يُظهر التاريخ أن التطورات في مجال الطاقة المتجددة غالبًا ما تتبع الأزمات: في السبعينيات , تسبب الحظر النفطي في زيادة تكلفة النفط أربع مرات , مما حفز الجهود لتقليل الاعتماد الأمريكي على الوقود الأحفوري وإيجاد مصادر بديلة للطاقة , بما في ذلك طاقة شمسية أو طاقة الرياح . أدت الأزمة المالية العالمية 2008-2009 إلى قيام العديد من الحكومات بربط جزء من حوافزها الاقتصادية بالاستثمار في الطاقة النظيفة . أدى جائحة COVID-19 إلى صدمة طاقة غير مسبوقة , وتبع ذلك في عام 2021 , بلغ الاستثمار في الطاقة المتجددة أعلى مستوياته منذ الركود العظيم .

بعد الأزمات في أوروبا , يتم تذكير الاقتصادات الغربية مرة أخرى بأهمية استقلال الطاقة , وقد تجاوز الطلب على مصادر الطاقة المتجددة سقفًا . اثنين من أشهر مصادر الطاقة المتجددة في الولايات المتحدة . S . , في هذه اللحظة , هل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح . إما أن تتولى زمام الأمور كقائد في عام 2022؟

بفضل التناقص تكلفة الطاقة الشمسية , لم تكن التكنولوجيا أكثر من أي وقت مضى تستحق العناء لأصحاب المنازل . سهولة الاستخدام السكني تسمح للعملاء بتقليل انبعاثات الكربون بالإضافة إلى نفقات الطاقة . ولكن البشر يستخدمون الرياح منذ آلاف السنين , بشكل جيد قبل وصول توربينات الرياح الحديثة . في الواقع , شكلت طاقة الرياح 5٪ من توليد الطاقة أكثر من الطاقة الشمسية في العام الماضي .

لذلك , مع دخولنا عصر الطاقة المتجددة , هل سيظهر أي من مصدري الطاقة على القمة؟ وإذا كنت تفكر في التحول إلى مصدر متجدد للطاقة , أيهما أفضل لاحتياجاتك؟ دعونا نستكشف .

سنبدأ بخلفية صغيرة للون . يرجع أقدم دليل مسجل على استخدام طاقة الرياح إلى حوالي 6000 إلى 5000 مليار . درجة مئوية . , عندما تم اختراع الشراع لالتقاط الرياح ودفعها القوارب . على مر السنين , سمحت التطورات في طاقة الرياح للإنسان بطحن الحبوب , ضخ المياه , وفي النهاية , حول أواخر القرن التاسع عشر , توليد الكهرباء من الطاقة الحركية .

يمكن للمرء أن يجادل في أن الطاقة الشمسية قد تم استخدامها منذ 700 ب . ج . , عندما تم استخدام المرايا لتركيز الطاقة الشمسية لإحداث النار . ولكن الطاقة الشمسية الخلايا لم تستخدم لتوليد الطاقة حتى عام 1839 , عندما لاحظ إدموند بيكريل , عالم فيزياء شاب يعمل في فرنسا , ولاحظ التأثير الكهروضوئي لأول مرة . استغرق الأمر أكثر من قرن لإنتاج لوح شمسي عملي بعد بيكريل اكتشاف . ظلت الطاقة الشمسية في مرحلة البحث والتطوير لعدة عقود .

تقدم سريعًا إلى عام 1973 - تسببت صدمات النفط في ارتفاع أسعار البنزين والبترول , مما أدى إلى انتشار القلق بشأن مستقبل الطاقة في الولايات المتحدة . . زاد فضول القادة . حول مصادر الطاقة المحلية البديلة , من شأنها أن تقلل الاعتماد على النفط الأجنبي .

إلى جانب الضغط المتزايد من دعاة حماية البيئة , شهدت السبعينيات دعمًا فيدراليًا ملموسًا للطاقة المتجددة . لتشجيع تطويرها , أقر الكونجرس قانون ضريبة الطاقة لعام 1978 لتوفير ائتمانات ضريبية للمنازل ذات الألواح الشمسية وتمويل تطوير توربينات الرياح الكبيرة . لم تكن الطاقة الشمسية فعالة من حيث التكلفة بما يكفي للإقلاع بعد , لكن توربينات الرياح حققت بعض المكاسب المتواضعة في الحالات التقدمية .

خلال العقود القليلة التالية , نمت حصة الطاقة الشمسية . S . من توليد الكهرباء من الرياح من أقل من 1٪ في عام 1990 إلى حوالي 8 . 4٪ في عام 2020 . حصة الطاقة الشمسية من إجمالي الطاقة الشمسية . S . نما توليد الكهرباء على نطاق المرافق من 0 . 1٪ في عام 1990 إلى حوالي 2 . 5٪ في عام 2020 .

في عام 2022 , تم تركيب الألواح الشمسية الحديثة إما على سطح أو مثبتة على الأرض لتحويل ضوء الشمس إلى طاقة . وتتكون الألواح الشمسية من الخلايا الضوئية (أو الخلايا الشمسية) التي تستخدم مادة السيليكون شبه الموصلة لتوليد تيار كهربائي . الكهرباء التي تنتجها الألواح هي تيار مباشر (DC) , ويتم تحويلها بواسطة عاكس إلى كهرباء تيار متردد , والتي هو ما نستخدمه لتزويد منازلنا بالطاقة .

ال أفضل الألواح الشمسية متوسط هذه الأيام بين قدرة طاقة من 250 إلى 400 واط , و الألواح الشمسية الأكثر كفاءة تصل إلى مستويات الكفاءة حوالي 20٪ , مما يعني أن 20٪ من الطاقة التي تصطدم باللوحة يتم تحويلها إلى كهرباء . تتراوح مجموعة الألواح الشمسية النموذجية في أي مكان من 10 إلى 30 لوحًا شمسيًا (أو أكثر) , مع وجود المتوسط حول 20 لتزويد أسرة أمريكية بالطاقة .

المتوسط تكلفة تركيب الطاقة الشمسية يتراوح بين , 000 إلى , 000 , تتنوع مع تعقيد التثبيت , الموقع , وحجم المنزل واحتياجاته من الطاقة . وهذا يمثل حاجزًا شديد الانحدار للدخول , ويظل أحد أكبر التحديات التي تواجه نمو الطاقة الشمسية . ومع ذلك , بالنسبة لأولئك القادرين على تحمل التكلفة الأولية أو الحصول على قرض تمويل الطاقة الشمسية , توفر الطاقة الشمسية عقودًا من وفورات الطاقة ويمكن أن تتجاوز , 000 من المدخرات مدى الحياة في الموقع الصحيح .

ستظل معظم المنازل المزودة بالطاقة الشمسية مرتبطة بالشبكة , مما يعني أنك لن تفقد اتصالك بالمرافق المحلية الخاصة بك . ومع ذلك , يمكن استخدام الطاقة الشمسية خارج الشبكة في التطبيقات الصغيرة .

لا تساعد الطاقة الشمسية السكنية أصحاب المنازل فقط في تعويض استخدامهم للكهرباء , ولكن التركيبات تساعد أصحاب المنازل على تقليل اعتمادهم على الوقود الأحفوري والمرافق العامة , مما يؤدي إلى عدد من الفوائد الشخصية والمجتمعية .

يمكن أيضًا استخدام توربينات الرياح لتوليد الكهرباء . بدلاً من استخدام التأثير الكهروضوئي , تدور شفرات توربينات الرياح لتحويل دوار داخلي . يرسل الدوار طاقة حركية إلى مولد يحولها إلى كهرباء تيار متردد , مشابه لعاكس في مجموعة شمسية . أيضًا مثل الطاقة الشمسية , يمكن ربط طاقة الرياح بالشبكة أو يمكن تخزين الطاقة الناتجة في بطارية .

على عكس الألواح الشمسية , في عالم توربينات الرياح , الأكبر هو الأفضل , حيث تزداد الرياح بشكل عام مع زيادة الارتفاعات .

وفقًا لمكتب كفاءة الطاقة والطاقة المتجددة , ، زاد ارتفاع المحور لمقياس المرافق , توربينات الرياح الأرضية بنسبة 59٪ منذ عام 1998 , بقياس 295 قدمًا تقريبًا في عام 2020 (تقريبًا نفس ارتفاع تمثال الحرية) . وارتفاع المحور للتوربينات البحرية في U . S . يُتوقع أن يكون أطول . لأن التوربينات كبيرة جدًا , وعادة ما تمثل قوانين تقسيم المناطق المحلية تحديات للرياح السكنية المنشآت .

هذا الاعتماد على الحجم يساهم بشكل كبير في ما يميز الرياح عن الطاقة الشمسية . تشغل طاقة الرياح مساحة أكبر بكثير لتكون أكثر فاعلية , ونتيجة لذلك , تُستخدم معظم توربينات الرياح على نطاق تجاري أو صناعي بدلاً من ومع ذلك ، فإن توربينات الرياح السكنية . مع ذلك , تسخر حوالي 50٪ من الطاقة التي تمر عبرها , مقارنة بكفاءة 20٪ لألواح الطاقة الشمسية السكنية الأعلى . وعلى عكس الألواح الشمسية , يمكن أن تنتج توربينات الرياح الطاقة في أي وقت من اليوم , مما يجعلها فعالة جدًا عند تنفيذها بشكل صحيح .

في الختام , الموقع هو مفتاح الرياح كمصدر للطاقة . تعمل توربينات الرياح بشكل أفضل في مساحات شاسعة من الأرض بدون أشجار , مباني أو عوائق أخرى . ولايات مثل تكساس , أوكلاهوما , أيوا , تقود كانساس وإلينوي الأمة في طاقة الرياح , والولايات الساحلية مثل فيرجينيا , ماساتشوستس ونيوجيرسي استثمرت بكثافة في طاقة الرياح البحرية , وهي وسيلة واعدة للنمو .

على الرغم من أن الطريق كان وعرًا مع سلاسل التوريد المضغوطة والتضخم , تكلفة الطاقة المتجددة تقترب التقنيات من أدنى مستوياتها على الإطلاق , وتتفوق على المصادر التقليدية مثل الفحم والغاز الطبيعي . وتستمر منشآت الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في النمو بشكل كبير , وقد أدت التطورات التكنولوجية والتكاليف المنخفضة إلى جعل مصادر الطاقة النظيفة السكنية للغاية في - الطلب .

بشكل عام , ومع ذلك , تُستخدم تركيبات الرياح في كل حالة تقريبًا على نطاق تجاري أو صناعي , بينما أثبتت الطاقة الشمسية قيمتها في السوق السكنية . دعنا نتطرق إلى أكبر الفوائد والعيوب لكل .

كما ذكر , تركيبات الألواح الشمسية تقدم فرصًا هائلة كمصدر للطاقة على المستوى السكني . وإليك الأسباب الرئيسية وراء:

طاقة الرياح , بالأحرى , أكثر عملية على نطاق المرافق .

تتفوق طاقة الرياح حاليًا على الطاقة الشمسية عندما يتعلق الأمر بالحصة الإجمالية للكهرباء المولدة . لأصحاب المنازل , تعد الطاقة الشمسية خيارًا عمليًا أكثر بكثير .

ما يأتي إليه حقًا , ولكن , هو الموقع . في عالم الطاقة , لا يوجد حل واحد يناسب الجميع . الذكاء هو قدرة الأنواع على العيش بانسجام في بيئتها , باستخدام مصادر الطاقة الأكثر منطقية لتلك المنطقة . لن نتوقع أبدًا أن تتفوق الطاقة الشمسية على مصدر للطاقة مثل الطاقة الكهرومائية في مناطق مثل شمال غرب المحيط الهادئ . تمامًا كما لا نتوقع أن طاقة الرياح تقلع في مناطق حضرية كثيفة مثل مدينة نيويورك .

مستقبل الطاقة هو مستقبل لامركزي - حيث يتم توليد الطاقة واستهلاكها محليًا . لأصحاب المنازل الذين يتطلعون إلى إجراء تغييرات ملموسة في حياتهم للعمل نحو مستقبل أكثر استدامة , توفر الطاقة الشمسية فرصة رائعة لإحداث فرق . قد لا تقدم طاقة الرياح نفس الفرص للمنازل , لكنها ستكون بالتأكيد جزءًا كبيرًا من التعاون بين مصادر الطاقة المتجددة في الجهود المبذولة للوصول إلى مستقبل خالٍ من الكربون .