La tecnologia delle celle solari è migliorata al punto che la generazione di energia può raggiungere efficienze di circa il 10% e produrre energia completamente ammortizzata a 0,14 dollari per kWh, tanto più oggi molti utenti domestici o piccole aziende pagherebbero per la rete elettrica (2012). Mentre l’energia eolica è più una generazione supplementare che richiede sistemi di stoccaggio più grandi, può spesso essere combinata con il solare. La bio massa è un altro modo fattibile di generare metano per guidare i motori a combustione per generare elettricità o bruciarla per creare calore.

Tuttavia, il solare e il vento dipendono dalle condizioni meteorologiche per essere idonei a far funzionare la tecnologia e le efficienze variano ampiamente da regione a regione. Ogni regione climatica ha le sue sfide e richiede la sua soluzione individuale per creare energia in modo sostenibile.

Regioni artiche e subartiche

Non abbiamo considerato le regioni artiche o subartiche come regioni in cui è possibile applicare tecniche più sostenibili. Queste regioni utilizzano già tecniche all’avanguardia e richiedono principalmente il riscaldamento in un ambiente in cui il sole scarseggia e il vento potrebbe soffiare più forte di quanto le turbine tradizionali possano sostenere.

Durante i periodi in cui il sole e il vento sono utilizzabili, le differenze di temperatura e il congelamento prolungato e l’effetto abrasivo dell’acqua ghiacciata all’interno di forti venti rendono i pannelli solari e le turbine eoliche non un’opzione molto valida in quanto dovrebbero essere protetti dagli elementi durante condizioni meteorologiche o permanentemente mantenute, tali condizioni sfavorevoli possono esistere per i 2/3 dell’anno.

Il metano derivante dalla biomassa può essere un piccolo contributo in cui possono essere disponibili cibo e feci animali e umani sufficienti per il processo digestivo di un reattore a biomassa. Tuttavia, gli edifici per ospitare un tale reattore potrebbero essere piuttosto costosi in quanto il processo funziona al meglio tra 68 ° F e 90 ° F e ci sarà prima di essere un thermos piuttosto grande.

Cintura equatoriale

Questa è la regione generale che copre Latitudine 27 ° Sud a 27 ° Nord. Fondamentalmente, l’area del mondo dove sarebbe il più raro dei giorni in cui la temperatura scendeva al di sotto del punto di congelamento. Benché calde per la maggior parte del tempo, le regioni tropicali e umide hanno le loro sfide, poiché né il vento né lunghi periodi di sole esistono per lunghi periodi dell’anno. Nella stagione delle piogge, i giorni sono spesso nuvolosi o con mezza giornata di pioggia e mezza giornata di sole nebuloso e in genere la stagione dura diversi mesi.

Proprio sull’Equatore

Questa è la regione da 0 ° a +/- 5 ° di latitudine dove non c’è quasi mai vento e per tutto l’anno è tra 25 ° C e 33 ° C Quindi il raffreddamento e la deumidificazione sono gli unici requisiti. Da un punto di vista della generazione solare questa regione ha le sue sfide. Anche se non particolarmente bagnato, è spesso nebuloso e nella stagione delle piogge, dove la metà della giornata di sole viene spesso persa per piovere. Tuttavia, le temperature più basse non raggiungeranno mai il punto di congelamento, e la polvere non è un grosso problema, soprattutto perché piove di tanto in tanto aiutando a pulire i pannelli solari. È una regione possibile per la generazione solare, ma la capacità di stoccaggio deve essere più elevata e la superficie solare fotovoltaica deve essere più elevata per affrontare i mesi peggiori nelle stagioni in cui la luce solare media giornaliera può essere inferiore a 5 ore al giorno per un mese intero. Le velocità del vento, ad eccezione di un tifone, sono generalmente basse e non danno molto per la generazione di energia eolica.

Regione tropicale

Questa regione è ad esempio intorno a Panama e El Salvador tra il 10 ° e il 15 ° Nord è molto umido in estate da luglio a fine ottobre, lasciando in media solo 4,5 ore di luce solare utilizzabile. Richiede che la capacità di generazione sia doppia rispetto alle regioni asciutte. Le basse temperature medie non raggiungeranno mai il punto di congelamento, quindi non è necessario utilizzare solo metodi di antigelo rudimentali.

Regione completamente sostenibile

La regione più sostenibile per il controllo del clima interno è compresa tra la latitudine tra 25 ° e 37 ° Nord e Sud dell’Equatore. Ciò è dovuto al fatto che quelle regioni sono umide continentale, semiaride, aride o umida subtropicale o in altre parole un ragionevole mix di sole tutto l’anno con cieli abbastanza limpidi e piccole quantità di giornate nuvolose.

Regione Sostenibile Assistita

Questa è la regione latitudine tra 37 ° e 45 ° che copre i climi umidi subtropicali, semiaridi, aridi e mediterranei o in altre parole un ragionevole mix di sole tutto l’anno con cieli abbastanza limpidi e piccole quantità di giornate nuvolose. Tuttavia, poiché le temperature possono raggiungere il gelo o al di sotto e viene richiesto di tanto in tanto un notevole riscaldamento supplementare, lo chiamiamo “assistito sostenibile”. Il miglior metodo di assistenza è il gas naturale come il più economico per il riscaldamento, seguito dall’elettricità seguita da propano e combustibili solidi.

Generazione di biomassa

Con la nuova tecnologia che si rende disponibile per ridurre la costante necessità di monitorare e reagire agli sviluppi negativi nel reattore, questa tecnologia dovrebbe ottenere più considerazione da ora in poi. Poiché la biomassa è normalmente disponibile, nelle regioni artiche e subartiche in una certa misura, e disponibile in abbondanza dove si verificano concentrazioni umane, animali o agricole, quindi un reattore digestore / metano è molto fattibile. Tuttavia, si deve considerare l’economia di scala in quanto tali sistemi richiedono un monitoraggio sostanziale e costante per mantenere la loro efficienza. Anche il riutilizzo del materiale digerito deve essere organizzato, un problema logistico che non esiste con il solare o il vento.

Stoccaggio di energia

L’immagazzinamento dell’energia generata dalla biomassa sarebbe sotto forma di metano liquido in contenitori super raffreddati che consentono una conservazione a lungo termine con perdite apprezzabili. Il sotrage dell’energia solare ed eolica sarebbe in una batteria di qualche tipo. Il prezzo per kWh generato e immagazzinato sopra era basato su sistemi di stoccaggio al piombo acido di qualità industriale con una durata minima della batteria di 14 anni.

Conclusione

La maggior parte delle regioni, oltre al freddo estremo, si prestano alla raccolta di energia rinnovabile da vento, sole e biomassa a un costo ammortizzato ragionevole. I tempi di ammortamento sono compresi tra 14 e 20 anni a seconda della tecnologia, della regione e delle circostanze specifiche dell’applicazione. I sistemi possono essere progettati per essere completamente automatizzati e di facile utilizzo e fornire illuminazione, riscaldamento e raffreddamento in tutte le condizioni climatiche stagionali, ma potrebbero dover essere assistiti da energia fornita dalla rete o altre energie fossili, a seconda della regione.