέργειας καθιστούν την επιχείρηση ηλιακής ενέργειας λιγότερο κόστος -αποτελεσματικός.

Επιπλέον, άλλες προκλήσεις, όπως ποικίλες απαιτήσεις ιστότοπου, πολλαπλασιασμός ταχέως πωλητών εξοπλισμού, έλλειψη εργαλείων αξιολόγησης απόδοσης εγκαταστάσεων και χαμηλή διείσδυση αποδοτικών εργαλείων, συνεχίζουν να περιορίζουν την υιοθέτηση της ηλιακής ενέργειας ως πιθανή πηγή παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο, υπάρχουν μερικοί βασικοί περιορισμοί που διαθέτει η φύση της ηλιακής ενέργειας, οι οποίοι παραμένουν οι κυρίαρχοι φραγμοί για τους ηλιακούς αγρότες σήμερα.

Οι τρεις κύριες προκλήσεις που έρχονται με την ηλιακή ενέργεια είναι η κακή δυνατότητα αποστολής της, η αραιωμένη της μορφή και τα ζητήματα με την εγγύτητα ενός ηλιακού αγροκτήματος. Οι ηλιακές εταιρείες θα πρέπει να υιοθετήσουν μια σωστή προσέγγιση για να κατανοήσουν τις σημαντικότερες προκλήσεις, ενώ δημιουργούν ένα ηλιακό αγρόκτημα για να οδηγήσουν σε καλύτερες επιδόσεις και παραγωγικότητα στο προσεχές μέλλον.

1. Διατήρηση της αξιοπιστίας και της αποστολής της ηλιακής ηλεκτρικής ενέργειας

Αν και ο κόσμος κινείται προς καθαρές και πράσινες πηγές ενέργειας, ο στόχος να βασιστείτε πλήρως στην ηλιακή ενέργεια θεωρείται μη ρεαλιστικός. Η ζήτηση και οι ανάγκες των καταναλωτών έναντι της ηλεκτρικής ενέργειας αλλάζουν κάθε μέρα κατά τη διάρκεια κάθε σεζόν, και η αβεβαιότητα των ηλιακών πόρων σε διάφορες περιοχές καθιστά δύσκολη την εξασφάλιση 100% αξιόπιστου ενεργειακού εφοδιασμού.

Έχει καταστεί σημαντικό για τους ηλιακούς αγρότες να διασφαλίσουν ότι η παροχή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω της ηλιακής ενέργειας ταιριάζει με την εξαιρετικά δυναμική ζήτηση τελικών χρηστών, προκειμένου να περιοριστεί η πιθανότητα διακοπής ρεύματος. Καθώς η αποστολή ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται μέσω της ηλιακής ενέργειας εξαρτάται εξ ολοκλήρου από το πόσο λάμπει ο ήλιος σε διάφορες εποχές και γεωγραφικές περιοχές, η ηλιακή ενέργεια συνεχίζει να παραμένει η λιγότερο αξιόπιστη ενέργεια από αυτή που προέρχεται από ορυκτά καύσιμα.

Αυτό καθιστά υποχρεωτικό για τις εταιρείες ηλιακής ενέργειας να αποκτήσουν γεννήτριες με δυνατότητα αποστολής από ό, τι μπορούν να ενισχύσουν ή να μειώσουν την παροχή ηλεκτρικού ρεύματος με βάση την αποδοτικότητα της ηλιακής ενέργειας, η οποία συνήθως αλλάζει καθημερινά. Με αυτόν τον τρόπο, ο αγρότης πρέπει να διασφαλίσει κατά τη δημιουργία μιας ηλιακής φάρμας για να το συμπληρώσει με αποδοτικές ηλιακές γεννήτριες μαζί με αποθήκευση ενέργειας ή μπαταρίες, και αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως πρόσθετη επένδυση. Ωστόσο, με την απότομη πτώση των τιμών των μπαταριών, η συμπλήρωση ενός ηλιακού συγκροτήματος με γεννήτριες με μπαταρία θα πρέπει να βοηθήσει τις εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας να ξεπεράσουν αυτήν την πρόκληση και να διασφαλίσουν περισσότερη αξιοπιστία της παροχής ηλιακής ενέργειας.

2. Αντιμετώπιση του προβλήματος της αρατότητας και του διαλείμματος της πηγής ηλιακής ενέργειας

Σε μια καθαρή, φωτεινή ημέρα, σχεδόν 1 kW ηλιακού φωτός φτάνει σε μια έκταση ενός τετραγωνικού μέτρου στη γη μόνο όταν ο ήλιος είναι άμεσα υπερυψωμένος, και αυτό μπορεί να διαφέρει πολύ γεωγραφικά. Καθώς τα ηλιακά κύτταρα μπορούν να μετατρέψουν περίπου το 15-20% της ηλιακής ενέργειας που φτάνει στη γη σε ηλεκτρική ενέργεια, η διακοπτόμενη διάρκεια του ηλιακού φωτός εμποδίζει την αποτελεσματικότητα της παραγωγής ηλιακής ενέργειας. Επιπλέον, μαζί με το πρόβλημα της διαλείμματος, το πρόβλημα της αραίωσης του ηλιακού φωτός ήταν ανέκαθεν, και θα συνεχίσει να παραμένει ο κόμβος Gordian για τους ηλιακούς αγρότες.

Τα ορυκτά καύσιμα είναι οι πιο συγκεντρωμένες μορφές πηγών για την παραγωγή ηλεκτρισμού από την άλλη, η ηλιακή ενέργεια είναι αραιωμένη από την άλλη. Η ενεργειακή πυκνότητα της πηγής καυσίμου έχει άμεσο αντίκτυπο σε άλλες πτυχές της δημιουργίας ενός ηλιακού αγροκτήματος, συμπεριλαμβανομένης της έκτασης της γης που ανέλαβε το αγρόκτημα. Μειώστε την πυκνότητα, τόσο μεγαλύτερη είναι η γη που απαιτείται για την κάλυψη της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας των καταναλωτών. Αυτό αντικατοπτρίζεται στην αυξημένη ανάγκη για πρόσθετους πόρους για την παραγωγή μιας μονάδας ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακή ενέργεια έναντι ορυκτών καυσίμων.

Η επίτευξη του στόχου της πλήρους αντικατάστασης των ορυκτών καυσίμων με ηλιακή ενέργεια ως πηγή ενός 100% ανανεώσιμου δικτύου ενισχύει κατά κύριο λόγο την ανάγκη μεγάλων εκτάσεων γης για τη δημιουργία ηλιακών εκμεταλλεύσεων. Δεδομένου ότι η ηλιακή ενέργεια είναι σημαντικά χαμηλή σε ενεργειακή πυκνότητα, αυτό θα είχε πρωταρχικό αντίκτυπο στις απαιτήσεις χρήσης γης για σταθμούς ηλιακής ενέργειας, καθιστώντας την πρωταρχική πρόκληση για τις εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας κατά τη δημιουργία μιας μονάδας ηλιακής ενέργειας.

3. Υποδομές προκλήσεις που συνοδεύουν τις εγγύτητες των ηλιακών αγροκτημάτων

Ενώ οι διαλείπουσες χρονικές στιγμές, η αξιοπιστία και οι προκλήσεις που σχετίζονται με τη γη που σχετίζονται με τη δημιουργία μιας ηλιακής φάρμας παραμένουν εξαιρετικά κρίσιμες, οι εταιρείες ηλιακής ενέργειας πρέπει να λάβουν υπόψη τα εμπόδια που σχετίζονται με τις υποδομές και τις μεταφορές. Καθώς οι ηλιακές εκμεταλλεύσεις καταλαμβάνουν τεράστιο χώρο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας που μπορεί να καλύψει τη συνεχώς αυξανόμενη ζήτηση, αυτές οι εκμεταλλεύσεις βρίσκονται σε απομακρυσμένες περιοχές, πολύ μακριά από την πραγματική κατανάλωση ενέργειας.

Τελικά, οι εταιρείες ηλιακής ενέργειας πρέπει να ασχοληθούν με τις δαπανηρές υποδομές και την πολύπλοκη γραμμή μεταφοράς για τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας από σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας σε καταναλωτές σε αστικές ή αγροτικές περιοχές. Αν και οι μικρές επιχειρήσεις ή οι τελικοί χρήστες που έχουν αρκετή γη για να δημιουργήσουν ένα μικρό ηλιακό αγρόκτημα μπορούν να παράγουν τη δική τους ηλεκτρική ενέργεια με ηλιακή ενέργεια, η βελτίωση της εγγύτητας των πηγών τους σε βιομηχανικό ή εμπορικό επίπεδο γίνεται τεράστια πρόκληση για τη δημιουργία μιας μεγάλης κλίμακας ηλιακής ενέργειας αγρόκτημα.

Στη σύγχρονη οικονομία, η οποία βασίζεται κυρίως στον εξοπλισμό και τις υποδομές που καταστρέφουν τεράστια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας, οι ηλιακοί αγρότες πρέπει να υιοθετήσουν στρατηγικές για τη βελτιστοποίηση της αποτελεσματικότητας της γης και την αξιοποίηση των πιο παραγωγικών τρόπων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις, προκειμένου να λειτουργήσει μια κερδοφόρα επιχείρηση.