Zonne-energie is een van de meest veelbelovende hernieuwbare energietechnologieën, die de opwekking van elektriciteit uit gratis, onuitputtelijk zonlicht mogelijk maakt. Veel huiseigenaren zijn al begonnen met het gebruik van zonne-energie en grootschalige elektriciteitscentrales in het zuidwesten bieden duizenden klanten zonne-energie. Maar zonne-energie staat nog steeds voor een aantal obstakels voordat het de fossiele brandstoffen voor stroomopwekking voor de meeste Amerikanen echt kan vervangen.

Zonnestroomintensiteit

Een van de grootste hindernissen voor de wijdverspreide acceptatie van zonne-energie is varianties in zonne-intensiteit. Volgens het National Renewable Energy Laboratory levert de zon bijna twee keer zoveel energie aan de Mojave-woestijn als aan de Pacific Northwest. Omdat de output van een paneel afhangt van de hoeveelheid zonne-energie die het ontvangt, betekent dit dat zonne-energie een veel betere stroombron is in zuidwestelijke woestijnen dan in andere delen van het land. Hoewel een zonnepaneel overal in het land op zijn minst enige gratis elektriciteit kan leveren, zal het veel langer duren voordat de investering zichzelf terugbetaalt in regio's zonder intensieve dekking van de zon.

Efficiëntie

Nog een obstakel voor zonne-energie elektriciteit is fotovoltaïsche efficiëntie. Als je in de woestijn woont, kan een enkele vierkante meter zonnepaneel het equivalent van meer dan 6 kilowattuur energie ontvangen in de loop van een enkele dag. Maar een zonnepaneel kan die volledige hoeveelheid energie niet omzetten in elektriciteit. De efficiëntie van een zonnepaneel bepaalt hoeveel van die stroom bruikbaar is en de meeste commerciële zonnepanelen op de markt in 2013 hebben een efficiëntie van minder dan 25 procent. Hoe efficiënter een paneel is, des te duurder het is om te produceren. Behoudens grote sprongen op het gebied van technologie, zijn efficiëntiecijfers van meer dan 33 procent onwaarschijnlijk in de nabije toekomst.

Betrouwbaarheid

Een groot probleem met zonne-energie is betrouwbaarheid. In het beste geval kan een zonnepaneel 12 uur per dag elektriciteit produceren en een paneel bereikt de piekoutput pas rond het middaguur voor een korte periode. Volgpanelen die de zon volgen, kunnen deze prime generation-periode enigszins verlengen, maar het betekent nog steeds dat panelen de hele dag weinig produceren met maximale capaciteit. Opsla accu's kunnen opladen tijdens de piekgeneratie en zorgen voor een straaltje stroom 's nachts, maar ze kunnen duur zijn, giftige materialen bevatten en snel slijten door herhaalde laad- en ontlaadcycli.

Milieueffecten

Terwijl de productie van zonne-energie emissievrij is, kan de productie van zonnepanelen en gerelateerde technologieën enkele milieuonvriendelijke stoffen omvatten. Stikstoftrifluoride is een veel voorkomend bijproduct van de elektronicafabricage, inclusief die in zonnecellen, en het is een broeikasgas dat 17.000 maal krachtiger is dan koolstofdioxide. Bovendien bevatten veel zonnecellen kleine hoeveelheden giftig metaal cadmium, en de batterijen die nodig zijn om opgewekte elektriciteit op te slaan, kunnen een groot aantal andere zware metalen en gevaarlijke stoffen bevatten. Naarmate de zonne-energietechnologie verbetert, kunnen fabrikanten zich misschien van deze potentieel gevaarlijke stoffen verwijderen, maar vooralsnog hinderen ze de anders zo indrukwekkende ecologische voordelen die zonne-energie biedt.