La resa energetica annuale per metro quadrato è molto più alta per i collettori solari che per altre tecnologie rinnovabili, come mostra la figura.
Rispetto al fotovoltaico, i collettori solari producono, in media, tre volte più chilowattora.
Rispetto alla biomassa o al bioetanolo, la produzione è in media fino a 43 volte la loro resa. Il grafico mostra la produzione di energia finale e confronta direttamente i chilowattora termici ed elettrici. La parte grigia di ciascuna barra indica la deviazione del rendimento in base a diverse stime. I valori assoluti possono essere trovati in una tabella in fondo a questo articolo.
Dalenbäck e Sørensen hanno quindi effettuato gli stessi calcoli per il fotovoltaico, che ha prodotto 150 kWh/m²a e gli stessi 3 m² di terreno per 1 m² di superficie del pannello. Ciò significa una resa superficiale di 50 kWh/m²a.
La loro stima è stata confermata da Dallhammer e Kost dalla Germania.
Valutando i requisiti di spazio delle diverse fonti rinnovabili, Dallhammer e Kost hanno trovato un sistema fotovoltaico in grado di funzionare da 1.000 a 1.100 ore a pieno carico. 1 MWp di capacità fotovoltaica richiederebbe da 1,6 a 2 ettari di terreno.
Ciò si traduce in un’efficienza elettrica compresa tra 50 e 69 kWh/m²a.
Questa gamma copre anche le installazioni fotovoltaiche su tetti inclinati, dove l’area totale del tetto (compreso il lato inutilizzato, ad esempio nord) faceva parte del calcolo.
Per quanto riguarda la biomassa, i ricercatori del Fraunhofer hanno scoperto che si possono raccogliere 50 tonnellate di insilato di mais per ettaro di terreno.
Questo insilato potrebbe quindi essere utilizzato per generare 18,5 MWh di elettricità o 1,85 kWh/m²a. Ovviamente, la biomassa potrebbe essere più efficiente nella produzione di calore.
Sørensen ha anche stimato il rendimento della produzione di calore da biomassa. Ha scoperto che la produzione di biomassa nel nord Europa è di circa 12 tonnellate di materia secca organica per ettaro (10.000 m²). Una tonnellata era di circa 5 MWhth o 5 kWh/m²a. Ha detto che se l’etanolo fosse stato prodotto dalla biomassa, l’efficienza sarebbe stata forse del 30%, il che significa una resa di circa 1,5 kWh/m²a.
Le stime di Dalenbäck sono nella stessa gamma.
Biomassa solida a crescita rapida, ad es. scagliola, può essere utilizzata per produrre da 20 a 40 MWh per ettaro sui migliori terreni agricoli. Le caldaie a solo riscaldamento con recupero dei gas di scarico aumenteranno l’efficienza fino al 100% e si tradurranno in un rendimento basato sull’area da 2 a 4 kWh/m².