Zonnepanelen op het dak zijn tot 79 procent goedkoper dan in 2010. Deze sterk dalende kosten hebben fotovoltaïsche zonne-energie op het dak nog aantrekkelijker gemaakt voor huishoudens en bedrijven die hun afhankelijkheid van elektriciteitsnetwerken willen verminderen en tegelijkertijd hun ecologische voetafdruk willen verkleinen.

Maar zijn er genoeg dakoppervlakken voor deze technologie om betaalbare, koolstofarme energie op te wekken voor iedereen die het nodig heeft? Het zijn immers niet alleen mensen die een eigen huis hebben en hun rekeningen willen verlagen die dergelijke oplossingen nodig hebben. Ongeveer 800 miljoen mensen wereldwijd hebben geen goede toegang tot elektriciteit.

Ons nieuwe artikel in Nature Communications presenteert een globale beoordeling van hoeveel zonnepanelen op het dak we nodig hebben om genoeg hernieuwbare energie voor de hele wereld op te wekken - en waar we ze moeten plaatsen. Onze studie is de eerste die zo'n gedetailleerde kaart biedt van het wereldwijde zonnepotentieel op daken, waarbij het dakoppervlak en de zonlichtdekking worden beoordeeld op schalen van steden tot continenten.

We ontdekten dat we maar 50 procent van de daken van de wereld nodig hebben om te worden bedekt met zonnepanelen om voldoende elektriciteit te leveren om aan de jaarlijkse behoeften van de wereld te voldoen.

Methode

We ontwierpen een programma dat gegevens van meer dan 300 miljoen gebouwen verwerkte en analyseerden 50,1 miljoen vierkante mijl (130 miljoen vierkante kilometer) land - bijna het hele landoppervlak van de planeet. Dit schatte hoeveel energie zou kunnen worden geproduceerd van de 0,07 miljoen vierkante mijl (0,2 miljoen vierkante kilometer) daken die aanwezig zijn op dat land, een gebied dat ongeveer even groot is als het VK.

Vervolgens hebben we het elektriciteitsopwekkingspotentieel van deze daken berekend door naar hun locatie te kijken. Over het algemeen kunnen daken op hogere breedtegraden, zoals in Noord-Europa of Canada, het hele jaar door tot 40 procent verschillen in hun generatiepotentieel, vanwege de grote verschillen in zonneschijn tussen winter en zomer. Daken in de buurt van de evenaar variëren echter in de loop van de seizoenen meestal slechts met ongeveer 1 procent in opwekkingspotentieel, omdat de zonneschijn veel constanter is.

Dit is belangrijk omdat deze grote variaties in maandpotentieel een grote impact kunnen hebben op de betrouwbaarheid van zonne-energie in die regio. Dat betekent dat plaatsen waar het zonlicht onregelmatiger is, oplossingen voor energieopslag nodig hebben, waardoor de elektriciteitskosten stijgen.

Hotspots

Onze resultaten wezen op drie potentiële hotspots voor opwekking van zonne-energie op daken:Azië, Europa en Noord-Amerika.

Hiervan lijkt Azië de goedkoopste locatie om panelen te installeren, waar - in landen als India en China - één kilowattuur (kWh) elektriciteit, of ongeveer 48 uur gebruik van uw laptop, kan worden geproduceerd voor slechts 0,05 pence ($ 0,00068) ). Dit is te danken aan de goedkope fabricagekosten van het paneel en aan de zonnigere klimaten.

Ondertussen zijn de VS, Japan en het VK de duurste landen voor het implementeren van zonne-energie op daken. Europa neemt de middenweg in, met gemiddelde kosten over het hele continent van ongeveer 0,096 pence ($ 0,0013) per kWh.

Zonnepanelen op het dak zien eruit alsof ze net zo nuttig zouden zijn in gebieden met een lage bevolking als in stedelijke centra. Voor degenen die in afgelegen gebieden wonen, helpen panelen om het aanbod van mogelijk onbetrouwbare lokale netten aan te vullen of zelfs te vervangen. En voor mensen in steden kunnen panelen de luchtvervuiling die wordt veroorzaakt door het verbranden van fossiele brandstoffen voor energie aanzienlijk verminderen.

Het is van vitaal belang erop te wijzen dat de wereldwijde elektriciteitsvoorziening niet afhankelijk kan zijn van één enkele opwekkingsbron om aan de behoeften van miljarden mensen te voldoen. En dankzij het veranderlijke weer en de dag- en nachtcyclus van onze planeet is een mismatch tussen vraag en aanbod van zonne-energie onvermijdelijk.

De apparatuur die nodig is om zonne-energie op te slaan voor wanneer het nodig is, is nog steeds extreem duur. Bovendien zullen zonnepanelen voor sommige industrieën niet genoeg stroom kunnen leveren. Zware fabricage en metaalverwerking vereisen bijvoorbeeld zeer grote stromen en gespecialiseerde elektriciteitslevering, die zonne-energie nog niet kan leveren.

Desondanks heeft zonne-energie op daken een enorm potentieel om energiearmoede te verminderen en schone, vervuilingsvrije stroom terug in de handen van consumenten over de hele wereld te brengen. Als de kosten van zonne-energie blijven dalen, kunnen dakpanelen tot nu toe een van de beste instrumenten zijn om onze elektriciteitsvoorziening koolstofarm te maken.

Siddharth Joshi is een Ph.D. student in global energy engineering aan University College Cork in Ierland.

James Glynn is een senior onderzoeker in het modelleren van energiesystemen aan het Centre on Global Energy Policy van Columbia University.

Shivika Mittal is een onderzoeksmedewerker in energiesysteemmodellering aan het Imperial College London.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit Het gesprek onder een Creative Commons-licentie. U vindt de origineel artikel hier.