Taksolpaneler är upp till 79 procent billigare än de var 2010. Dessa sjunkande kostnader har gjort solceller på taket ännu mer attraktiva för hushåll och företag som vill minska sitt beroende av elnät och samtidigt minska sina koldioxidavtryck.
Men finns det tillräckligt med takytor för att den här tekniken ska generera prisvärd energi med låga koldioxidutsläpp för alla som behöver det? Det är trots allt inte bara människor som äger sina egna hus och vill skära på sina räkningar som är i behov av sådana här lösningar. Omkring 800 miljoner människor globalt saknar ordentlig tillgång till elektricitet.
Vårt nya dokument i Nature Communications presenterar en global bedömning av hur många solpaneler på taket vi skulle behöva för att generera tillräckligt med förnybar energi för hela världen – och var vi skulle behöva placera dem. Vår studie är den första som ger en så detaljerad karta över den globala solenergipotentialen på taket, genom att bedöma takytan och solljusetäckningen i skalor hela vägen från städer till kontinenter.
Vi upptäckte att vi bara skulle behöva 50 procent av världens tak för att täckas med solpaneler för att kunna leverera tillräckligt med el för att möta världens årliga behov.
Vi designade ett program som inkorporerade data från över 300 miljoner byggnader och analyserade 50,1 miljoner kvadratkilometer (130 miljoner kvadratkilometer) land – nästan hela jordens yta. Detta uppskattade hur mycket energi som skulle kunna produceras från de 0,07 miljoner kvadratkilometer (0,2 miljoner kvadratkilometer) hustak som finns på den marken, ett område som är ungefär lika stort som Storbritannien.
Vi beräknade sedan elproduktionspotentialer från dessa hustak genom att titta på deras läge. Generellt sett kan hustak som ligger på högre breddgrader som i norra Europa eller Kanada variera med så mycket som 40 procent i sin generationspotential över året, på grund av stora skillnader i solsken mellan vinter och sommar. Men tak nära ekvatorn varierar vanligtvis bara i generationspotential med cirka 1 procent över årstiderna, eftersom solskenet är mycket mer konsekvent.
Detta är viktigt eftersom dessa stora variationer i månatlig potential kan ha en betydande inverkan på tillförlitligheten hos soldriven el i den regionen. Det betyder att platser där solljuset är mer oregelbundet kräver energilagringslösningar – vilket ökar elkostnaderna.
Våra resultat lyfte fram tre potentiella hotspots för generering av solenergi på taket:Asien, Europa och Nordamerika.
Av dessa ser Asien ut som den billigaste platsen att installera paneler, där – i länder som Indien och Kina – en kilowattimme (kWh) el, eller ungefär 48 timmars användning av din bärbara dator, kan produceras för bara 0,05 pence (0,00068 USD). ). Detta tack vare billiga paneltillverkningskostnader, samt soligare klimat.
Samtidigt är de dyraste länderna för att implementera solenergi på taket USA, Japan och Storbritannien. Europa har medelvägen, med genomsnittliga kostnader över hela kontinenten på cirka 0,096 pence (0,0013 USD) per kWh.
Solpaneler på taket ser ut att vara lika användbara i områden med låg befolkning som de skulle vara i stadskärnor. För de som bor i avlägsna områden hjälper paneler till att fylla på eller till och med ersätta utbudet från potentiellt opålitliga lokala nät. Och för dem i städerna kan paneler avsevärt minska luftföroreningarna som orsakas av förbränning av fossila bränslen för energi.
Det är viktigt att påpeka att den globala elförsörjningen inte kan förlita sig på en enda produktionskälla för att möta kraven från miljarder människor. Och tack vare växlande väder och vår planets dag- och nattcykel är en oöverensstämmelse mellan efterfrågan och tillgång på solenergi oundviklig.
Utrustningen som krävs för att lagra solenergi när den behövs är fortfarande extremt dyr. Dessutom kommer solpaneler inte att kunna leverera tillräckligt med ström för vissa industrier. Tung tillverkning och metallbearbetning kräver till exempel mycket stora strömmar och specialiserad elleverans, vilket solenergi ännu inte kommer att kunna tillhandahålla.
Trots detta har solel på taket en enorm potential för att lindra energifattigdom och återföra ren, föroreningsfri kraft i händerna på konsumenter över hela världen. Om kostnaderna för solenergi fortsätter att minska kan takpaneler vara ett av de bästa verktygen hittills för att minska koldioxidutsläppen från vår elförsörjning.
Siddharth Joshi är en Ph.D. student i global energiteknik vid University College Cork i Irland.
James Glynn är senior forskare i energisystemmodellering vid Columbia University's Center on Global Energy Policy.
Shivika Mittal är en forskarassistent inom energisystemmodellering vid Imperial College London.
Denna artikel är återpublicerad från Konversationen under en Creative Commons-licens. Du kan hitta originalartikel här.
