¿Qué tamaño debería tener una granja solar para alimentar el mundo entero?

Escribí un artículo sobre esto cuando era un graduado en la universidad (¡en 1975!)

No entraré en los números, otros ya lo han hecho, pero creo que es importante señalar algunas omisiones en otras respuestas:

1. En algún lugar, el sol siempre brilla, por lo que no es necesario incluir grandes cantidades de almacenamiento (baterías). Al ubicar estratégicamente sitios de generación distribuida en todo el mundo, algunos sitios siempre estarán produciendo. Del mismo modo, el verano / invierno se atiende teniendo sitios en los hemisferios norte y sur.
2. La transmisión de energía de CC ya es una realidad debido a los avances en la electrónica de potencia. Una ‘supergrid’ DC mundial es factible para transmitir energía desde áreas de producción a áreas de demanda. Las pérdidas en la transmisión son de aproximadamente 3.5% por 1000km. El flujo a través de esta supergrid variará cada hora a medida que la tierra gira. Vea este artículo para una discusión en profundidad
3. Si los paneles solares están elevados, el suelo debajo (en gran parte tierra desértica) podría volverse productivo. La colocación del panel podría permitir espacios para permitir que penetre suficiente luz para la producción de cultivos hortícolas (suponiendo que el agua pueda estar disponible en cantidades suficientes).

Cuanto más distribuido esté el sistema, más resistente será. Una “granja solar” gigante no es la respuesta.

Lo único que impide que esto se convierta en realidad es político, pero esa es una discusión para otro día (pregunta).

2016 Estimación de la necesidad de tierra para la energía solar fotovoltaica para satisfacer la demanda térmica mundial. 570 EJ, ​​17TW ave.150,000 TWH.

Granjas fotovoltaicas solares: 5 acres por pico de MW es un número aceptado para sistemas reales. Eso es alrededor de 50 MW por km ^ 2. Algunos afirman 90MW / km ^ 2. http://www.pv-power-plants.com/i… a las 6 horas de sol por día, un promedio de 100 GWH por km. La mayoría de las personas vive en climas soleados.

Por lo tanto, la energía solar fotovoltaica necesita alrededor de 2.6M km ^ 2 o 1.7% de la superficie terrestre de 150 M km ^ 2 para satisfacer la demanda térmica.

Pero la cantidad de área es realmente mucho menor. Dado que 2/3 de la energía térmica es calor residual en vehículos y estaciones de generación eléctrica, un mundo de energía solar fotovoltaica necesitaría aproximadamente la mitad de energía. Los usos térmicos restantes de la energía pueden obtener al menos un 50% de ganancia de eficiencia. La eliminación de fósiles limpiará el aire y aumentará la luz solar también.

Con estos supuestos, se necesita menos del .8% de la tierra. O aproximadamente 1.3M km ^ 2.

El Sahara tiene más de 9 millones de km ^ 2. Suficiente para 7 veces las necesidades energéticas del mundo.

Techos solares sobre edificios, estacionamientos y caminos, también es posiblemente área suficiente. El área de “impermeables”, pavimentada, es aproximadamente la mitad del área requerida para la energía solar terrestre. Los techos angulados para energía solar pueden acumular el doble de energía por área. El área crece proporcionalmente a la población y la prosperidad. No sé cuál es el porcentaje de techos angulados sombreados, imposibles de colocar, u otra área que no será utilizable para fines prácticos. Es posible si la gente construye para ello.

Un sistema de energía solar fotovoltaica requeriría mucho almacenamiento para variaciones diarias y estacionales. Las baterías se utilizarán durante 15 minutos de respaldo de la red y la red también será mucho más estable y eficiente. No se necesitará una reserva giratoria, las baterías lo harán. Proyecto que obtendremos el 60% de nuestra energía del pv solar, el 30% de la mayoría de la energía eólica marina, y el resto, incluidos los combustibles y las reservas de alimentación química, provendrán de desechos a través de la gasificación y luego de Fischer-Tropsch. Los desechos también se escalan con la población y la prosperidad. Los hidrocarburos son realmente la única forma práctica de almacenar energía durante los períodos estacionales. La hidroeléctrica bombeada está en la escala de horas. Tanto las baterías como la bomba hidráulica son demasiado caras para el almacenamiento estacional. Los desechos de los combustibles son más baratos que los fósiles e incluso más baratos que el vertido. Necesitamos refinarlo y ampliarlo. La incineración no es una alternativa viable a largo plazo. Suele ser más sucio, aunque los suecos tienen un tipo muy limpio. Requiere el almacenamiento de grandes cantidades de desechos para el almacenamiento de energía estacional y no suministra las materias primas químicas y los combustibles de hidrocarburos a largo plazo. Una energía solar y eólica más barata también ayudarán con el costo.

EE.UU. 247m ^ 2 área impermeable por persona. Distribución global y densidad de superficies impermeables construidas

La superficie mundial impermeable total se estima en 600 km ^ 2

si escala el área de EE. UU., obtenga aproximadamente 1.5Gm ^ 2. 1500 km ^ 2

Hice los cálculos esta mañana para la pregunta de Elon Musk, donde dice que solo necesitamos una red del tamaño de una ciudad para alimentar al mundo entero.

Resulta que necesitamos una cuadrícula de tamaño CONTINENTE. Por supuesto, eso supone que queremos sobrevivir al invierno cuando el sol está bajo en el cielo y los días son cortos.

Además, supuse que no teníamos suficientes baterías para toda la raza humana, por lo que necesitaríamos 4 veces más paneles repartidos por todo el mundo porque solo tenemos unas 6 buenas horas en invierno, pero necesitamos el horno para ejecutar los otros 18 horas también para no morir de frío.

Pero, oye, solo soy yo.

Dado que Elon Musk ha calculado que solo se necesita una granja solar del tamaño de unas pocas ciudades para alimentar a los EE. UU., ¿Por qué los países no cambian a su tecnología solar?

Gracias por la A2A

Eso es Argelia. El cuadro rojo más grande es el área de superficie total de los paneles solares necesarios para alimentar las necesidades energéticas del mundo.

El segundo cuadro rojo es todo lo que se necesita para impulsar a las 28 naciones de la Unión Europea.

El último y más pequeño es todo lo que se necesita para impulsar a toda Alemania.

¿Energía solar para todo el planeta? – La vida en la dirección correcta

http://www.dlr.de/tt/Portaldata/ …

• “Hay disponible un área de 3.49 millones de km² para ubicaciones potenciales de plantas de energía solar térmica en los países del norte de África Marruecos, Argelia, Túnez, Libia y Egipto (DLR, 2005).
• Si se toma como base para esta área un rendimiento de electricidad solar de 250 GWhel / km², se obtendría un rendimiento de 872,500 TWhel / a. Teóricamente, la demanda energética mundial real de 16.076 TWh / a podría satisfacerse muchas veces mejor (BMU, 2004b; Statistisches Bundesamt, 2004).
• En otras palabras, un área de 254 km x 254 km sería suficiente para satisfacer la demanda total de electricidad del mundo .
• La cantidad de electricidad que necesitan los estados de la UE-25 podría producirse en un área de 110 km x 110 km.
• Para Alemania, con una demanda de 500 TWh / a, se requiere un área de 45 km x 45 km, que concierne al 0.03% de todas las áreas adecuadas en el norte de África (BMU, 2004b) “.

Editar: leí la tesis y el autor literalmente sugiere que el poder se transmitiría de África a Europa. No veo cómo eso es financieramente factible ni práctico (el autor explicó dentro de la tesis cómo se puede lograr con qué material en qué condiciones).

Incluso si puede superar los obstáculos de ingeniería y financieros, la sensibilidad política de la UE que tiene su suministro de energía en manos de otra persona puede ser demasiado para superar.

Quizás si se instaló en España podría ser menos una carga financiera y de ingeniería.

Qué es la energía solar – Definir energía solar – Qué es la definición de energía solar – Energía solar utilizada para

(Descripción)

¿Qué es la energía solar?

La energía solar es, simplemente, la energía proporcionada por el sol. Esta energía está en forma de radiación solar, lo que hace posible la producción de electricidad solar.

La electricidad se puede producir directamente a partir de células fotovoltaicas, fotovoltaicas. (Fotovoltaico significa literalmente “luz” y “eléctrico”). Estas células están hechas de materiales que exhiben el “efecto fotovoltaico”, es decir, cuando la luz del sol golpea la célula fotovoltaica, los fotones de luz excitan los electrones en la célula y hacen que fluyan. generar electricidad.

La energía solar produce electricidad cuando está en demanda, durante el día, particularmente los días calurosos cuando los acondicionadores de aire aumentan la demanda de electricidad.

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Vea esta respuesta que también cubre la energía solar fotovoltaica pero originalmente preguntaba sobre la energía nuclear.

La respuesta de Mehran Moalem a ¿Podría el mundo cambiar a la generación de energía nuclear? Si es así, ¿sería un buen contador para el calentamiento global?

No tiene que ser completamente células fotovoltaicas, uno de nuestros mayores usuarios de energía, es calentar agua (puede usar asfalto sin sombra para eso). Créalo o no, los calentadores de lotes del tamaño adecuado funcionan bastante bien y, por supuesto, el sol es bastante bueno en calefacción de espacios (con respaldo de masa térmica) Simplemente no tenemos la voluntad de hacerlo.