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L'energia solare è una delle tecnologie di energia rinnovabile più promettenti, che consente la generazione di elettricità dalla luce solare gratuita e inesauribile. Molti proprietari di case hanno già iniziato ad adottare l'elettricità solare e le strutture di produzione di energia su larga scala nel sud-ovest offrono i vantaggi del solare a migliaia di clienti. Ma il solare deve ancora affrontare una serie di ostacoli prima di poter veramente sostituire i combustibili fossili per la generazione di energia per la maggior parte degli americani.
Intensità solare
Uno dei maggiori ostacoli all'adozione diffusa dell'energia solare sono le variazioni dell'intensità solare. Secondo il National Renewable Energy Laboratory, il sole fornisce quasi il doppio di energia al deserto del Mojave rispetto al nord-ovest del Pacifico. Poiché la potenza di un pannello dipende dalla quantità di energia solare che riceve, ciò significa che il solare è una fonte di energia molto migliore nei deserti del sud-ovest rispetto ad altre parti del paese. Mentre un pannello solare può fornire almeno un po 'di elettricità gratuita in qualsiasi parte del paese, l'investimento richiederà molto più tempo per pagarsi da solo nelle regioni senza un'intensa copertura solare.
Efficienza
Un altro ostacolo all'elettricità solare è l'efficienza fotovoltaica. Se vivi nel deserto, un singolo metro quadrato di pannello solare potrebbe ricevere l'equivalente di oltre 6 kilowattora di energia nel corso di un solo giorno. Ma un pannello solare non può convertire l'intera quantità di energia in elettricità. L'efficienza di un pannello solare determina la quantità di tale energia utilizzabile e la maggior parte dei pannelli solari commerciali sul mercato nel 2013 ha un indice di efficienza inferiore al 25 percento. Più un pannello è efficiente, più è costoso da produrre. Escludendo importanti balzi tecnologici, è improbabile che nel prossimo futuro siano previsti livelli di efficienza oltre il 33 percento.
Affidabilità
Uno dei maggiori problemi con l'energia solare è l'affidabilità. Nella migliore delle ipotesi, un pannello solare può produrre elettricità per 12 ore al giorno e un pannello raggiungerà la potenza massima solo per un breve periodo intorno a mezzogiorno. Il monitoraggio dei pannelli che seguono il sole può prolungare un po 'questo periodo di prima generazione, ma significa comunque che i pannelli trascorrono molto poco della giornata producendo alla massima capacità. Le batterie di accumulo possono caricarsi durante la generazione di picco e fornire un flusso di energia durante la notte, ma possono essere costose, contenere materiali tossici e consumarsi rapidamente a causa di ripetuti cicli di carica e scarica.
Effetti ambientali
Mentre la generazione solare è priva di emissioni, la produzione di pannelli solari e le relative tecnologie possono coinvolgere alcune sostanze dannose per l'ambiente. Il trifluoruro di azoto è un sottoprodotto comune della produzione elettronica, compresi quelli utilizzati nelle celle solari, ed è un gas serra 17.000 volte più potente del biossido di carbonio. Inoltre, molte celle solari includono piccole quantità di cadmio metallico tossico e le batterie necessarie per immagazzinare elettricità generata possono contenere una miriade di altri metalli pesanti e sostanze pericolose. Con il miglioramento della tecnologia solare, i produttori potrebbero essere in grado di allontanarsi da queste sostanze potenzialmente pericolose, ma per ora compromettono i vantaggi ecologici altrimenti impressionanti offerti dall'energia solare.