太陽能發電
- 煤: 9,594,341 GWh (38.3%)
- 天然氣: 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%)
- 地熱: 81,656 GWh (0.3%)
- 太陽能光熱: 10,474 GWh (0.0%)
- 太陽能光伏: 328,038 GWh (1.3%)
- 海洋能: 1,026 GWh (0.0%)
- 風力: 957,694 GWh (3.8%)
- 生質能: 462,167 GWh (1.8%)
- 垃圾焚化: 108,407 GWh (0.4%)
25,081,588GWh
資料來源:IEA[1]
此條目介紹的是使用太陽能產生的電力。關於太陽能的其他用途，請見「太陽能」。
太陽能發電（德語：Solarstrom，英語：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蹤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。[2]
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，截至2021年，太陽能產生的電力佔世界電力4%，而2015年簽署遏阻氣候變化的《巴黎協定》時這一比例為1%。[3] 除了陸上風能，最便宜的均化能源成本是公用事業規模太陽能。[4]
應用
[編輯]太陽能發電是把陽光轉換成電能。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。[5]太陽光發電最初仍然是用於小型和中型應用，由光伏電池（太陽能電池） 供電，把太陽能收集和轉換成電能。[6]
聚光太陽能發電
[編輯]聚光太陽能發電系統是使用透鏡或反射鏡，加上跟蹤系統，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。[7]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。[8]
| 全球光熱發電 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 裝置量（MW）[9] | 412 | 479 | 535 | 765 | 1,269 | 1,710 | 2,573 | 3,841 | 4,498 | 4,749 | 4,851 | 4,951 |
| 發電量（GWh）[10] | 551 | 685 | 898 | 924 | 1,646 | 2,862 | 4,765 | 5,867 | 8,428 | 9,418 |
光伏技術
[編輯]
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。在光電效應中，單個光子的能量僅能夠被單個電子吸收，因此，在光照條件一定的情況下，太陽能電池可以看作是一個恆流源。
太陽能光伏發電系統
[編輯]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。
| 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 裝置量(MW) | 651 | 901 | 1,211 | 1,746 | 2,799 | 4,244 | 5,701 | 7,998 | 14,395 | 22,473 |
| 發電量(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 | ||
| 裝置量(MW) | 39,532 | 70,609 | 101,957 | 140,351 | 178,315 | 226,661 | 298,248 | 392,263 | 487,829 | |
| 發電量(GWh) | 33,683 | 65,035 | 100,764 | 139,058 | 197,910 | 260,739 | 328,378 | 453,517 | 584,630 | |
| 佔全球發電量比 | 0.16% | 0.29% | 0.44% | 0.59% | 0.83% | 1.07% | 1.32% | 1.77% | 2.20% | |
|
| 發電方法 | 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爐計算 不含更新型科技 |
16 |
| 生物燃料 | 18 | |
| 聚光太陽能熱發電 | 22 | |
| 地熱發電 | 45 | |
| 太陽能電池 | 多晶矽太陽能電池 生產過程的碳排放 |
46 |
| 燃氣發電 | 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[12]。 | ||
參見
[編輯]註釋
[編輯]- ^ IEA: www.iea.org/statistics/statisticssearch/. [2020-05-02]. （原始內容存檔於2019-01-29）.
- ^ Energy Sources: Solar. Department of Energy. [19 April 2011]. （原始內容存檔於2011-08-03）.
- ^ Global Electricity Review 2022. Ember. 2022-03-29 [2022-04-03]. （原始內容存檔於2022-04-02） （美國英語）.
- ^ Levelized Cost Of Energy, Levelized Cost Of Storage, and Levelized Cost Of Hydrogen. Lazard.com. [2022-04-03]. （原始內容存檔於2023-03-06） （英語）.
- ^ Sind Brennstoffzellen umweltfreundlich? Ja, aber.... [2016-05-27]. （原始內容存檔於2016-09-21）.
- ^ Solarleuchten ohne Stromanschluss: Vor- und Nachteile im Überblick. [2016-05-27]. （原始內容存檔於2016-05-31）.
- ^ Martin and Goswami (2005), p. 45
- ^ Spanish CSP Plant with Storage Produces Electricity for 24 Hours Straight. [2013-08-18]. （原始內容存檔於2012-10-12）.
- ^ 9.0 9.1 International Renewable Energy Agency: Renewable Capacity Statistics 2018 PDF （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ International Energy Agency: www.iea.org/statistics/statisticssearch/report/?country=WORLD&product=electricityandheat&year=2015 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ BP: Statistical Review of World Energy 2019 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
- ^ http://srren.ipcc-wg3.de/report/IPCC_SRREN_Annex_II.pdf （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 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.
