太阳能发电
太阳能发电（德语：Solarstrom，英语：Solar power）把阳光转换成电能，可直接使用太阳能光伏（PV），或间接使用聚光太阳能热发电（CSP）。聚光太阳能热发电系统会使用透镜或反射镜和跟踪系统将大面积的阳光聚焦成一个小束，并利用光电效应将光伏光转换成电流。[2]
- 煤: 9,594,341 GWh (38.3%)
- 天然气: 5,793,896 GWh (23.1%)
- 水力: 4,170,035 GWh (16.7%)
- 核能: 2,605,985 GWh (10.4%)
- 石油: 931,351 GWh (3.7%)
- 地热: 81,656 GWh (0.3%)
- 太阳能光热: 10,474 GWh (0.0%)
- 太阳能光伏: 328,038 GWh (1.3%)
- 海洋能: 1,026 GWh (0.0%)
- 风力: 957,694 GWh (3.8%)
- 生质能: 462,167 GWh (1.8%)
- 垃圾焚化: 108,407 GWh (0.4%)
25,081,588GWh
资料来源:IEA[1]
第一次商业集中开发太阳能发电厂发生在20世纪80年代。位于美国加利福尼亚州莫哈韦沙漠的太阳能发电厂安装在世界上最大的聚光太阳能热发电，354百万瓦的太阳能发电系统。
在2014年，太阳能已经在主要市场达到电网平价，截至2021年，太阳能产生的电力占世界电力4%，而2015年签署遏阻气候变化的《巴黎协定》时这一比例为1%。[3] 除了陆上风能，最便宜的均化能源成本是公用事业规模太阳能。[4]
应用
编辑太阳能发电是把阳光转换成电能。阳光可以直接转换成电力使用太阳能光伏，或间接使用聚光太阳能热发电，它通常集中太阳的能量来烧开水，然后用来提供电源。其他技术也存在，如斯特林发动机使用斯特林循环发动机供电。[5]太阳光发电最初仍然是用于小型和中型应用，由光伏电池（太阳能电池） 供电，把太阳能收集和转换成电能。[6]
聚光太阳能发电
编辑聚光太阳能发电系统是使用透镜或反射镜，加上跟踪系统，利用光学原理将大面积的阳光聚焦到一个相对细小的集光区中。然后将浓缩的热用作常规电站的热源。[7]在所有这些系统中的工作流体被聚光的太阳光加热，然后将其用于发电或能量存储。储热有效地允许最多24小时的发电。[8]
| 全球光热发电 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 装置量（MW）[9] | 412 | 479 | 535 | 765 | 1,269 | 1,710 | 2,573 | 3,841 | 4,498 | 4,749 | 4,851 | 4,951 |
| 发电量（GWh）[10] | 551 | 685 | 898 | 924 | 1,646 | 2,862 | 4,765 | 5,867 | 8,428 | 9,418 |
光伏技术
编辑太阳能电池或光伏电池是一个设备，使用的光电效应将光转换成电流。在光电效应中，单个光子的能量仅能够被单个电子吸收，因此，在光照条件一定的情况下，太阳能电池可以看作是一个恒流源。
太阳能光伏发电系统
编辑太阳能电池产生的直流电电源与太阳光的强度的波动。对于实际应用，这通常需要转换到目标所需的电压或交流电流，通过使用逆变器。多个太阳能电池模块的内部连接。模块被连接在一起，以形成阵列，然后连接到一个逆变器，在所需的电压，产生的功率，在交流电流时所需的频率/相位。
| 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 装置量(MW) | 651 | 901 | 1,211 | 1,746 | 2,799 | 4,244 | 5,701 | 7,998 | 14,395 | 22,473 |
| 发电量(GWh) | 1,125 | 1,409 | 1,775 | 2,269 | 2,986 | 4,177 | 5,732 | 7,771 | 12,622 | 20,965 |
| 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | ||
| 装置量(MW) | 39,532 | 70,609 | 101,957 | 140,351 | 178,315 | 226,661 | 298,248 | 392,263 | 487,829 | |
| 发电量(GWh) | 33,683 | 65,035 | 100,764 | 139,058 | 197,910 | 260,739 | 328,378 | 453,517 | 584,630 | |
| 占全球发电量比 | 0.16% | 0.29% | 0.44% | 0.59% | 0.83% | 1.07% | 1.32% | 1.77% | 2.20% | |
|
| 发电方法 | 简述 | 每单位电量所产生的二氧化碳 (g CO2/kWhe)（百一分段价） |
|---|---|---|
| 水力发电 | 假设利用水塘，不含水坝建设 | 4 |
| 风力发电厂 | 位于低成本陆地的情境，不含海上型 | 12 |
| 核电 | 以普遍的第二代核反应堆计算 不含更新型科技 |
16 |
| 生物燃料 | 18 | |
| 聚光太阳能热发电 | 22 | |
| 地热发电 | 45 | |
| 太阳能电池 | 多晶硅太阳能电池 生产过程的碳排放 |
46 |
| 燃气发电 | 加装燃气涡轮 联合废热回收蒸汽发生器 |
469 |
| 燃煤发电 | 1001 | |
| 备注：这些数据的原始来源是由1989~2010年间的各种相关研究报告整理而成[12]。 | ||
参见
编辑注释
编辑- ^ IEA: www.iea.org/statistics/statisticssearch/. [2020-05-02]. （原始内容存档于2019-01-29）.
- ^ Energy Sources: Solar. Department of Energy. [19 April 2011]. （原始内容存档于2011-08-03）.
- ^ Global Electricity Review 2022. Ember. 2022-03-29 [2022-04-03]. （原始内容存档于2022-04-02） （美国英语）.
- ^ Levelized Cost Of Energy, Levelized Cost Of Storage, and Levelized Cost Of Hydrogen. Lazard.com. [2022-04-03]. （原始内容存档于2023-03-06） （英语）.
- ^ Sind Brennstoffzellen umweltfreundlich? Ja, aber.... [2016-05-27]. （原始内容存档于2016-09-21）.
- ^ Solarleuchten ohne Stromanschluss: Vor- und Nachteile im Überblick. [2016-05-27]. （原始内容存档于2016-05-31）.
- ^ Martin and Goswami (2005), p. 45
- ^ Spanish CSP Plant with Storage Produces Electricity for 24 Hours Straight. [2013-08-18]. （原始内容存档于2012-10-12）.
- ^ 9.0 9.1 International Renewable Energy Agency: Renewable Capacity Statistics 2018 PDF （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ International Energy Agency: www.iea.org/statistics/statisticssearch/report/?country=WORLD&product=electricityandheat&year=2015 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ BP: Statistical Review of World Energy 2019 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ http://srren.ipcc-wg3.de/report/IPCC_SRREN_Annex_II.pdf （页面存档备份，存于互联网档案馆） see page 10 Moomaw, W., P. Burgherr, G. Heath, M. Lenzen, J. Nyboer, A. Verbruggen, 2011: Annex II: Methodology. In IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation.