太陽エネルギーで働く : 次の10年の太陽エネルギーの仕事
太陽エネルギーは実行可能なキャリアパスですか？
グリーンエネルギープロジェクトは、ますます多くの政府や組織によってサポートされており、このセクターの資格のある専門家に対する高い需要を生み出しています。
太陽エネルギーに仕事のブームはありますか？
労働統計局によると、再生可能エネルギーの仕事は2016年から2026年にかけて最も急上昇している職業の上位2つです。ソーラーパネルの設置業者は105％増加し、風力タービンのサービス技術者は2倍になると予想されます。太陽エネルギーのコストの下落は、近年業界を後押ししましたが、それはまた、不安定なビジネス環境を生み出しました。合併、破産、一時解雇はその一例です。 MITの調査によると、ソーラーパネルモジュールのコストはエネルギー技術の中で最も速い速度で低下しており、この傾向は今後も続くと予想されます。研究開発は、モジュールの効率、材料の価格と使用法、および諸経費の変化が認められた2012年まで、コスト削減の主な推進力でした。規制が協力すれば、コストの削減はアクセシビリティの向上と雇用機会の増加を意味します。規制、または将来の規制の不確実性が、太陽エネルギー会社の雇用を妨げていると主張する人もいます。政治的な力が働いており、州は再生可能エネルギー産業に対して大きな力を行使しています。減税、補助金、助成金、その他のインセンティブはすべて、太陽光発電業界に圧力をかけています。
太陽エネルギーの仕事は、長年にわたって経済学者によって有望な未来があると予測されてきました。労働統計局によると、ソーラーパネルの設置業者は、2016年から2026年にかけて最も急成長している職業です。この地位は、ソフトウェアなどの他の需要の高い仕事の成長率を上回り、今後10年間で2倍以上になると予想されます。開発者、ナースプラクティショナー、およびデータサイエンティスト。太陽エネルギーの着実に減少しているコストは、これらの楽観的な予測の背後にある原動力です。 2017年の国際再生可能エネルギー機関の分析によると、太陽エネルギーのコストは今後10年間で60％減少すると予想されています。これにより、消費者は再生可能エネルギー資源を利用しやすくなり、クリーンな太陽エネルギーを家庭に届けるための資金調達と雇用創出が急増します。
太陽エネルギーの生成
太陽エネルギーは、電気を生成するための用途の広い方法です。とりわけ、水を加熱したり、家や商業ビルを加熱および冷却したり、街灯に電力を供給したりすることができます。太陽エネルギーは、ほとんどどこからでも簡単にアクセスでき、燃料や電力網（供給業者から消費者に電力を供給するために使用される相互接続ネットワーク）への接続を必要としないため、遠隔地や携帯機器に電力を供給するのに特に役立ちます。太陽エネルギーは、公益事業規模で大量の電力を生産し、個々の家庭や企業に電力を供給するために使用されます。
公益事業規模の太陽光発電所は、石炭や天然ガス発電所などの従来の電源と並んで、電力網にかなりのエネルギーを供給します。太陽光発電所は通常、数メガワットの電力を生成します。これは、中小規模の石炭またはガス火力発電所に相当します。まだ計画段階にあるプラントは、中規模から大規模の石炭または原子力発電所に匹敵する数百メガワットを生成すると予想されています。
商用太陽光発電は、太陽光発電（PV）アレイと呼ばれるソーラーパネルの大規模なグループを、未使用の土地、屋上、またはオフィスビル、倉庫、小売店などの駐車場に設置できる企業で使用されています。これらのパネルは、プロパティの電力供給を補完し、プロパティが時々利用するよりも多くの電力を生成する可能性があります。この余剰エネルギーは、地元の公益事業会社に頻繁に売り戻されます。
住宅用太陽光発電は、住宅に電力を供給するために屋根にソーラーパネルを設置している住宅所有者によって生成されます。このタイプの太陽エネルギーはますます人気が高まっています。住宅用太陽エネルギーは通常、電力網からの従来のエネルギーによって補完され、夜間や非常に曇りの場合など、ソーラーパネルがエネルギー需要を満たすことができない場合に追加のエネルギーを提供します。
最も一般的な太陽エネルギーの仕事
地球上で最も豊富な位置エネルギー源は太陽光です。太陽光を効果的に利用すれば、現在および将来の電力需要を簡単に超える可能性があります。研究によると、太陽からの十分なエネルギーが1時間ごとに地球に到達し、1年間の世界のエネルギー消費量に対応します。太陽光を電気に変換することで生成される太陽エネルギーは、発電による排出量を削減すると同時に、長期的なエネルギーコストを削減します。太陽光発電がより手頃な価格になるにつれて、世界の増大するエネルギー需要の大部分を満たす可能性があります。その使用が増えるにつれて、より多くの労働者の需要も増えます。ソーラー求人には、屋上に見える日光浴パネルを設置する人に加えて、財務、安全基準、ロジスティクスと流通、ソフトウェアエンジニアリング、建築製図、販売、製造の職種が含まれます。今日利用可能な最も普及している太陽エネルギーの仕事は、3つの大きなカテゴリーに分けられます。 1つ目は、設置と保守の実践的な役割であり、人々はソーラーパネルを構築して保守する必要があります。続いて、住宅用および商業用ソーラーの顧客をエネルギーソリューションと結び付けるセールスポジションがあります。最後に、ソフトウェアエンジニアや電気エンジニアなど、高度なスキルを備えた高給の「技術」の役割は、ソーラーセクターがより高度な電力貯蔵と増大するソフトウェア要件にシフトしていることを表しています。当然のことながら、今日のオープンソーラーエネルギーの仕事の大部分は、エネルギーおよび公益事業会社にあります。しかし、非伝統的なセクターで利用できる太陽エネルギーの仕事の数が増えています。太陽エネルギーの使用を促進する非営利団体、太陽エネルギーソリューションの展開を支援するコンサルティング会社、太陽エネルギーに投資する銀行および金融サービス、太陽技術に関する学術研究を行う教育機関、規制スタッフを雇用する政府の雇用主などが含まれます。
科学研究の仕事
太陽エネルギーは依然として人気と受容を獲得しているため、研究開発は重要な業界コンポーネントです。継続的な研究と生産量の増加に伴う規模に関する収穫逓増は、効率、信頼性、美学を向上させながらコストを削減する多くの革新をもたらしました。たとえば、ガラスやラミネートでコーティングされたソーラーパネルよりも製造コストが低く、輸送が容易な、低コストで軽量の薄膜ソーラーパネルを可能にする新しい材料が考案されました。科学研究開発の仕事はますます学際的になり、その結果、物理学者、化学者、材料科学者、およびエンジニアがチームの一部として頻繁に協力しています。ほとんどの太陽光発電業界の科学者はオフィスや研究所で働いていますが、製造施設のエンジニアや加工スペシャリストとも時間を過ごしています。
物理学者は数学を使用して、物理現象を説明するための理論を監視、測定、分析、および進歩させます。太陽電池パネルの効率を高めるために、物理学者は、太陽光発電業界の化学者、材料科学者、およびエンジニアと協力しています。物理学者は、薄膜太陽電池パネルなど、太陽電池パネルを生成するための新しい材料も発見しています。
化学者は、物質の特性、組成、構造、および物質の相互作用を支配する法則を研究します。太陽光発電業界の化学者は、この知識を使用して、ソーラーパネルの設計を強化し、ソーラーパネルを作成するための新しい材料を設計し、既存の材料をアップグレードすることができます。ほとんどのソーラーパネルは、通常はシリコンベースの材料または有機化合物である半導体材料で作られ、一部の新しい薄膜パネルは有機材料で作られているため、半導体材料を強調しています。
材料科学者は、さまざまな材料の構造と化学的性質を調べて、新しい製品を作成したり、既存の製品を改良したりします。現在の太陽光発電の研究は、材料、特に薄膜セルの設計と、太陽光発電パネルのコストの削減に焦点を合わせています。材料科学者はまた、太陽電池パネルの効率を改善するために取り組んでいます。太陽電池によって利用される利用可能なエネルギーのパーセンテージは、効率と呼ばれます。最新の太陽電池のほとんどは、10〜15％の太陽エネルギーしか収集できず、一部のパネルは25〜30％の効率が可能です。最後に、材料科学者は、大きくてかさばるサイズのために建物の美的魅力を損なうソーラーパネルに関する一般的な苦情に対処する、建物に統合された太陽エネルギー技術を開発しています。
太陽エネルギー工学の仕事
エンジニアは、科学的および数学的原理を使用して、技術的な問題に対する費用効果の高いソリューションを考案します。彼らの仕事は、科学研究を商業的応用に結びつけています。ほとんどのエンジニアは、コンポーネントを設計、テスト、統合して新製品の設計を作成する前に、正確な機能要件を指定します。エンジニアは、設計段階の後、設計の有効性、コスト、信頼性、および安全性を評価する責任があります。エンジニアは、設計の作成と分析、太陽エネルギーシステムのシミュレーションとテストをコンピューターに大きく依存しています。エンジニアの大多数は、オフィス、研究所、または製造工場で働いています。エンジニアは通常、ソーラーテクノロジープロバイダーに雇用されており、さまざまな作業現場に定期的に出張する必要がある場合があります。
材料エンジニアは、厳格な設計および品質基準を満たさなければならない製品で使用するための材料の開発、処理、およびテストに取り組んでいます。彼らは、太陽電池業界の半導体、金属、プラスチック、ガラス、および複合材料（これらの材料の混合物）と連携して、太陽電池の電気的および化学的要件を満たす新しい材料を作成します。彼らは原子レベルで材料を開発および分析し、高度な技術を使用して、コンピューターモデリングプログラムを使用してそれらの材料とその構成要素の特性を複製します。
電気技師は、電気配線の設計、開発、テスト、および監督を担当します。彼らは、ソーラーパネルの電気回路の設計と、インバーターや配線システムなどのサポートデバイスを担当しています。
産業エンジニアは、製品を作成したりサービスを提供したりするために、生産の基本要素（人、機械、材料、情報、エネルギー）を可能な限り最も効率的な方法で使用する方法を理解します。彼らは主に、太陽電池やミラーの人材管理、革新、製造方法による生産性の向上に関心を持っています。効率を最大化するために、産業エンジニアは製品仕様を調べ、数学モデルを使用して製造および情報システムを設計します。
機械エンジニアは、ツール、エンジン、機械、およびその他の機械装置を設計、構築、およびテストします。太陽光発電業界のエンジニアは、ソーラーパネルを製造する機械に取り組んでいます。また、太陽光発電所の集光に使用される発電機とポンプの設計とテストも行っています。
コンピューターソフトウェア開発者は、幅広いアプリケーション向けのソフトウェアを設計および構築するコンピュータースペシャリストです。コンピュータソフトウェアは、特定の地域で太陽エネルギーを生成する実行可能性とコストを評価するために、天気と日光のパターンを予測することです。ソフトウェアは発電所で使用され、機器を監視し、ミラーや太陽光発電パネルの方向を調整して、太陽が空を横切って移動するときに最適なエネルギーが取得されるようにします。既存のプログラムの更新、修復、拡張、および変更は、ソフトウェア開発者の責任です。
エンジニアリング技術者は、エンジニアが研究、開発、製造、建設、検査、および保守における技術的な問題を処理するのを支援します。ソーラーパネルの研究開発に従事するエンジニアリング技術者は、機器の構築またはセットアップ、実験の準備と実施、データの収集、結果の計算または記録を行います。また、エンジニアや科学者が新しく設計された機器のプロトタイプを作成したり、コンピューター支援設計および製図（CADD）機器を使用したりするのにも役立ちます。
太陽エネルギー製造の仕事
太陽光発電業界の製造は、集光型太陽光発電（CSP）、太陽光発電、太陽熱温水器の3つのイノベーションを中心としています。しかし、ほとんどの太陽光発電会社は、主に太陽光発電と太陽光発電パネルの製造に関心を持っています。太陽光発電パネルは、複雑な電子機器を含むCSPコンポーネントよりも複雑な方法で製造されています。半導体プロセッサー、コンピューター制御工作機械オペレーター、グラジエ、コーティングおよび塗装作業員など、太陽光発電パネルを製造するには、多くの有能な作業員が必要です。
半導体プロセッサは、太陽電池の製造プロセスを監督します。半導体は、条件に基づいて、導体または電気絶縁体として機能する独自の物質です。半導体は、半導体プロセッサによって太陽電池に変換されます。このプロセスは、シリコンまたはその他の半導体材料のシリンダーであるナゲットの作成から始まります。インゴットは薄いウェーハにスライスされ、自動装置を使用して研磨されることもあります。次に、ウェーハは金属ストリップに取り付けられ、セルに挿入されます。次に、これらのセルを組み合わせて、より大きなソーラーパネルを形成します。
コンピューター制御の工作機械オペレーターは、コンピューター数値制御（CNC）マシンを実行します。このマシンは、ソーラーミラーまたはパネルコンポーネントを形成および成形します。熟練したCNCオペレーターの中には、設計図に基づいて新しい部品を切断するように機械をプログラムする人もいます。 CNCオペレーターは、非常に正確な切断を必要とするコンポーネントを大量生産するために使用される機械を操作します。彼らは、CSPプラントやソーラーパネルの多くのコンポーネントに適したミラーを製造しています。
ガラス工は、ガラスまたはガラスのような材料を選択、切断、取り付け、交換、および除去します。太陽光発電パネルは通常、ガラスまたはラミネートで包まれ、要素から保護するためにアルミニウムフレームに取り付けられています。ガラス工は、パネルを覆うガラスまたはラミネートの測定と切断を担当し、パネルを所定の位置に固定し、ゴム、ビニール、またはシリコーンの化合物で密封します。
コーティングおよび塗装機のセッター、オペレーター、および入札者は、ソーラーパネルにコーティングを追加します。これは、非常に高い精度を必要とする複雑なプロセスになる可能性があります。 CSPプラントのミラーは通常、粒子から保護し、引っかき傷や耐食性を持たせるためにコーティングされています。パネルの性能を最大化するために、保護コーティングも施されています。酸化チタンなどの特殊コーティングが施されたソーラーパネルは、反射率が低いため、より多くの太陽光を吸収します。
今後10年間の太陽エネルギーの見通しは？
2020年代は、太陽エネルギーのゲームチェンジャーになります。再生可能エネルギーのコストは、風力タービンとソーラーパネルの設計、材料、製造における技術の進歩により、過去10年間で減少しています。 2020年代の10年を定義する3つのトレンドがあります。
太陽エネルギーは石油よりも優れています。
非水力再生可能エネルギーは、過去10年間で総発電量に占める割合として増加しています。今まで、成長は一貫してきました。再生可能エネルギーではなく天然ガスが、石炭によって生成される電力の多くに取って代わりました。ただし、今後10年間で再生可能エネルギーのさらなる成長が見込まれます。ガス発電機と比較して再生可能エネルギーのコストが低いことは、自治体や政府が再生可能エネルギーに移行する主な動機です。これは、「グリーン化」を求める社会的圧力の高まりとは別のものです。古いインフラストラクチャが耐用年数の終わりに達すると、再生可能エネルギーが代わりに使用されます。
気候はより重要になります
気候変動により異常気象がより一般的になり、あらゆる条件で回復力のある電源の必要性が高まります。太陽エネルギーはかつては信頼できないと考えられていましたが、現在、大規模な石炭およびガス火力発電所は、より脆弱で老朽化したゴリアテスと見なされています。広い地域で大規模な停止を引き起こすのに必要なのは、自然または人工の1つのイベントだけです。
AIは効率を高めます
分散ネットワークとは別に、天気を予測し、エネルギーを適切に管理する能力を向上させる必要があります。人工知能（AI）により、初めて高効率で電力を管理できるようになります。より効率的に電力を制御、管理、および貯蔵することが可能になります。つまり、同じ量の電力を生成するために必要なエネルギーが少なくて済みます。すでに2021年には、気候変動の影響により、国とその国民が注目を集めています。気候変動と気温の上昇は、今後10年間の懸念とイニシアチブの軌道を決定的に変えるでしょう。テクノロジーは、私たちが社会に対するこの重大な脅威に対処する方法の中心です。技術の進歩は、スピードを上げる前は常に遅いですが、AI、再生可能エネルギー、分散型電力ネットワークは新しいものではありません。