太陽能發電

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美國內華達内利斯空军基地發電廠
PS10集中太陽光到中央塔上日光反射裝置。

太陽能發電(德語:Solarstrom英语:Solar power)把陽光轉換成電能,可直接使用太陽能光伏(PV),或間接使用聚光太陽能熱發電(CSP)。聚光太陽能熱發電系統會使用透鏡或反射鏡和跟踪系統將大面積的陽光聚焦成一個小束,並利用光電效應將光伏光轉換成電流。[1]

第一次商業集中開發太陽能發電廠發生在20世紀80年代。位於美國加利福尼亞州莫哈韋沙漠的太陽能發電廠安裝在世界上最大的聚光太陽能熱發電,354百萬瓦的太陽能發電系統。

在2014年,太陽能已經在主要市場達到電網平價,而在2015年太陽能發電量成長到佔所有發電量的百分之一。

應用[编辑]

太陽能發電是把陽光轉換成能。陽光可以直接轉換成電力使用太陽能光伏,或間接使用聚光太陽能熱發電,它通常集中太陽的能量來燒開水,然後用來提供電源。其他技術也存在,如斯特林發動機使用斯特林循環​​發動機供電。[2]太陽光發電最初仍然是用於小型和中型應用,由光伏陣列供電,例如利用太陽能電池供電的計數機鍵盤[3]

聚光太陽能發電[编辑]

聚光太陽能發電系統是使用透鏡反射鏡,加上跟踪系統,利用光學原理將大面積的陽光聚焦到一個相對細小的集光區中。然後將濃縮的熱用作常規電站的熱源。[4]在所有這些系統中的工作流體被聚光的太陽光加熱,然後將其用於發電或能量存儲。儲熱有效地允許最多24小時的發電。[5]

全球光熱發電 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
裝置量(MW)[6] 412 479 535 765 1,269 1,710 2,573 3,841 4,498 4,749 4,851 4,951
發電量(GWh)[7] 551 685 898 924 1,646 2,862 4,765 5,867 8,428 9,418

光伏技術[编辑]

德國的太陽能電廠

太陽能電池或光伏電池是一個設備,使用的光電效應將光轉換成電流。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。

太陽能光伏發電系統[编辑]

太陽能電池產生的直流電電源與太陽光的強度的波動。對於實際應用,這通常需要轉換到目標所需的電壓或交流電流,通過使用逆變器。多個太陽能電池模塊的內部連接。模塊被連接在一起,以形成陣列,然後連接到一個逆變器,在所需的電壓,產生的功率,在交流電流時所需的頻率/相位。

全球太陽能光伏發電統計 [8] [9]
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
裝置量(MW) 623 843 1,211 1,700 2,766 4,214 5,762 8,323 14,927 23,018
發電量(GWh) 1,150 1,425 1,807 2,294 3,009 4,229 5,482 7,702 12,591 20,917
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
裝置量(MW) 39,430 70,182 98,803 137,005 177,147 226,380 301,473 410,000
發電量(GWh) 33,816 64,695 100,033 137,561 196,332 256,190 333,052 420,000
佔全球發電量比 0.16% 0.29% 0.44% 0.59% 0.82% 1.06% 1.34% 1.6%
全球太陽能光伏裝置量前十國(2017年)[6]
國家 太陽能光伏裝置量

百萬瓦(MW)

 中华人民共和国 130,632
 日本 48,600
 德國 42,394
 美國 41,131
 義大利 19,692
 印度 19,047
 英國 12,791
 法国 8,195
 澳大利亚 6,413
 韩国 5,602
各種發電方法所產生的每單位電最所產生整體二氧化碳排放量
發電放法 簡述 每單位電量所產生的二氧化碳
(g CO2/kWhe))(百一分段價)
水力發電 假設利用水塘,不含水壩建設 4
風力發電廠 位於低成本陸地的情境,不含海上型 12
核電 以普遍的第二代核反應堆計算
不含更新型科技
16
生質燃料 18
聚光太陽能熱發電 22
地熱發電 45
太陽能電池 多晶硅太陽能電池
生產過程的碳排放
46
燃氣發電 假設加裝燃氣渦輪
聯合廢熱回收蒸汽發生器
469
燃煤發電 1001
備註:這些數據的原始來源是由1989~2010年間的各種相關研究報告整理而成[10]

參見[编辑]

註釋[编辑]

  1. ^ Energy Sources: Solar. Department of Energy. [19 April 2011]. 
  2. ^ Sind Brennstoffzellen umweltfreundlich? Ja, aber...
  3. ^ Solarleuchten ohne Stromanschluss: Vor- und Nachteile im Überblick
  4. ^ Martin and Goswami (2005), p. 45
  5. ^ Spanish CSP Plant with Storage Produces Electricity for 24 Hours Straight
  6. ^ 6.0 6.1 International Renewable Energy Agency: Renewable Capacity Statistics 2018 PDF
  7. ^ International Energy Agency: www.iea.org/statistics/statisticssearch/report/?country=WORLD&product=electricityandheat&year=2015
  8. ^ BP: Statistical Review of World Energy 2017
  9. ^ 光電協進會2017全球太陽能總安裝量上看100GW : [1]
  10. ^ http://srren.ipcc-wg3.de/report/IPCC_SRREN_Annex_II.pdf 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.