近年来，太阳能板的成本已大幅下降，使偏远地区的人们更容易获得这项技术。
一项新研究发现，只需覆盖全球50%的屋顶安装太阳能板，即可满足全球每年的电力需求。
亚洲、北美和欧洲是屋顶太阳能发电的潜在热点地区。
太阳能发电的储存成本高昂，因此条件各异的地区可能难以高效利用太阳能板。
屋顶太阳能板的成本比2010年低了多达79%。这些成本的骤降使屋顶太阳能光伏发电进一步吸引了希望减少对电网依赖、同时降低自身碳足迹的家庭和企业。
但屋顶表面面积是否足以让这项技术为所有有需要的人提供经济实惠的低碳能源？毕竟，需要此类解决方案的不仅是那些拥有自家住房、希望降低电费的人。全球约8亿人无法获得稳定的电力供应。
我们的新论文发表于《自然·通讯》（Nature Communications），对全球屋顶太阳能板的需求量进行了评估，即要为全世界生成足够的可再生能源需要多少太阳能板，以及应将其安装在何处。我们的研究首次提供了如此详细的全球屋顶太阳能潜力地图，其评估范围涵盖从城市到大陆各尺度上的屋顶面积与日照覆盖情况。
我们发现，只需覆盖全球50%的屋顶安装太阳能板，即可提供足够的电力，满足全球每年的需求。
方法
我们设计了一个项目，整合了来自超过3亿座建筑物的数据，并分析了1.3亿平方千米的土地，几乎覆盖了地球的全部陆地表面积。据此估算，这些土地上现有的20万平方千米屋顶可产生多少能源，该面积大致相当于英国的国土面积。
随后，我们根据这些屋顶的地理位置计算了其发电潜力。一般而言，位于较高纬度地区（如北欧或加拿大）的屋顶，由于冬夏两季日照差异较大，其全年发电潜力的波动幅度可高达40%。而位于赤道附近的屋顶，由于日照更为稳定，其发电潜力在各季节间的波动通常仅约为1%。
这一点很重要，因为每月发电潜力的这些巨大波动可能会对该地区太阳能发电的可靠性产生重大影响。这意味着，日照较不稳定的地区需要借助能源储能解决方案——这会推高电力成本。
热点地区
我们的研究结果显示，屋顶太阳能发电的三个潜在热点地区为：亚洲、欧洲和北美。
其中，亚洲似乎是安装太阳能板成本最低的地区。以印度和中国等国家为例，一千瓦时（kWh）电力约相当于48小时的笔记本电脑使用量，其生产成本仅为0.05便士。这得益于太阳能板制造成本低廉，以及日照更为充足的气候条件。
与此同时，屋顶太阳能安装成本最高的国家为美国、日本和英国。欧洲则处于中间水平，整个大陆的平均成本约为每千瓦时0.096便士。
屋顶太阳能板在人口稀少地区与城市中心似乎同样有用。对于偏远地区的居民而言，太阳能板有助于补充甚至替代可能不稳定的当地电网供电。而对于城市居民来说，太阳能板可以显著减少因化石燃料发电而产生的空气污染。
必须指出的是，全球电力供应不能依赖单一发电来源来满足数十亿人的需求。此外，由于天气多变以及地球的昼夜更替，太阳能发电供需之间的错配是不可避免的。
在需要时储存太阳能所需的设备仍然极其昂贵。此外，太阳能板无法为某些行业提供足够的电力。例如，重型制造业和金属加工需要非常大的电流以及专门的电力输送，而太阳能目前尚无法满足这些需求。
尽管如此，屋顶太阳能在缓解能源贫困、并将清洁、无污染的电力重新交到全球消费者手中方面具有巨大潜力。如果太阳能发电成本持续下降，屋顶太阳能板或将成为迄今为止使电力供应脱碳的最佳工具之一。
