Çatı üstü güneş panelleri 2010 yılına göre %79’a kadar daha ucuz. Bu düşen maliyetler, çatıdaki güneş fotovoltaiklerini, karbon ayak izlerini azaltırken elektrik şebekelerine olan bağımlılığını azaltmak isteyen haneler ve işletmeler için daha da çekici hale getirdi.

Ancak bu teknolojinin ihtiyacı olan herkes için uygun fiyatlı, düşük karbonlu enerji üretmesi için yeterli çatı yüzeyi var mı? Ne de olsa böyle çözümlere ihtiyacı olan sadece kendi evinin sahibi olan ve faturalarını kesmek isteyen insanlar değil. Dünya çapında yaklaşık 800 milyon insan elektriğe uygun erişimden yoksun durumda.

Nature Communications’daki yeni makalemiz , tüm dünya için yeterli yenilenebilir enerji üretmek için kaç tane çatı güneş paneline ihtiyacımız olduğuna ve bunları nereye koymamız gerektiğine dair küresel bir değerlendirme sunuyor. Çalışmamız, şehirlerden kıtalara kadar tüm ölçeklerde çatı alanı ve güneş ışığı örtüsünü değerlendirerek, küresel çatı güneş enerjisi potansiyelinin bu kadar ayrıntılı bir haritasını sağlayan ilk çalışmadır.

Dünyanın yıllık ihtiyaçlarını karşılamak için yeterli elektriği sağlamak için dünya çatılarının yalnızca %50’sinin güneş panelleriyle kaplanmasına ihtiyacımız olduğunu gördük .

Yöntem

300 milyondan fazla binadan alınan verileri birleştiren bir program tasarladık ve gezegenin neredeyse tüm kara yüzey alanı olan 130 milyon km² araziyi analiz ettik. Bu, kabaca İngiltere ile aynı büyüklükte bir alan olan bu arazide bulunan 0,2 milyon km²’lik çatılardan ne kadar enerji üretilebileceğini tahmin ediyordu.

Daha sonra bu çatılardan elektrik üretim potansiyellerini konumlarına bakarak hesapladık. Genel olarak, kuzey Avrupa veya Kanada gibi daha yüksek enlemlerde bulunan çatılar, kış ve yaz arasındaki güneş ışığındaki büyük farklılıklar nedeniyle, yıl boyunca üretim potansiyellerinde %40’a kadar değişiklik gösterebilir. Bununla birlikte, ekvator yakınındaki çatılar, güneş ışığı çok daha tutarlı olduğu için, genellikle mevsimler boyunca üretim potansiyelinde yalnızca yaklaşık %1 oranında farklılık gösterir.

Bu önemlidir, çünkü aylık potansiyeldeki bu büyük değişimler, o bölgedeki güneş enerjili elektriğin güvenilirliği üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Bu, güneş ışığının daha düzensiz olduğu yerlerin enerji depolama çözümleri gerektirdiği anlamına gelir ve bu da elektrik maliyetlerini artırır.

Sıcak noktalar

Sonuçlarımız çatı güneş enerjisi üretimi için üç potansiyel sıcak noktayı vurguladı: Asya, Avrupa ve Kuzey Amerika.

Bunlardan Asya, Hindistan ve Çin gibi ülkelerde, yalnızca 0,05p için bir kilovat saat (kWh) elektrik veya dizüstü bilgisayarınızı kullanarak yaklaşık 48 saat üretilebildiği panelleri kurmak için en ucuz yer gibi görünüyor. Bu, ucuz panel üretim maliyetleri ve daha güneşli iklimler sayesindedir.

Bu arada, çatı güneş enerjisi uygulaması için en maliyetli ülkeler ABD, Japonya ve İngiltere’dir. Avrupa, kıta genelinde kWh başına yaklaşık 0.096p ortalama maliyetle orta yolu elinde tutuyor.

Çatı üstü güneş panelleri, şehir merkezlerinde olduğu gibi düşük nüfuslu bölgelerde de eşit derecede faydalı olacak gibi görünüyor. Uzak bölgelerde yaşayanlar için paneller, potansiyel olarak güvenilmez yerel şebekelerden gelen beslemeyi doldurmaya ve hatta değiştirmeye yardımcı olur. Ve şehirlerde olanlar için paneller, enerji için fosil yakıtların yakılmasından kaynaklanan hava kirliliğini önemli ölçüde azaltabilir .

Küresel elektrik arzının milyarlarca insanın gereksinimlerini karşılamak için tek bir üretim kaynağına dayanamayacağını belirtmek hayati önem taşımaktadır. Değişen hava koşulları ve gezegenimizin gece-gündüz döngüsü sayesinde, güneş enerjisi talebi ve arzı arasında bir uyumsuzluk kaçınılmazdır.

Güneş enerjisini gerektiğinde depolamak için gereken ekipman hala çok pahalı . Ek olarak, güneş panelleri bazı endüstriler için yeterli gücü sağlayamayacak. Örneğin ağır imalat ve metal işleme, güneş enerjisinin henüz sağlayamayacağı çok büyük akımlar ve özel elektrik dağıtımı gerektirir.

Buna rağmen, çatı güneş enerjisi, enerji yoksulluğunu hafifletmek ve temiz, kirlilik içermeyen gücü dünya çapındaki tüketicilerin eline geri vermek için büyük bir potansiyele sahiptir. Güneş enerjisinin maliyetleri düşmeye devam ederse , çatı panelleri elektrik kaynağımızı karbondan arındırmak için şimdiye kadarki en iyi araçlardan biri olabilir.