นาธาน เอส. ลูอิส มองเห็นคำตอบของความต้องการพลังงานของโลกท่ามกลางท้องฟ้าสีครามสดใสที่เขาเพลิดเพลินจากห้องเรียนวิชาการทางตอนใต้ของรัฐแคลิฟอร์เนีย “ดวงอาทิตย์เป็นผู้นำแหล่งพลังงานทั้งหมด” ลูอิส นักเคมีแห่งสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนียในแพซาดีนากล่าว “พลังงานจากดวงอาทิตย์มาถึงโลกใน 1 ชั่วโมงมากกว่าพลังงานทั้งหมดที่มนุษย์ใช้ตลอดทั้งปี”เซลล์แสงอาทิตย์ปกคลุมหลังคาของอาคารสำนักงานใหญ่ Highlands Patrol ที่ Aspen Mountain Resort ใน Aspen, Colo นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามปรับปรุงเทคโนโลยีดังกล่าวเพื่อให้แสงแดดซึ่งเป็นพลังงานทดแทนที่มีมากที่สุดสามารถเป็นแหล่งพลังงานหลักได้
ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ
ให้พระอาทิตย์ส่องแสง. เซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิคอนปกคลุมหลังคาของ Aquatic Center ของ Georgia Institute of Technology ในแอตแลนตา
ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติ
ลูอิสและนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ พิจารณาว่ารังสีของดวงอาทิตย์เป็นวิธีการที่เหมาะสมที่สุดในการสร้างความพึงพอใจให้กับพฤติกรรมการใช้พลังงานที่มีอยู่มากมายและเติบโตขึ้นเรื่อยๆ ของโลก ในปี 2544 โลกใช้พลังงานในอัตราเฉลี่ยมากกว่า 13 ล้านล้านวัตต์ (เทราวัตต์, TW) ตามข้อมูลของกระทรวงพลังงาน เมื่อคำนึงถึงการเพิ่มขึ้นของจำนวนประชากร การเติบโตทางเศรษฐกิจทั่วโลก และมาตรการอนุรักษ์และการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ นักวิจัยบางคนคาดการณ์ว่าอัตราการใช้พลังงานทั่วโลกจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าภายในปี 2593 และเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่าภายในสิ้นศตวรรษนี้
จากการใช้พลังงานในปี 2544 นั้น ร้อยละ 86 มาจากถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม หลักฐานที่เชื่อมโยงภาวะโลกร้อนกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เชื้อเพลิงฟอสซิลเหล่านี้สูบฉีดขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง(SN: 2/10/07, p. 83 ) A. Paul Alivisatos นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุที่ Lawrence Berkeley (Calif.) National Laboratory และ the the
มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์
ในบรรดาตัวเลือกเชื้อเพลิงที่ไม่ใช่ฟอสซิล ดวงอาทิตย์มีพลังงานสำรองที่ลึกที่สุด เพื่อให้บรรลุการผลิตพลังงาน 10 TW ด้วยพลังงานนิวเคลียร์ โรงไฟฟ้าพลังงานไฟฟ้าขนาด 1 กิกะวัตต์ที่ใช้เชื้อเพลิงจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันจะต้องสร้างทุกๆ 1 วันครึ่งเป็นเวลา 45 ปีข้างหน้า Lewis กล่าว ทรัพยากรไฟฟ้าพลังน้ำที่เหลือใช้ทั่วโลกสามารถมีส่วนร่วมน้อยกว่า 0.5 TW ตามข้อมูลของสหประชาชาติ และคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศประเมินว่าปริมาณพลังงานลมที่สกัดได้ทั้งหมดที่มีอยู่ทั่วโลกคือ 2 ถึง 4 TW
ตั้งแต่ดาราศาสตร์ไปจนถึงสัตววิทยา
สมัครรับข้อมูลข่าววิทยาศาสตร์เพื่อสนองความกระหายใคร่รู้ของคุณสำหรับความรู้สากล
ติดตาม
อย่างไรก็ตาม ดวงอาทิตย์ให้พลังงานแก่โลกในอัตรา 120,000 TW ลูอิสตั้งข้อสังเกต เมื่อรวมเข้าด้วยกันแล้ว แหล่งพลังงานอื่นๆ “ไม่ได้ใกล้เคียงกับปริมาณพลังงานที่ดวงอาทิตย์ให้ด้วยซ้ำ” เขากล่าว
แต่ดาวเคราะห์กำลังใช้ประโยชน์จากชิ้นส่วนขนาดใหญ่ของดวงอาทิตย์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น น้อยกว่าร้อยละ 0.1 ของไฟฟ้าทั่วโลกมาจากแสงอาทิตย์ในปี 2544 ตามข้อมูลของกระทรวงพลังงาน ปัญหาสำคัญคือต้นทุน สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้ซิลิคอนในปัจจุบัน ราคาไฟฟ้าจะต้องอยู่ที่ประมาณ 30 เซนต์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมงเพื่อชดเชยต้นทุนของระบบที่ติดตั้ง ลูอิสกล่าว สิ่งนี้ไม่สามารถแข่งขันกับไฟฟ้าที่ได้จากเชื้อเพลิงฟอสซิล ซึ่งขณะนี้มีต้นทุนต่ำกว่า 4 เซนต์ต่อกิโลวัตต์-ชั่วโมง เขากล่าว
ยิ่งไปกว่านั้น “ดวงอาทิตย์มีนิสัยน่ารังเกียจในการออกไปเที่ยวนอกบ้านทุกคืน” ลูอิสกล่าวต่อ “หากคุณไม่สามารถหาวิธีกักเก็บพลังงานจำนวนมหาศาลอย่างคุ้มค่าได้ ดวงอาทิตย์ก็เป็นเพียงส่วนเสริมสูงสุดในวันที่แดดจ้าเท่านั้น”
ระบบที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์อย่างสมบูรณ์จะไม่เพียงผลิตไฟฟ้าเพื่อใช้ในทันที แต่ยังเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์บางส่วนให้เป็นเชื้อเพลิงที่จะจ่ายไฟให้กับบ้านหรือยานพาหนะในยามที่ดวงอาทิตย์ไม่ส่องแสง นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการจะบรรลุวิสัยทัศน์นี้ได้นั้นต้องอาศัยความก้าวหน้าในด้านเคมี ฟิสิกส์ วัสดุศาสตร์ และวิศวกรรมศาสตร์ นักวิจัยบางคนกำลังมุ่งเน้นไปที่การจับพลังงานแสงอาทิตย์และการแปลงเป็นไฟฟ้า คนอื่น ๆ กำลังตรวจสอบกลยุทธ์ในการจัดเก็บพลังงานนั้นไว้ในพันธะเคมีของก๊าซไฮโดรเจนที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าในเซลล์เชื้อเพลิงได้ในภายหลัง
หากงานนี้สำเร็จ ม้วนเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตกระแสไฟฟ้าซึ่งผ่านกระบวนการเหมือนกระดาษหนังสือพิมพ์ อาจครอบคลุมหลังคาบ้านและทะเลทรายได้ ในขณะที่อุปกรณ์พลังงานแสงอาทิตย์อื่นๆ จะผลิตก๊าซไฮโดรเจนออกมา “หลังคาทุกหลังมองเห็นท้องฟ้า” Stephen R. Forrest วิศวกรไฟฟ้าแห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนในแอนอาร์เบอร์กล่าว “แล้วทำไมมันถึงสร้างพลังงานไม่ได้ล่ะ?”
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
