ที่มา:theconversation.com
ต้นทุนพลังงานแสงอาทิตย์ (PV) ที่ลดลงอย่างน่าประหลาดใจถึง 82% นับตั้งแต่ปี 2010 ทำให้โลกมีโอกาสต่อสู้ในการสร้างระบบพลังงานที่ไม่มีการปล่อยมลพิษซึ่งอาจมีต้นทุนน้อยกว่าระบบที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลแทน
สำนักงานพลังงานระหว่างประเทศคาดการณ์ว่ากำลังการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์จะต้องเพิ่มขึ้นสิบเท่าภายในปี 2040 หากเราต้องการบรรลุภารกิจสองประการในการบรรเทาความยากจนทั่วโลกและการจำกัดภาวะโลกร้อนให้ต่ำกว่า 2 องศา
ความท้าทายที่สำคัญยังคงอยู่ พลังงานแสงอาทิตย์ "เป็นช่วงๆ" เนื่องจากแสงแดดจะแปรผันไปในระหว่างวันและในแต่ละฤดูกาล ดังนั้นจึงต้องเก็บพลังงานไว้สำหรับเวลาที่ดวงอาทิตย์ไม่ส่องแสง นโยบายจะต้องได้รับการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าพลังงานแสงอาทิตย์ไปถึงมุมที่ไกลที่สุดของโลกและสถานที่ที่จำเป็นที่สุด และจะมีการแลกเปลี่ยนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ระหว่างพลังงานแสงอาทิตย์และการใช้ประโยชน์อื่น ๆ สำหรับที่ดินเดียวกัน รวมถึงการอนุรักษ์และความหลากหลายทางชีวภาพ การเกษตรและระบบอาหาร และชุมชนและการใช้พื้นเมือง
เพื่อนร่วมงานและฉันได้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature ซึ่งเป็นรายการแรกของโลกสำหรับโรงงานผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ "ขนาดใหญ่" ในกรณีนี้หมายถึงสิ่งอำนวยความสะดวกที่สร้างอย่างน้อย 10 กิโลวัตต์เมื่อดวงอาทิตย์อยู่ที่จุดสูงสุด (การติดตั้งบนชั้นดาดฟ้าที่อยู่อาศัยขนาดเล็กทั่วไปมีความจุประมาณ 5 กิโลวัตต์)
เราสร้างระบบการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อตรวจจับสิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้ในภาพถ่ายดาวเทียม จากนั้นจึงนำระบบไปใช้กับภาพถ่ายขนาดกว่า 550 เทราไบต์โดยใช้คอมพิวเตอร์ที่มีอายุการใช้งานยาวนานหลายชั่วอายุคน
เราค้นหาพื้นที่ผิวโลกเกือบครึ่ง โดยกรองพื้นที่ห่างไกลที่ห่างไกลจากประชากรมนุษย์ โดยรวมแล้ว เราตรวจพบสิ่งอำนวยความสะดวกพลังงานแสงอาทิตย์ 68,661 แห่ง การใช้พื้นที่ของสิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้ และการควบคุมความไม่แน่นอนในระบบการเรียนรู้ของเครื่อง เราได้รับประมาณการทั่วโลกที่ 423 กิกะวัตต์ของกำลังการผลิตติดตั้งที่ติดตั้งไว้ ณ สิ้นปี 2018 ซึ่งใกล้เคียงกับการประมาณการของสำนักงานพลังงานทดแทนระหว่างประเทศ (IRENA) 420 GW ในช่วงเวลาเดียวกัน
ติดตามการเติบโตของพลังงานแสงอาทิตย์
การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่ากำลังการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์เพิ่มขึ้นอย่างน่าทึ่งถึง 81 เปอร์เซ็นต์ระหว่างปี 2016 ถึง 2018 ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่เราบันทึกเวลา โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเติบโตในอินเดีย (184 เปอร์เซ็นต์) ตุรกี (143 เปอร์เซ็นต์) จีน (120 เปอร์เซ็นต์) และญี่ปุ่น (119 เปอร์เซ็นต์)
สิ่งอำนวยความสะดวกมีตั้งแต่การติดตั้งในทะเลทรายขนาดกิกะวัตต์ในชิลี แอฟริกาใต้ อินเดีย และจีนตะวันตกเฉียงเหนือ ไปจนถึงการติดตั้งบนชั้นดาดฟ้าเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรมในแคลิฟอร์เนียและเยอรมนี การติดตั้งการเย็บปะติดปะต่อในชนบทในนอร์ธแคโรไลนาและอังกฤษ และการติดตั้งการเย็บปะติดปะต่อกันในเมือง เกาหลีใต้และญี่ปุ่น
พลังงานแสงอาทิตย์ผสมกับนาข้าวบนที่ดินถมที่เกาหลีใต้ สต็อกสำหรับคุณ / shutterstock
ข้อดีของข้อมูลระดับสิ่งอำนวยความสะดวก
การรวมระดับประเทศของชุดข้อมูลของเรานั้นใกล้เคียงกับสถิติระดับประเทศของ IRENA ซึ่งรวบรวมจากแบบสอบถาม เจ้าหน้าที่ระดับประเทศ และสมาคมอุตสาหกรรม เมื่อเทียบกับชุดข้อมูลระดับโรงงานอื่นๆ เราจัดการกับช่องว่างความครอบคลุมที่สำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศกำลังพัฒนา ซึ่งการแพร่กระจายของเซลล์แสงอาทิตย์เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการขยายการเข้าถึงไฟฟ้าในขณะที่ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ในประเทศที่พัฒนาแล้วและกำลังพัฒนา ข้อมูลของเราให้มาตรฐานทั่วไปที่เป็นกลางโดยการรายงานจากบริษัทหรือรัฐบาล
ข้อมูลเชิงภูมิสารสนเทศมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงาน ผู้ประกอบการโครงข่ายไฟฟ้าและผู้เข้าร่วมตลาดไฟฟ้าจำเป็นต้องรู้อย่างแม่นยำว่าโรงงานผลิตพลังงานแสงอาทิตย์อยู่ที่ไหนเพื่อที่จะทราบปริมาณพลังงานที่ผลิตหรือจะผลิตได้อย่างแม่นยำ ระบบในแหล่งกำเนิดหรือระบบระยะไกลที่เกิดใหม่สามารถใช้ข้อมูลตำแหน่งเพื่อคาดการณ์การสร้างที่เพิ่มขึ้นหรือลดลงซึ่งเกิดจาก ตัวอย่างเช่น ผ่านเมฆหรือการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ
ความสามารถในการคาดการณ์ที่เพิ่มขึ้นนี้ช่วยให้พลังงานแสงอาทิตย์เข้าถึงสัดส่วนพลังงานผสมที่สูงขึ้นได้ เมื่อพลังงานแสงอาทิตย์สามารถคาดการณ์ได้มากขึ้น ผู้ดำเนินการโครงข่ายจะต้องสำรองโรงไฟฟ้าเชื้อเพลิงฟอสซิลให้น้อยลง และบทลงโทษที่น้อยลงสำหรับรุ่นสูงหรือต่ำกว่าจะหมายถึงโครงการส่วนเพิ่มจะถูกปลดล็อคมากขึ้น
ด้วยการใช้แคตตาล็อกภาพถ่ายดาวเทียมด้านหลัง เราสามารถประมาณวันที่ติดตั้งได้ 30 เปอร์เซ็นต์ของสิ่งอำนวยความสะดวก ข้อมูลเช่นนี้ช่วยให้เราศึกษาสภาวะที่แม่นยำซึ่งนำไปสู่การแพร่กระจายของพลังงานแสงอาทิตย์ และจะช่วยให้รัฐบาลออกแบบเงินอุดหนุนได้ดีขึ้นเพื่อส่งเสริมการเติบโตที่รวดเร็วขึ้น
ผู้เขียนเปรียบเทียบตำแหน่งของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์กับข้อมูลการใช้ที่ดิน เพื่อค้นหาว่าก่อนหน้านี้มีอะไรบ้าง Cropland (สีน้ำตาลอ่อน) พบได้บ่อยที่สุด Kruitwagen et al, ธรรมชาติ
การรู้ว่าโรงงานอยู่ที่ไหนทำให้เราศึกษาผลที่ตามมาของการเติบโตของการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์โดยไม่ได้ตั้งใจ ในการศึกษาของเรา เราพบว่าโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่มักจะอยู่ในพื้นที่เกษตรกรรม รองลงมาคือทุ่งหญ้าและทะเลทราย
สิ่งนี้ชี้ให้เห็นถึงความจำเป็นในการพิจารณาอย่างรอบคอบถึงผลกระทบที่การขยายกำลังการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์จะขยายตัวถึงสิบเท่าในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้าในด้านระบบอาหาร ความหลากหลายทางชีวภาพ และที่ดินที่ประชากรกลุ่มเปราะบางใช้ ผู้กำหนดนโยบายสามารถให้สิ่งจูงใจในการติดตั้งการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาแทน ซึ่งทำให้เกิดการแข่งขันการใช้ที่ดินน้อยลง หรือทางเลือกด้านพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ
