(zhihao/Getty Images) Ein Erstaunliches Rückgang um 82 Prozent Die Senkung der Kosten für Photovoltaik (PV)-Solarenergie seit 2010 hat der Welt eine Chance gegeben, ein emissionsfreies Energiesystem aufzubauen was möglicherweise weniger kostspielig ist als das mit fossilen Brennstoffen betriebene System, das es ersetzt.
Der Internationale Energieagentur Projekte gehen davon aus, dass die PV-Solarerzeugungskapazität bis 2040 um das Zehnfache wachsen muss, wenn wir die doppelte Aufgabe erfüllen wollen, die globale Armut zu lindern und die Erwärmung auf deutlich unter 2 °C zu begrenzen.
Kritische Herausforderungen bleiben bestehen. Solarenergie ist „intermittierend“, da die Sonneneinstrahlung tagsüber und je nach Jahreszeit schwankt und daher Energie für den Fall gespeichert werden muss, dass die Sonne nicht scheint. Die Politik muss auch so gestaltet werden, dass die Solarenergie auch die entlegensten Winkel der Welt und die Orte erreicht, an denen sie am meisten benötigt wird. Und es wird unvermeidliche Kompromisse zwischen Solarenergie und anderen Nutzungen für dasselbe Land geben, einschließlich Naturschutz und Biodiversität, Landwirtschaft und Ernährungssystemen sowie gemeinschaftlicher und indigener Nutzung.
Kollegen und ich haben jetzt in der Zeitschrift veröffentlicht Natur der erste globales Inventar von großen Solarenergieanlagen. „Groß“ bezieht sich in diesem Fall auf Anlagen, die bei höchstem Sonnenstand mindestens 10 Kilowatt erzeugen. (Eine typische kleine Wohndachanlage hat eine Leistung von etwa 5 Kilowatt).
Wir haben eine gebaut maschinelles Lernen System, um diese Einrichtungen in Satellitenbildern zu erkennen, und setzte das System dann auf über 550 Terabyte an Bildern ein, wobei mehrere Menschenleben an Rechenleistung erforderlich waren.
Karte der Solaranlagen bis 2018. (Kruitwagen et al, Nature, 2021)
Wir haben fast die Hälfte der Landoberfläche der Erde abgesucht und abgelegene Gebiete fernab menschlicher Bevölkerung herausgefiltert. Insgesamt haben wir 68.661 Solaranlagen entdeckt. Unter Berücksichtigung der Fläche dieser Anlagen und unter Berücksichtigung der Unsicherheit in unserem maschinellen Lernsystem erhalten wir Ende 2018 eine weltweite Schätzung von 423 Gigawatt installierter Erzeugungskapazität.
Dies kommt dem der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) sehr nahe. schätzen von 420 GW für den gleichen Zeitraum.
Verfolgen Sie das Wachstum der Solarenergie
Unsere Studie zeigt, dass die Solarstromerzeugungskapazität zwischen 2016 und 2018, dem Zeitraum, für den wir Bilder mit Zeitstempel hatten, um bemerkenswerte 81 Prozent gestiegen ist. Das Wachstum wurde insbesondere durch Zuwächse in Indien (184 Prozent), der Türkei (143 Prozent), China (120 Prozent) und Japan (119 Prozent) getragen.
Die Größe der Anlagen reichte von weitläufigen Wüstenanlagen im Gigawatt-Maßstab in Chile, Südafrika, Indien und im Nordwesten Chinas bis hin zu gewerblichen und industriellen Dachanlagen in Kalifornien und Deutschland, ländlichen Patchwork-Anlagen in North Carolina und England und städtischen Patchwork-Anlagen in Südkorea und Japan.
Die Vorteile von Daten auf Anlagenebene
Die Aggregate unseres Datensatzes auf Länderebene liegen denen von IRENA sehr nahe Statistiken auf Länderebene , die von Fragebögen, Landesbeamten und Branchenverbänden gesammelt werden. Im Vergleich zu anderen Datensätzen auf Anlagenebene schließen wir einige kritische Abdeckungslücken, insbesondere in Entwicklungsländern, wo die Verbreitung von Solar-PV für den Ausbau des Stromzugangs bei gleichzeitiger Reduzierung der Treibhausgasemissionen von entscheidender Bedeutung ist.
Sowohl in Industrie- als auch in Entwicklungsländern stellen unsere Daten einen gemeinsamen Maßstab dar, unabhängig von der Berichterstattung von Unternehmen oder Regierungen.
Geodaten sind für die Energiewende von entscheidender Bedeutung. Netzbetreiber und Strommarktteilnehmer müssen genau wissen, wo sich Solaranlagen befinden, um genau zu wissen, wie viel Energie sie erzeugen oder erzeugen werden.
Entstehenden In-situ- oder Remote-Systeme sind in der Lage, anhand von Standortdaten eine erhöhte oder verringerte Erzeugung vorherzusagen, die beispielsweise durch vorbeiziehende Wolken oder Wetteränderungen verursacht wird.
Diese erhöhte Vorhersagbarkeit ermöglicht es, Solarenergie zu erreichen höhere Anteile am Energiemix . Da die Solarenergie vorhersehbarer wird, müssen Netzbetreiber weniger Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen in Reserve halten, und weniger Strafen für Über- oder Unterproduktion werden dazu führen, dass mehr marginale Projekte freigeschaltet werden.
Anhand des hinteren Katalogs von Satellitenbildern konnten wir die Installationsdaten für 30 Prozent der Anlagen schätzen. Daten wie diese ermöglichen es uns, die genauen Bedingungen zu untersuchen, die zur Verbreitung von Solarenergie führen, und werden Regierungen dabei helfen, Subventionen besser zu gestalten, um ein schnelleres Wachstum zu fördern.
Standorte von Solaranlagen im Vergleich zur Landnutzung. Ackerland war am häufigsten. (Kruitwagen et al, Nature, 2021)
Wenn wir wissen, wo sich eine Anlage befindet, können wir auch die unbeabsichtigten Folgen des Wachstums der Solarenergieerzeugung untersuchen. In unserer Studie haben wir herausgefunden, dass Solarkraftwerke am häufigsten in landwirtschaftlichen Gebieten stehen, gefolgt von Grasland und Wüsten.
Dies unterstreicht die Notwendigkeit, sorgfältig abzuwägen, welche Auswirkungen eine Verzehnfachung der Solar-PV-Erzeugungskapazität in den kommenden Jahrzehnten auf die Ernährungssysteme, die Artenvielfalt und die von gefährdeten Bevölkerungsgruppen genutzten Flächen haben wird. Politische Entscheidungsträger können Anreize dafür schaffen, stattdessen Solaranlagen auf Dächern zu installieren, die weniger Flächennutzungskonkurrenz verursachen, oder andere Optionen für erneuerbare Energien zu nutzen. 
Lucas Kruitwagen , Klimawandel Und Künstliche Intelligenz Forscher, Universität von Oxford .
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