Estudios de pregrado: como alguien que está actualmente en la industria del entretenimiento, si quiero trabajar como ingeniero / científico en tecnología de energía renovable como la fotosíntesis artificial, ¿dónde puedo comenzar?

Antes de responder a la pregunta específica, sería mejor si le dejo saber la situación mundial de la energía solar (entre muchas otras energías renovables como el viento, etc., se excluyen) de la siguiente manera:

1. Alemania: 35.5 GW (2010: 9.8 GW – 1er lugar)

Alemania es claramente el líder mundial, como también en 2010, y solo ha continuado la tendencia. Alemania instaló 3.8 GW de capacidad solar fotovoltaica solo en 2009, y agregó una nueva capacidad solar de al menos 3.3 GW / año, y aproximadamente 6 GW / año entre 2010 y 2012. También introdujo el esquema de alimentación en tarifa (FIT) esto se combina con a) buenas oportunidades de financiamiento, b) una gran disponibilidad de empresas fotovoltaicas calificadas yc) una buena conciencia pública de la tecnología fotovoltaica, que contribuyó principalmente a este éxito. Por su enfoque y sus logros, obtuvieron el reconocimiento de la “Asociación Europea de la Industria Fotovoltaica” (EPIA).

A pesar de una desaceleración en 2013, se espera que Alemania se mantenga en la cima del mercado solar en Europa durante los próximos años, y aún cuente con una cuarta parte de la capacidad fotovoltaica instalada del mundo del 26%, en comparación con el 13% que posee cada uno de los próximos Dos países en la lista de los 10 principales, es decir, China e Italia.

2. China: 18.3 GW (2010: 305 MW – 8vo lugar)

China tiene una cultura industrial de hacer cualquier cosa a lo grande, y la energía solar no es una excepción. Como China es la nación más poblada del mundo y también con la mayor huella de carbono, es una gran noticia que China haya asumido un compromiso tan masivo con la energía solar. China ha aumentado su capacidad solar en un increíble 6.000% desde 2009-10, desde menos de 1/3 de un GW de capacidad hasta 18.3 GW en la actualidad. China también es uno de los mayores fabricantes de paneles solares que ha ayudado mucho a aumentar su capacidad de energía solar. El gobierno chino tuvo que hacer una revisión ascendente repetida de los “objetivos” de la energía solar. para motivar tanto a los productores como a los usuarios, desde un plan de 20 GW para 2020 hasta 20-30 GW para 2020, hasta el objetivo actual de un increíblemente alto de 70 GW de energía solar para 2017. Esto es realmente sorprendente. Debido a la severa cuestión del cambio climático, el gobierno. los planificadores tuvieron que comprometerse a reducir drásticamente su uso de carbón, lo que también hace que el mayor contaminador de carbono del mundo sea pronto el país impulsado con la máxima “energía verde”. Este es un logro loable junto con una gran visión de la energía solar.

3. Italia: 17.6 GW (2010: 1.2 GW – 5to lugar)

No muy lejos de China está Italia, con un montón de sol en el país, y continuó su liderazgo en energía solar: subió del quinto lugar en 2010 al tercer lugar a fines de 2013. En realidad, genera más energía a partir de energía solar. que cualquier otra nación, con el 7,8% de su energía proveniente de la energía solar, en comparación con el 6,2% de Alemania. Al combinar la medición neta y un FIT bien segmentado, Italia se ha convertido en un líder mundial en energía solar. Se necesita una reestructuración de los procedimientos administrativos que impulsarán la perspectiva de crecimiento futuro, que en última instancia se verá favorecida por una disminución del precio esperado.

4. Japón: 13.6 GW (2010: 2.6 GW – 3er lugar)

Surge una situación inversa en el caso de Japón, en donde cayó del tercer lugar en 2010 al cuarto lugar en 2014, pero sigue siendo un país ejemplar, ya que durante los últimos cuatro años, Japón pudo aumentar su capacidad solar en más de un año. 500%. Las razones son: a) Gobierno. programas fotovoltaicos residenciales, b) adopción del sistema de medición neta, c) alto objetivo nacional de energía solar para alcanzar 28 GW para 2020 y 53 GW para 2030, y d) el apoyo de las autoridades locales y el sector privado. Estos esfuerzos finalmente hicieron de Japón un líder mundial en este campo. A raíz de la catástrofe nuclear de Fukushima Daiichi, el país ha renovado su dedicación a la energía solar, especialmente con el reciente e innovador anuncio de la primera de muchas “granjas solares flotantes” frente a las costas de esta nación insular.

5. Estados Unidos: 12.0 GW (2010: 1.6 GW – 4to lugar)

EE. UU. Es un ejemplo que muestra la rapidez con la que el campo está cambiando, aunque aumentó su capacidad solar en un 750% en cuatro años, aún podría haber perdido el ranking en el auge solar global. Sin embargo, los EE. UU. Se han beneficiado tanto como cualquier otra nación de: a) el precio de la energía solar en constante descenso, b) ayudado por la financiación inteligente, yc) algunas políticas de apoyo a nivel estatal: hacer crecer su industria solar nacional. Con muchos proyectos solares grandes montados en el suelo en la tubería (como se muestra en la imagen anterior), se espera que EE. UU. Aumente su capacidad instalada significativamente en los próximos años. Además, si se cumple la ‘legislación nacional’ para la promoción de la energía solar, los Estados Unidos podrían avanzar significativamente. Se promovió un mayor crecimiento en esta industria, ya que el límite del “crédito fiscal solar” federal se levantó en 2009,

6. España: 5,6 GW (2010: 3,4 GW – 2º lugar)

En la nueva instalación solar fotovoltaica (2.605 MW) instalada en 2008, España fue el líder mundial debido a que el Gobierno se centró en crear una industria nacional de energía solar, pero desde entonces ha disminuido significativamente, entre 2010 y 2013. A pesar de la planificación España no pudo ni siquiera duplicar su capacidad debido principalmente a un problema financiero, mientras que Alemania casi cuadruplicó su capacidad solar. Las razones de esta caída también se atribuyen a: a) la complejidad y los retrasos relacionados con un nuevo programa de subsidios del gobierno yb) una disminución de la demanda de energía debido a la crisis económica. Con la expectativa de que ambos mejorarán en 2010, y considerando su excelente irradiación solar y potencial fotovoltaico, se espera que España vuelva a aumentar su capacidad de energía solar este año.

7. Francia: 4.6 GW (2010: 272 MW – 9º lugar)

Francia se ha beneficiado de un FIT bien diseñado para la instalación fotovoltaica integrada (BIPV), y ha seguido cosechando este beneficio. Sin embargo, debido a la falta de apoyo político para los incentivos solares, el crecimiento solar en Francia ha sido lento. La EIPA en su informe de 2014 también atribuyó este crecimiento más lento a los efectos adversos de las industrias relacionadas con los combustibles nucleares y fósiles [7] .

8. Australia: 3.3 GW (2010: 125 MW)

En la lista de los 10 principales países que utilizan energía solar, Australia ingresa como un recién llegado, ya que durante los últimos 5 años, ha aprovechado al máximo su estado bañado por el sol, aunque muchos cuestionan su continuo crecimiento. Este gran país similar a un continente en 2009 solo reclamó 125 MW de capacidad solar. Sin embargo, posteriormente adoptó las siguientes políticas inteligentes: a) un sistema FIT, b) reembolsos, yc) un “objetivo” federal obligatorio de energía renovable, lo que llevó a un crecimiento de 2600% a finales de 2013, alcanzando 3.3 GW. . Se sabe que Australia cuenta con algunos de los mayores potenciales solares del mundo. Este hecho, junto con la caída constante de los precios de la energía solar, da lugar a que los ‘costos de energía solar’ sean menos de la mitad de lo que cuesta la red eléctrica. Como el gobierno. está considerando reducir el ‘objetivo de energía renovable’ federal, esto podría ralentizarse, si no detener el movimiento ascendente del país en la ‘lista de los diez primeros’.

9. Bélgica: 3.0 GW (2010: 363 MW – Séptimo lugar)

La imagen de arriba muestra flores solares belgas. Bélgica ha sido un contendiente solar sorprendente incluso desde 2009. El éxito de Bélgica se debió a un esquema de “Certificados Verdes” bien diseñado que realmente funciona como: a) adopción de un sistema FIT, b) combinación de descuentos fiscales adicionales, yc) autocontrol de la electricidad consumo. Estas políticas, unidas a la constante caída de los precios de los paneles solares, han mantenido a Bélgica en crecimiento en su mercado solar año tras año desde 2009.

10. Reino Unido: 2,9 GW (2010: 27 MW).

Para el auge solar global, otra pluma en la tapa es el Reino Unido que casi no era una entidad en 2009-10, ya que no se recuperó en la lista de los 10 principales, con solo 27 MW de capacidad solar. Sin embargo, ha recuperado bastante rápidamente todos los recursos necesarios desde ese período, y como informa EPIA en 2013, el Reino Unido casi duplicó su capacidad solar, instalando más que incluso Italia, que se encuentra en el quinto lugar en el ranking.

Al observar la lista anterior de los diez países principales y también las imágenes de las diferentes instalaciones en estos países, seguramente se tiene la impresión de que el montaje en el techo para colgar en la pared en sistemas montados en el suelo de arreglos de paneles de vidrio es posible aumentarlos eventualmente. la capacidad. La demanda de paneles de vidrio flotado en la India también aumentará enormemente con más instalaciones de este tipo no solo en todo el país, sino también en las próximas ‘ciudades inteligentes’. Esta es una situación típica de coexistencia de ‘ciudades inteligentes’ y ‘paneles de vidrio’ para energía solar limpia, ecológica y renovable en la India.

Como se puede ver en la página anterior, la India no se encuentra entre los 10 mejores países en energía solar, no está definida en otras energías renovables como el viento, la energía hidroeléctrica, etc. Aunque el gobierno indio se está esforzando mucho debido al reciente énfasis en las ciudades inteligentes. como “start-ups”. Por cierto, aunque no hace mucho que durmieron, las iniciativas privadas tampoco se están quedando atrás. Entonces, te doy una pequeña foto de la India también:

Hay un rumor de mercado que se dice que la India está haciendo un objetivo de adición de capacidad solar de 1000MW para 2015. Entre muchas regiones, la Región de la Capital de Delhi (DCR) necesita energía solar y será interesante conocer la capacidad del DCR para Ser agregado en el nuevo objetivo . Parece que India acaba de aumentar la cantidad de licencias de plantas de energía solar que planea otorgar el próximo año en un 30%, un movimiento que agrega un GW adicional de capacidad al objetivo del gobierno para 2015.

El impulso es parte de la “Misión Nacional Solar JN” (JNNSM) de la India. El objetivo es instalar 10 GW de energía solar para 2017 y 20 GW para 2022. La capacidad solar actual de la India ahora es de 2,18 GW, parte de los 27 GW de capacidad renovable total que incluye energía eólica e hidroeléctrica, después de que agregó un GW de instalaciones solares El curso de 2013. Esto parece ser más lento, pero se están haciendo esfuerzos para aumentarla en mayor medida. Esto también permitiría a la India ganar ligeramente en el frente del ‘crédito de carbono’, en términos de reconocimiento internacional por mostrar una menor dependencia del combustible fósil (principalmente carbón) para generar nuestras necesidades de energía.

Sin embargo, el gobierno de la India también redujo su objetivo para las plantas ‘solar-térmicas’ en la misma decisión, reduciendo su objetivo para 2015 a 100 MW de capacidad desde 1,080 MW originalmente. En lugar de producir electricidad a partir de células solares fotovoltaicas, las plantas termosolares utilizan espejos para concentrar grandes cantidades de luz solar en un solo punto, por lo que calientan el agua para generar turbinas que generan electricidad. Solo uno de los ocho proyectos de energía solar térmica que la India había programado para finalizar el año pasado está terminado, mientras que los otros siete se han enfrentado a retrasos y sobrecostos.

El impulso de la India hacia la energía solar no ha llegado sin algunos otros golpes. El JNNSM provocó la ira de los funcionarios estadounidenses al exigir que la mitad de los componentes solares comprados para cumplir con el objetivo provinieran de proveedores nacionales indios. Más recientemente, la Fase II del JNNSM amplió ese requisito a la compra de paneles solares de película delgada, que EE. UU. A menudo exporta a la India. Los representantes de EE. UU. Dicen que el requisito viola los acuerdos comerciales entre los dos países según las normas de la Organización Mundial del Comercio (OMC). A la India y los Estados Unidos les queda poco tiempo para llegar a un acuerdo, antes de que la OMC pueda pasar a este asunto para resolver la disputa.

Con la misión “Make India” implementada por el gobierno actual, está claro que

India tiene que crear capacidades de fabricación doméstica. India debe crear más capacidades, considerando nuestras necesidades futuras, como China lo ha hecho para mantener su misión comercial intacta hace mucho tiempo. Este es un asunto político serio, donde parece que no queda mucha opción. De lo contrario, terminaremos importando por el resto de nuestras vidas, lo que tendrá una contradicción con el eslogan anterior para la industria nacional.

Se sabe que el 66% de la electricidad de la India proviene de la quema de carbón en la actualidad, y las importaciones de carbón del país en realidad alcanzaron un récord en el último año fiscal. Con la introducción de la racionalización del proceso de subasta para “bloques de carbón”, la situación podría mejorar un poco en el frente de la “balanza de pagos”. Sin embargo, como resultado, el problema de smog de la India se acerca más al de la China rival, y el uso de combustibles fósiles combinados de los dos países ha convertido a Asia en el mayor emisor territorial de dióxido de carbono en el mundo. Además de eso, la adquisición de suministros de carbón se está convirtiendo tanto en un esfuerzo más costoso para la India como en uno menos confiable. Esta advertencia sobre el medio ambiente se ha mencionado debidamente varias veces en muchos de mis artículos durante los últimos años, mientras escribía sobre energía solar y edificios de eficiencia energética con E-glass.

El cambio climático impulsado por el deseo de la humanidad de reducir las emisiones de carbono también es un problema grave para la India: el último Índice de Vulnerabilidad al Cambio Climático (CCVI) determinó que el país se enfrenta a un “riesgo extremo” a causa de las sequías, las inundaciones, el aumento del nivel del mar y las tormentas extremas que el calentamiento global traerá Dado que existe un esfuerzo masivo en términos de conferencias y reuniones internacionales en todo el mundo, la India tiene que hacer algo tangible para reducir las emisiones de carbono en relación con los problemas del cambio climático.

Finalmente, llego a su pregunta sobre “educación” en Energía Renovable o Solar. Hasta hoy, hasta donde sé, no existe tal curso en AICTE. O, incluso hay un curso, ningún instituto ha seleccionado adecuadamente un programa de estudios para una buena práctica de enseñanza-aprendizaje en este campo en evolución. Sin embargo, ENERGY se encuentra en los Departamentos de Ingeniería Eléctrica de todos los Colegios y Universidades de Ingeniería, por lo que podría haber alguna “especialización” en los proyectos de 4to año en “Photo-Voltaics” o en el curso M.Tech en EE y temas relacionados que el sitio web de AICTE o Cualquier sitio web educativo podría ser destacado. Aunque mi respuesta no es completa, hay que recordar que no nos hemos preparado al máximo, como se desprende de los “extractos” anteriores de algunos de mis “artículos sobre energía solar”, etc. Espero poder ir hasta el punto de ayudar incluso a algunos “star-ups”.

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Mayores potenciales donde la fotosíntesis artificial podría ser interesante y estudiada activamente: química, ingeniería química, ciencia de los materiales.

En el MIT, Daniel Nocera de Química trabaja en este problema.
En Caltech, Nathan Lewis también trabaja en este problema.
Otras personas en Stanford, UC Berkeley, Santa Cruz, también estudian este problema.