太阳能发电

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美国内华达内利斯空军基地发电厂
PS10集中太阳光到中央塔上日光反射装置。

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。[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,而在2015年太阳能发电量成长到占所有发电量的百分之一。

应用[编辑]

太阳能发电是把阳光转换成能。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。[2]太阳光发电最初仍然是用于小型和中型应用,由光伏阵列供电,例如利用太阳能电池供电的计数机键盘[3]

聚光太阳能发电[编辑]

聚光太阳能发电系统是使用透镜反射镜,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。[4]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。[5]

全球光热发电 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
装置量(MW)[6] 412 479 537 782 1,256 1,721 2,584 3,804 4,380 4,650
发电量(GWh)[7] 551 685 898 924 1,646 2,862 4,765 5,932 8,490

光伏技术[编辑]

德国的太阳能电厂

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。

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。

全球太阳能光伏发电统计 [8]
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
装置量(MW) 1,313 1,592 2,033 2,595 3,682 5,083 6,671 9,370 16,226 24,514
发电量(GWh) 1,090 1,337 1,686 2,128 2,785 3,942 5,449 7,385 12,218 20,501
2010 2011 2012 2013 2014 2015
装置量(MW) 41,346 71,810 100,818 139,048 179,998 230,606
发电量(GWh) 33,333 63,835 101,919 142,588 190,773 253,037
占全球发电量比 0.16% 0.29% 0.45% 0.61% 0.80% 1.05%
全球太阳能光伏装置量前十国(2015年)[6]
国家 太阳能光伏装置量

百万瓦(MW)

 中华人民共和国 43,050
 德国 39,634
 日本 33,300
 美国 25,540
 意大利 18,910
 英国 9,077
 法国 6,549
 澳大利亚 5,031
 印度 4,964
 西班牙 4,832
欧盟太阳能光伏发电量前十国(2015年)[9]
国家 太阳能光伏发电量

百万千瓦时(GWh)

 德国 38,432
 意大利 22,847
 西班牙 8,264
 英国 7,556
 法国 6,700
 希腊 3,818
 比利时 2,865
 捷克 2,261
 罗马尼亚 1,328
 保加利亚 1,302
各种发电方法所产生的每单位电最所产生整体二氧化碳排放量
发电放法 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
生质燃料 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 假设加装燃气涡轮
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[10]

参见[编辑]

注释[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 2016 PDF
  7. ^ International Energy Agency: www.iea.org/statistics/statisticssearch/report/?country=WORLD&product=electricityandheat&year=2013
  8. ^ BP: Statistical Review of World Energy 2016
  9. ^ Observ'ER Photovoltaic barometer 2016. 
  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.