พลังงานทดแทนคือพลังงานที่รวบรวมจากทรัพยากรซึ่งถูกเติมเต็มตามธรรมชาติในช่วงเวลาของมนุษย์ ทรัพยากรเหล่านี้ได้แก่ แสงแดด ลม น้ำ ความร้อนใต้พิภพ และชีวมวล ต่างจากเชื้อเพลิงฟอสซิลซึ่งมีจำกัดและก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เป็นอันตราย แหล่งพลังงานหมุนเวียนนั้นสะอาดและไม่มีวันหมดสิ้น
การเปลี่ยนแปลงทั่วโลกไปสู่พลังงานหมุนเวียนได้รับแรงหนุนจากความจำเป็นในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และลดการพึ่งพาทรัพยากรที่มีจำกัด เช่น ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซธรรมชาติ ด้วยการเปลี่ยนไปใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน เรามุ่งมั่นที่จะต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและรับรองอนาคตพลังงานที่ยั่งยืนและมั่นคง
พลังงานแสงอาทิตย์ควบคุมแสงแดดโดยใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ (PV) หรือกระจกที่รวมการแผ่รังสีจากแสงอาทิตย์ พลังงานนี้สามารถแปลงเป็นไฟฟ้าหรือใช้ในการทำความร้อนอากาศ น้ำ หรือของเหลวอื่นๆ
พลังงานลมใช้การไหลของอากาศผ่านกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้าด้วยเครื่องจักร ฟาร์มกังหันลมประกอบด้วยกังหันลมหลายตัวที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายการส่งพลังงานไฟฟ้า
ไฟฟ้าพลังน้ำใช้การไหลของน้ำในแม่น้ำหรือเขื่อนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า น้ำที่ปล่อยออกมาผ่านเขื่อนจะหมุนกังหัน ซึ่งกระตุ้นให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าผลิตไฟฟ้า
พลังงานความร้อนใต้พิภพได้มาจากความร้อนตามธรรมชาติของโลก โดยใช้พลังงานจำนวนมหาศาลที่สะสมไว้เป็นความร้อนในน้ำลึกใต้พื้นผิวโลก โรงไฟฟ้าแปลงความร้อนนี้เป็นไฟฟ้า ในขณะที่สถานที่ปฏิบัติงานบางแห่งใช้ความร้อนโดยตรง
พลังงานชีวมวลผลิตจากวัสดุอินทรีย์ เช่น ของเสียจากพืชและสัตว์ สามารถนำมาใช้โดยตรงโดยการเผาไหม้เพื่อสร้างความร้อนหรือโดยอ้อมหลังจากแปลงเป็นเชื้อเพลิงชีวภาพรูปแบบต่างๆ
การใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนมีข้อดีมากมาย เช่น ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก สาธารณสุขดีขึ้นเนื่องจากอากาศที่สะอาดขึ้น แหล่งพลังงานที่กว้างใหญ่และไม่สิ้นสุด และความมั่นคงด้านพลังงานที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ ภาคพลังงานหมุนเวียนยังมีศักยภาพที่สำคัญในการสร้างงานในตลาดใหม่
แม้จะมีประโยชน์มากมาย แต่ก็มีความท้าทายหลายประการต่อการนำพลังงานหมุนเวียนมาใช้อย่างกว้างขวาง ซึ่งรวมถึงลักษณะที่ไม่ต่อเนื่องของแหล่งที่มาบางแห่ง (เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และลม) ความจำเป็นในการลงทุนล่วงหน้าจำนวนมาก และข้อกำหนดสำหรับโครงสร้างพื้นฐานและเทคโนโลยีใหม่
ประเทศต่างๆ นำพลังงานหมุนเวียนมาใช้ในขอบเขตที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับทรัพยากรธรรมชาติ ความสามารถทางเศรษฐกิจ และลำดับความสำคัญของนโยบาย ประเทศต่างๆ เช่น ไอซ์แลนด์และนอร์เวย์ผลิตไฟฟ้าส่วนใหญ่จากแหล่งความร้อนใต้พิภพและพลังงานน้ำตามลำดับ ในขณะเดียวกัน จีนและสหรัฐอเมริกาเป็นผู้นำในด้านกำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์
พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานทดแทนรูปแบบหนึ่งที่เข้าถึงได้มากที่สุด แผงโซลาร์เซลล์สามารถติดตั้งบนหลังคา ในทุ่งโล่ง หรือแม้แต่แผงลอยน้ำก็ได้ หลักการพื้นฐานเบื้องหลังแผงโซลาร์เซลล์คือการแปลงแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยใช้เซลล์แสงอาทิตย์ (PV)
พลังงานที่ผลิตได้จากเซลล์ PV สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร:
\(E = P \times A \times T \times \eta\)ที่ไหน:
พลังงานที่สร้างโดยกังหันลมสามารถประมาณได้โดยใช้สูตร:
\(P = \frac{1}{2} \rho A v^3 \eta\)ที่ไหน:
พลังงานทดแทนถือเป็นโซลูชั่นที่สะอาด ยั่งยืน และมีราคาที่เอื้อมถึงมากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานของโลก แม้ว่าความท้าทายยังคงมีอยู่ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการลงทุนทั่วโลกที่เพิ่มขึ้นกำลังทำให้พลังงานหมุนเวียนมีประสิทธิภาพและเข้าถึงได้มากขึ้น การนำพลังงานหมุนเวียนมาใช้เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการปกป้องสิ่งแวดล้อม การพัฒนาเศรษฐกิจ และการรับประกันอนาคตพลังงานที่มั่นคง
