研究發現全球一半屋頂安裝太陽能電池板即可滿足整個社會電力需求

屋頂太陽能電池板比2010年時便宜了79%。這些暴跌使得屋頂太陽能光伏發電對那些希望減少對電網的依賴,同時減少碳足跡的家庭和企業更具吸引力。但是否有足夠的屋頂面積讓這種技術為每一個需要它的人產生負擔得起的低碳能源?

在《自然通訊》上發表的新論文對我們需要多少屋頂太陽能電池板來為整個世界產生足夠的可再生能源進行了全球評估。這項研究是第一次提供如此詳細的全球屋頂太陽能潛力地圖,評估了從城市到大陸的屋頂面積和陽光覆蓋。

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研究人員發現只需要將世界上50%的屋頂覆蓋上太陽能電池板,就可以提供足夠的電力來滿足世界的年度需求。研究人員設計了一個程序,納入了3億多座建築的數據,並分析了1.3億平方公里的土地,幾乎是地球的整個陸地面積。這項研究估計了這些土地上存在的20萬平方公裡屋頂上可以產生多少能源,這個面積與英國的面積大致相同。

然後,研究人員通過觀察這些屋頂的位置來計算其發電潛力。一般來說,位於高緯度地區的屋頂,如歐洲北部或加拿大,由於冬季和夏季之間日照的巨大差異,其全年的發電潛力可能相差多達40%。然而,位於赤道附近的屋頂,由於日照更加穩定,通常在不同季節的發電潛力只有1%左右的變化。這很重要,因為這些每月潛力的巨大變化會對該地區太陽能發電的可靠性產生重大影響。這意味着日照更不規律的地方需要儲能解決方案,這就增加了電力成本。

研究結果強調了屋頂太陽能發電的三個潛在熱點。亞洲、歐洲和北美洲。其中,亞洲看起來是安裝電池板最便宜的地方,在印度和中國這樣的國家,一千瓦時(kWh)的電力,大約相當於48小時使用筆記本電腦消耗的電力,只需0.05便士就可以生產。這要歸功於廉價的電池板製造成本,以及陽光充足的氣候。同時,實施屋頂太陽能最昂貴的國家是美國、日本和英國。歐洲處於中間位置,整個歐洲大陸的平均成本約為每千瓦時0.096便士。

屋頂太陽能電池板看起來在人口少的地區和在城市中心同樣有用。對於那些生活在偏遠地區的人來說,太陽能電池板有助於補充甚至取代可能不可靠的當地電網的供應。而對於城市裡的人來說,電池板可以大大減少因燃燒化石燃料獲取能源而造成的空氣污染。