Солнечная энергия
Солнечная энергия , также известная как солнечное электричество , представляет собой преобразование энергии солнечного света в электричество либо напрямую с использованием фотоэлектрических элементов (PV), либо косвенно с использованием концентрированной солнечной энергии . Солнечные панели используют фотоэлектрический эффект для преобразования света в электрический ток . [2] В системах концентрированной солнечной энергии используются линзы или зеркала, а также системы слежения за солнечной энергией , чтобы сосредоточить большую площадь солнечного света в горячей точке, часто для привода паровой турбины .
Фотогальваника (PV) изначально использовалась исключительно в качестве источника электроэнергии для малых и средних предприятий: от калькулятора, питаемого от одной солнечной батареи, до удаленных домов, питаемых автономной фотоэлектрической системой на крыше. Коммерческие концентрированные солнечные электростанции были впервые разработаны в 1980-х годах. С тех пор, поскольку стоимость солнечных панелей упала, солнечных фотоэлектрических систем, мощность и производство подключенных к сети , удваивались примерно каждые три года . Три четверти новых генерирующих мощностей приходится на солнечную энергию. [3] мощностью в гигаватты миллионов установок на крышах и фотоэлектрических электростанций Продолжается строительство .
В 2023 году солнечные энергосистемы выработали 5% мировой электроэнергии. [4] по сравнению с 1% в 2015 году, когда Парижское соглашение по ограничению изменения климата . было подписано [5] Наряду с наземными ветровыми электростанциями , в большинстве стран самой дешевой приведенной стоимостью электроэнергии для новых установок является солнечная энергия для коммунальных предприятий . [6] [7]
Почти половина солнечной энергии, установленной в 2022 году, приходилась на крыши . [8] гораздо больше низкоуглеродной энергии необходимо Для электрификации и ограничения изменения климата . [3] В 2022 году Международное энергетическое агентство заявило, что необходимы дополнительные усилия для интеграции энергосетей и смягчения проблем политики, регулирования и финансирования. [9]
Потенциал
| Часть серии о |
| Устойчивая энергетика |
|---|
 |
География влияет на потенциал солнечной энергии, поскольку разные места получают разное количество солнечной радиации. В частности, с некоторыми вариациями, области, расположенные ближе к экватору, обычно получают большее количество солнечной радиации. Однако солнечные панели , которые могут следовать за положением Солнца, могут значительно увеличить потенциал солнечной энергии в районах, находящихся дальше от экватора. [10] Дневная облачность может уменьшить количество света, доступного для солнечных батарей. Наличие земли также оказывает большое влияние на доступную солнечную энергию.
Технологии
Солнечные электростанции используют одну из двух технологий:
- В фотоэлектрических (PV) системах используются солнечные панели , установленные либо на крышах домов , либо в наземных солнечных фермах , преобразующие солнечный свет непосредственно в электроэнергию.
- В системах концентрированной солнечной энергии (CSP) используются зеркала или линзы для концентрации солнечного света до очень высокой температуры для производства пара, который преобразуется в электричество с помощью турбины .
Фотоэлектрические элементы
или Солнечная батарея фотоэлектрический элемент — это устройство, которое преобразует свет в электрический ток с помощью фотоэлектрического эффекта . Первый солнечный элемент был построен Чарльзом Фриттсом в 1880-х годах. [12] Немецкий промышленник Эрнст Вернер фон Сименс был среди тех, кто осознал важность этого открытия. [13] В 1931 году немецкий инженер Бруно Ланге разработал фотоэлемент, в котором использовался селенид серебра вместо оксида меди . [14] хотя прототипы селеновых элементов преобразовывали в электричество менее 1% падающего света. Следуя работам Рассела Ола в 1940-х годах, исследователи Джеральд Пирсон, Кэлвин Фуллер и Дэрил Чапин создали кремниевый солнечный элемент в 1954 году. [15] Эти первые солнечные элементы стоили 286 долларов США за ватт и достигали эффективности 4,5–6%. [16] В 1957 году Мохамед М. Аталла процесс пассивации поверхности кремния путем термического окисления разработал в Bell Labs . [17] [18] С тех пор процесс пассивации поверхности имеет решающее значение для эффективности солнечных батарей . [19]
По состоянию на 2022 год [update] более 90% рынка занимает кристаллический кремний . [20] Массив фотоэлектрической системы , или фотоэлектрической системы, вырабатывает мощность постоянного тока (DC), которая колеблется в зависимости от интенсивности солнечного света. Для практического использования обычно требуется преобразование в переменный ток (AC) с помощью инверторов . [11] Внутри панелей соединено несколько солнечных элементов. Панели соединяются вместе, образуя массивы, а затем подключаются к инвертору, который вырабатывает мощность с желаемым напряжением, а для переменного тока — с желаемой частотой/фазой. [11]
Многие бытовые фотоэлектрические системы подключаются к сети, когда они доступны, особенно в развитых странах с крупными рынками. [21] В этих фотоэлектрических системах, подключенных к сети , использование накопителей энергии не является обязательным. В некоторых приложениях, таких как спутники, маяки или в развивающихся странах, в качестве резервных часто добавляются батареи или дополнительные генераторы энергии. Такие автономные энергосистемы позволяют работать ночью и в другое время с ограниченным солнечным светом.
В системе «вертикальной агривольтаики » солнечные элементы ориентированы вертикально на сельскохозяйственных угодьях, что позволяет выращивать сельскохозяйственные культуры и генерировать возобновляемую энергию. [22] Другие конфигурации включают плавучие солнечные фермы , размещение солнечных навесов над парковками и установку солнечных панелей на крышах. [22]
Тонкопленочная солнечная энергия
Тонкопленочный солнечный элемент второго поколения — это солнечный элемент , который изготавливается путем нанесения одного или нескольких тонких слоев или тонкой пленки (ТП) фотоэлектрического материала на подложку, такую как стекло, пластик или металл. Тонкопленочные солнечные элементы коммерчески используются в нескольких технологиях, включая теллурид кадмия (CdTe), диселенид меди, индия-галлия (CIGS) и аморфный тонкопленочный кремний (a-Si, TF-Si). [23]
Перовскитовые солнечные элементы
Перовскитный солнечный элемент (PSC) — это тип солнечного элемента , который включает в себя соединение со структурой перовскита , чаще всего гибридный органо-неорганический свинца или материал на основе галогенида олова, в качестве светособирающего активного слоя. [24] [25] Перовскитные материалы, такие как галогениды свинца метиламмония и полностью неорганический галогенид свинца цезия, дешевы в производстве и просты в производстве.
Эффективность солнечных элементов лабораторных устройств, использующих эти материалы, выросла с 3,8% в 2009 году. [26] до 25,7% в 2021 году в однопереходных архитектурах, [27] [28] а в тандемных элементах на основе кремния — до 29,8%, [27] [29] превышает максимальную эффективность, достигнутую в однопереходных кремниевых солнечных элементах. Таким образом, по состоянию на 2016 год перовскитные солнечные элементы были самой быстроразвивающейся солнечной технологией. [update]. [24] Благодаря потенциалу достижения еще более высокой эффективности и очень низких производственных затрат перовскитные солнечные элементы стали коммерчески привлекательными. К основным проблемам и предметам исследований относятся их краткосрочная и долгосрочная стабильность. [30]Концентрированная солнечная энергия
Концентрированная солнечная энергия (CSP), также называемая «концентрированной солнечной тепловой энергией», использует линзы или зеркала и системы слежения для концентрации солнечного света, а затем использует полученное тепло для выработки электроэнергии из обычных паровых турбин. [31]
Существует широкий спектр концентрирующих технологий: среди наиболее известных — параболический желоб , компактный линейный отражатель Френеля , тарелка Стирлинга и башня солнечной энергии . Для отслеживания солнца и фокусировки света используются различные методы. Во всех этих системах рабочая жидкость нагревается концентрированным солнечным светом и затем используется для выработки или хранения энергии. [32] Аккумулирование тепла эффективно позволяет производить электроэнергию в ночное время, [33] таким образом дополняя PV. [34] CSP генерирует очень небольшую долю солнечной энергии, и в 2022 году МЭА заявило, что CSP следует платить больше за ее хранение. [35]
По состоянию на 2021 год [update] нормированная стоимость электроэнергии от CSP более чем в два раза превышает стоимость фотоэлектрической энергии. [36] Однако их очень высокие температуры могут оказаться полезными для помощи в декарбонизации отраслей (возможно, с помощью водорода), которые должны быть более горячими, чем может обеспечить электричество. [37]
Гибридные системы
Гибридная система сочетает в себе солнечную энергию с накоплением энергии и/или одну или несколько других форм генерации. Гидро, [38] [39] ветер [40] [41] и батарейки [42] обычно комбинируются с солнечными. Комбинированная генерация может позволить системе изменять выходную мощность в зависимости от спроса или, по крайней мере, сглаживать колебания солнечной энергии. [43] [44] В мире много гидроэлектростанций, и установка солнечных панелей на существующих гидрохранилищах или вокруг них особенно полезна, поскольку гидроэнергетика обычно более гибкая, чем ветровая, и дешевле по масштабам, чем батареи. [45] иногда можно использовать существующие линии электропередачи. [46] [47]
Разработка и внедрение
Первые дни
Раннее развитие солнечных технологий, начавшееся в 1860-х годах, было вызвано ожиданием того, что уголь вскоре станет дефицитным, как, например, эксперименты Огюстена Мушо . [51] Чарльз Фриттс установил первую в мире фотоэлектрическую солнечную батарею используя селеновые элементы с эффективностью 1%. на крыше Нью-Йорка в 1884 году, [52] Однако развитие солнечных технологий в начале 20 века застопорилось из-за растущей доступности, экономичности и полезности угля и нефти . [53] В исследованиях Bell Telephone Laboratories в 1950-х годах использовались кремниевые пластины с тонким покрытием из бора. «Солнечная батарея Bell» имела КПД 6%, при этом квадратный ярд панелей вырабатывал 50 Вт. [54] Первый спутник с солнечными батареями был запущен в 1957 году . [55]
К 1970-м годам солнечные панели все еще были слишком дорогими для чего-либо, кроме спутников . [56] В 1974 году было подсчитано, что только шесть частных домов во всей Северной Америке полностью обогревались или охлаждались функциональными солнечными энергосистемами. [57] Однако нефтяное эмбарго 1973 года и энергетический кризис 1979 года вызвали реорганизацию энергетической политики во всем мире и привлекли новое внимание к развитию солнечных технологий. [58] [59]
Стратегии развертывания были сосредоточены на программах стимулирования, таких как Федеральная программа использования фотоэлектрической энергии в США и Программа Sunshine в Японии. Другие усилия включали создание исследовательских центров в США (SERI, ныне NREL ), Японии ( NEDO ) и Германии ( Fraunhofer ISE ). [60] Между 1970 и 1983 годами количество фотоэлектрических систем быстро росло. В Соединенных Штатах президент Джимми Картер поставил цель производить 20% энергии США за счет солнечной энергии к 2000 году, но его преемник Рональд Рейган прекратил финансирование исследований в области возобновляемых источников энергии. [56] Падение цен на нефть в начале 1980-х годов замедлило рост фотоэлектрической энергетики с 1984 по 1996 год.
Середина 1990-х по 2010 год
В середине 1990-х годов развитие как жилых, так и коммерческих солнечных электростанций на крышах , а также фотоэлектрических электростанций коммунального масштаба снова начало ускоряться из-за проблем с поставками нефти и природного газа, проблем глобального потепления и улучшения экономического положения фотоэлектрических систем по сравнению с другие энергетические технологии. [56] [61] В начале 2000-х годов принятие «зеленых» тарифов — политического механизма, который отдает приоритет возобновляемым источникам энергии в энергосистеме и определяет фиксированную цену за произведенную электроэнергию — привело к высокому уровню инвестиционной безопасности и резкому росту числа установок фотоэлектрических систем. в Европе.
2010-е годы
В течение нескольких лет рост солнечной фотоэлектрической энергии во всем мире был обусловлен внедрением ее в Европе , но затем он переместился в Азию, особенно в Китай и Японию , а также во все большее число стран и регионов по всему миру. Крупнейшие производители солнечного оборудования базировались в Китае. [62] [63] Хотя мощность концентрированной солнечной энергии выросла более чем в десять раз, она по-прежнему составляет лишь ничтожную долю от общего объема. [64] : 51 потому что стоимость солнечной фотоэлектрической энергии для коммунальных предприятий упала на 85% в период с 2010 по 2020 год, в то время как стоимость CSP упала только на 68% за тот же период. [65]
2020-е годы
Несмотря на рост стоимости материалов, таких как поликремний , во время глобального энергетического кризиса 2021–2022 годов , [66] Солнечная энергия в коммунальных масштабах по-прежнему оставалась наименее дорогим источником энергии во многих странах из-за роста стоимости других источников энергии, таких как природный газ. [67] В 2022 году мировая мощность солнечной генерации впервые превысила 1 ТВт. [68] Однако субсидии на ископаемое топливо замедлили рост мощностей солнечной генерации. [69]
Текущее состояние
Около половины установленной мощности приходится на коммунальные предприятия. [70]
Прогнозы
Прогнозируется, что большая часть новых возобновляемых мощностей в период с 2022 по 2027 год будет приходиться на солнечную энергию, превзойдя уголь как крупнейший источник установленной мощности. [71] : 26 По прогнозам, к 2050 году коммунальные предприятия станут крупнейшим источником электроэнергии во всех регионах, кроме стран Африки к югу от Сахары . [70]
Согласно исследованию 2021 года, глобальный потенциал производства электроэнергии с помощью солнечных панелей на крыше оценивается в 27 ПВтч в год при стоимости от 40 долларов США (Азия) до 240 долларов США за МВтч (США, Европа). Однако его практическая реализация будет зависеть от наличия и стоимости масштабируемых решений по хранению электроэнергии. [72]
Фотоэлектрические электростанции
Фотоэлектрическая электростанция , также известная как солнечный парк, солнечная ферма или солнечная электростанция, представляет собой крупномасштабную фотоэлектрическую энергетическую систему (PV-систему), подключенную к сети, предназначенную для снабжения коммерческой электроэнергией . Они отличаются от большинства установленных на зданиях и других децентрализованных солнечных электростанций, поскольку поставляют электроэнергию на уровне коммунальных предприятий , а не локальному пользователю или пользователям. Солнечная энергия коммунального масштаба иногда используется для описания этого типа проекта.
Этот подход отличается от концентрированной солнечной энергии , другой крупной технологии крупномасштабной солнечной генерации, которая использует тепло для привода различных традиционных генераторных систем. Оба подхода имеют свои преимущества и недостатки, но на сегодняшний день по ряду причин фотоэлектрические технологии получили гораздо более широкое применение. По состоянию на 2019 год [update]Около 97% солнечной энергии коммунальных предприятий составляли фотоэлектрические системы. [73] [74]
В некоторых странах паспортная мощность фотоэлектрических электростанций указана в пиковых мегаваттах (МВт p солнечной батареи постоянного тока ), что соответствует теоретической максимальной выходной мощности . В других странах производитель указывает поверхность и эффективность. Однако Канада, Япония, Испания и США часто указывают использование преобразованной более низкой номинальной выходной мощности в МВт переменного тока , что является мерой, более сопоставимой с другими формами производства электроэнергии. Большинство солнечных парков разрабатываются мощностью не менее 1 МВт в час . По состоянию на 2018 год мощность крупнейших действующих фотоэлектрических электростанций в мире превысила 1 гигаватт . В конце 2019 года около 9000 солнечных электростанций имели мощность более 4 МВт переменного тока (энергетический масштаб) и общую мощность более 220 ГВт переменного тока . [73]
Большинство существующих крупных фотоэлектрических электростанций принадлежат и управляются независимыми производителями электроэнергии , но участие в проектах, принадлежащих сообществам и коммунальным предприятиям, увеличивается. [75] Раньше почти все они поддерживались, по крайней мере частично, регулятивными стимулами, такими как льготные тарифы или налоговые льготы , но, поскольку нормированные затраты в 2010-х годах сетевой паритет , внешние стимулы обычно не нужны. значительно снизились и на большинстве рынков был достигнутКонцентрирующие солнечные электростанции
Коммерческие концентрирующие солнечные электростанции (КСЭ), также называемые «солнечными тепловыми электростанциями», были впервые разработаны в 1980-х годах. мощностью 377 МВт Солнечная электростанция Иванпа , расположенная в калифорнийской пустыне Мохаве, является крупнейшим в мире проектом солнечной тепловой электростанции. Другие крупные электростанции CSP включают солнечную электростанцию Solnova (150 МВт), солнечную электростанцию Andasol (150 МВт) и солнечную электростанцию Extresol (150 МВт), все в Испании. Основным преимуществом CSP является возможность эффективного добавления тепла, что позволяет распределять электроэнергию в течение 24 часов. Поскольку пик спроса на электроэнергию обычно возникает примерно в 17:00, многие электростанции CSP используют от 3 до 5 часов хранения тепла. [76]
Экономика
Стоимость за ватт
Типичные факторы стоимости солнечной энергии включают стоимость модулей, каркаса для их крепления, проводки, инверторов, затрат на рабочую силу, любую землю, которая может потребоваться, подключение к сети, техническое обслуживание и солнечную инсоляцию, которую получит это место.
Фотоэлектрические системы не используют топливо, а срок службы модулей обычно составляет от 25 до 40 лет. [77] Таким образом, первоначальные капитальные и финансовые затраты составляют от 80% до 90% стоимости солнечной энергии. [71] : 165
Некоторые страны рассматривают возможность установления ценовых ограничений . [78] тогда как другие предпочитают контракты на разницу . [79]
Во многих странах солнечная энергия является самым дешевым источником электроэнергии. [80] В Саудовской Аравии в апреле 2021 года было подписано соглашение о покупке электроэнергии (PPA) для новой солнечной электростанции в Аль-Фейсалии. В рамках проекта зафиксирована самая низкая в мире себестоимость производства солнечной фотоэлектрической электроэнергии — 1,04 цента США за кВтч. [81]
Цены на установку
Затраты на солнечные модули большой мощности со временем значительно снизились. Начиная с 1982 года стоимость киловатта составляла примерно 27 000 американских долларов, а в 2006 году стоимость упала примерно до 4 000 американских долларов за киловатт. Фотоэлектрическая система в 1992 году стоила примерно 16 000 американских долларов за киловатт, а в 2008 году она упала примерно до 6 000 американских долларов за киловатт. [82]
В 2021 году в США солнечная энергия для жилых домов будет стоить от 2 до 4 долларов за ватт (но солнечная черепица будет стоить гораздо дороже). [83] а затраты на солнечную энергию для коммунальных предприятий составляли около 1 доллара за ватт. [84]
Производительность по местоположению
Производительность солнечной энергии в регионе зависит от солнечной радиации , которая меняется в течение дня и года и зависит от широты и климата . Выходная мощность фотоэлектрической системы также зависит от температуры окружающей среды, скорости ветра, солнечного спектра, местных условий загрязнения и других факторов.
Береговая энергия ветра, как правило, является самым дешевым источником электроэнергии в Северной Евразии, Канаде, некоторых частях Соединенных Штатов и Патагонии в Аргентине, тогда как в других частях мира в основном используется солнечная энергия (или, реже, комбинация энергии ветра, солнца и других источников). низкоуглеродная энергия) считается лучшим вариантом. [85] : 8 Моделирование Эксетерского университета предполагает, что к 2030 году солнечная энергия будет наименее дорогой во всех странах, за исключением некоторых стран Северо-Восточной Европы. [86]
Места с самой высокой годовой солнечной радиацией находятся в засушливых тропиках и субтропиках. В пустынях, расположенных в низких широтах, обычно мало облаков, и солнце может светить более десяти часов в день. [87] [88] Эти жаркие пустыни образуют Глобальный солнечный пояс , окружающий земной шар. Этот пояс состоит из обширных участков земли в Северной Африке , Южной Африке , Юго-Западной Азии , на Ближнем Востоке и в Австралии , а также гораздо меньших по размеру пустынь Северной и Южной Америки . [89]
Таким образом, солнечная энергия является (или, по прогнозам, станет) самым дешевым источником энергии во всей Центральной Америке, Африке, на Ближнем Востоке, в Индии, Юго-Восточной Азии, Австралии и ряде других регионов. [85] : 8
различные измерения солнечного излучения Ниже представлены (прямое нормальное излучение, глобальное горизонтальное излучение):
-
Северная Америка -
Южная Америка -
Европа -
Африка и Ближний Восток -
Южная и Юго-Восточная Азия -
Австралия -
Мир
Самопотребление
В случаях самостоятельного потребления солнечной энергии срок окупаемости рассчитывается исходя из того, сколько электроэнергии не куплено из сети. [90] Однако во многих случаях модели производства и потребления не совпадают, и часть или вся энергия возвращается в сеть. Электричество продается, а в других случаях, когда энергия берется из сети, электричество покупается. Полученные относительные затраты и цены влияют на экономику. На многих рынках цена, уплачиваемая за проданную фотоэлектрическую электроэнергию, значительно ниже, чем цена покупаемой электроэнергии, что стимулирует самостоятельное потребление. [91] Более того, отдельные стимулы для собственного потребления использовались, например, в Германии и Италии. [91] Регулирование взаимодействия с сетями также включает ограничения на подключение к сети в некоторых регионах Германии с большим количеством установленной фотоэлектрической мощности. [91] [92] За счет увеличения собственного потребления можно ограничить подачу электроэнергии в сеть, не сокращая ее , что приводит к растрате электроэнергии. [93]
Хорошее соответствие между производством и потреблением является ключом к высокому самопотреблению. Матч можно улучшить с помощью батареек или контролируемого потребления электроэнергии. [93] Однако батареи стоят дорого, и рентабельность может потребовать предоставления от них и других услуг, помимо увеличения собственного потребления. [94] например, во избежание перебоев в подаче электроэнергии . [95] Резервуары для хранения горячей воды с электрическим нагревом с помощью тепловых насосов или нагревателей сопротивления могут обеспечить недорогое хранение солнечной энергии для собственного потребления. [93] Перемещаемые нагрузки, такие как посудомоечные, сушильные и стиральные машины, могут обеспечить контролируемое потребление, оказывая лишь ограниченное влияние на пользователей, но их влияние на самостоятельное потребление солнечной энергии может быть ограниченным. [93]
Цены на энергоносители, льготы и налоги
Первоначальная политическая цель политики стимулирования фотоэлектрической энергетики заключалась в том, чтобы облегчить первоначальное мелкомасштабное внедрение, чтобы начать развитие отрасли, даже там, где стоимость фотоэлектрической энергии была значительно выше паритета сети, чтобы позволить отрасли достичь эффекта масштаба, необходимого для достижения паритет сетки. После достижения сетевого паритета были реализованы некоторые меры политики, направленные на содействие национальной энергетической независимости. [96] создание рабочих мест в сфере высоких технологий [97] и сокращение выбросов CO 2 . [96]
Финансовые стимулы для фотоэлектрической энергетики различаются в разных странах, включая Австралию , [98] Китай , [99] Германия , [100] Индия , [101] Япония , Соединенные Штаты и даже штаты США.
Чистый учет
При чистом измерении цена произведенной электроэнергии равна цене, поставляемой потребителю, а счет потребителю выставляется на основе разницы между производством и потреблением. Чистые измерения обычно можно выполнить без каких-либо изменений в стандартных счетчиках электроэнергии , которые точно измеряют мощность в обоих направлениях и автоматически сообщают о разнице, а также потому, что это позволяет домовладельцам и предприятиям генерировать электроэнергию в другое время от потребления, эффективно используя сеть в качестве гигантская аккумуляторная батарея. При чистом учете счета за дефицит выставляются каждый месяц, а излишки переносятся на следующий месяц. Лучшие практики предусматривают постоянное продление кредитов за кВтч. [102] Излишки кредитов при прекращении обслуживания либо теряются, либо выплачиваются по ставке от оптовой до розничной ставки или выше, как и избыточные годовые кредиты. [103]
Сообщество солнечной энергии
Общественный солнечный проект — это солнечная энергетическая установка, которая принимает капитал и предоставляет выходные кредиты и налоговые льготы множеству клиентов, включая частных лиц, предприятия, некоммерческие организации и других инвесторов. Участники обычно инвестируют или подписываются на определенную мощность в кВт или выработку кВтч для удаленного производства электроэнергии. [105]
Налоги
В некоторых странах пошлинами (налогами на импорт) . импортные солнечные панели облагаются [106] [107]
Сетевая интеграция
.jpg)
Вариативность
Подавляющее большинство электроэнергии, производимой во всем мире, используется немедленно, поскольку традиционные генераторы могут адаптироваться к спросу, а хранение обычно обходится дороже. И солнечная энергия, и энергия ветра являются источниками переменной возобновляемой энергии , а это означает, что вся доступная мощность должна использоваться локально, передаваться по линиям электропередачи для использования в другом месте или храниться (например, в батарее). Поскольку солнечная энергия недоступна в ночное время, ее хранение для обеспечения постоянного наличия электроэнергии потенциально является важной проблемой, особенно в автономных приложениях и в будущих сценариях использования 100% возобновляемых источников энергии . [111]
Солнечная энергия работает с перебоями из-за смены дня и ночи и переменных погодных условий. Однако солнечную энергию можно в некоторой степени прогнозировать по времени суток, местоположению и временам года. Задача интеграции солнечной энергии в любую электроэнергетическую компанию существенно различается. В местах с жарким летом и мягкой зимой солнечная энергия, как правило, хорошо соответствует потребностям в дневном охлаждении. [112]
Хранилище энергии
Концентрированные солнечные электростанции могут использовать тепловые аккумуляторы для хранения солнечной энергии, например, в высокотемпературных расплавленных солях. Эти соли являются эффективным средством хранения, поскольку они дешевы, имеют высокую удельную теплоемкость и могут доставлять тепло при температурах, совместимых с обычными энергосистемами. Этот метод хранения энергии используется, например, на электростанции Solar Two , что позволяет ей хранить 1,44 ТДж на своих 68-метровых емкостях. 3 резервуар для хранения, которого достаточно для обеспечения полной производительности в течение почти 39 часов с эффективностью около 99%. [113]
В автономных фотоэлектрических системах батареи традиционно используются для хранения избыточной электроэнергии. С помощью подключенных к сети фотоэлектрических энергосистем избыточная электроэнергия может быть отправлена в электрическую сеть . Программы чистого учета и льготных тарифов дают этим системам кредит на произведенную ими электроэнергию. Этот кредит компенсирует электроэнергию, поставляемую из сети, когда система не может удовлетворить спрос, эффективно торгуя с сетью вместо хранения избыточной электроэнергии. [114] Когда ветер и солнечная энергия составляют небольшую долю электроэнергии в сети, другие методы генерации могут соответствующим образом корректировать их выходную мощность, но по мере роста этих форм переменной энергии необходим дополнительный баланс в сети. Поскольку цены быстро снижаются, фотоэлектрические системы все чаще используют перезаряжаемые батареи для хранения излишков энергии, которые можно будет использовать позже ночью. Батареи, используемые для хранения энергии в сети, могут стабилизировать электрическую сеть , выравнивая пиковые нагрузки на несколько часов. В будущем менее дорогие батареи могут сыграть важную роль в электросетях, поскольку они смогут заряжаться в периоды, когда выработка превышает спрос, и подавать накопленную энергию в сеть, когда спрос превышает выработку.
Общие технологии аккумуляторов, используемые в современных домашних фотоэлектрических системах, включают никель-кадмиевые , свинцово-кислотные , никель-металлогидридные и литий-ионные . [115] [116] [ нужен лучший источник ] Литий-ионные батареи потенциально могут заменить свинцово-кислотные батареи в ближайшем будущем, поскольку они интенсивно разрабатываются и ожидается снижение цен из-за эффекта масштаба , обеспечиваемого крупными производственными мощностями, такими как Tesla Gigafactory 1 . Кроме того, литий-ионные аккумуляторы электромобилей могут служить в качестве будущих накопителей энергии в системе «автомобиль-сеть» . Поскольку большинство транспортных средств в среднем 95% времени припаркованы, их аккумуляторы можно использовать для передачи электроэнергии от автомобиля к линиям электропередачи и обратно.
Списанные аккумуляторы электромобилей (EV) можно перепрофилировать. [117] Другие перезаряжаемые батареи, используемые в распределенных фотоэлектрических системах, включают натриево-серные и ванадиевые окислительно-восстановительные батареи, два известных типа расплавленной соли и проточную батарею соответственно. [118] [119] [120]
Другие технологии
Солнечные электростанции, хотя их и можно сократить, обычно просто вырабатывают как можно больше энергии. Таким образом, в электроэнергетической системе без достаточного запаса энергии в сети генерация из других источников (уголь, биомасса, природный газ, атомная энергия, гидроэлектроэнергия) обычно увеличивается и снижается в ответ на рост и падение солнечной электроэнергии и изменения спроса (см. нагрузку после электростанция ).
Обычные плотины гидроэлектростанций очень хорошо работают в сочетании с солнечной энергией; При необходимости воду можно удерживать или спускать из резервуара. Там, где подходящее географическое положение отсутствует, гидроаккумулирующие электростанции могут использовать солнечную энергию для перекачки воды в высокий резервуар в солнечные дни, затем энергия восстанавливается ночью и в плохую погоду путем выпуска воды через гидроэлектростанцию в низкий резервуар, где цикл может начаться снова. [122]
В то время как гидроэлектростанции и газовые электростанции могут быстро реагировать на изменения нагрузки; угольным, биомассовым и атомным электростанциям обычно требуется значительное время, чтобы отреагировать на нагрузку, и их можно запланировать только с учетом предсказуемых изменений. В зависимости от местных обстоятельств, помимо примерно 20–40% общего объема производства, подключенные к сети прерывистые источники, такие как солнечная энергия, как правило, требуют инвестиций в определенную комбинацию сетевых соединений, хранения энергии или управления спросом . В странах с высоким уровнем солнечной генерации, таких как Австралия, цены на электроэнергию могут стать отрицательными в середине дня, когда солнечная генерация высока, что стимулирует создание новых аккумуляторов . [123] [124]
Преимущество комбинации ветровых и солнечных фотоэлектрических систем состоит в том, что эти два источника дополняют друг друга, поскольку пиковое время работы каждой системы приходится на разное время дня и года. [125] Таким образом , выработка электроэнергии такими солнечными гибридными энергосистемами более постоянна и колеблется меньше, чем в каждой из двух составных подсистем. [126] Солнечная энергия является сезонной, особенно в северном/южном климате, вдали от экватора, что предполагает необходимость долгосрочного сезонного хранения в такой среде, как водород или перекачиваемая гидроэлектростанция. [127]
Воздействие на окружающую среду
Солнечная энергия чище, чем электричество, получаемое из ископаемого топлива . [20] так может быть лучше для окружающей среды. [128] Солнечная энергия не приводит к вредным выбросам во время работы, но производство панелей создает некоторое загрязнение. По данным исследования 2021 года, углеродный след производства монокристаллических панелей составляет 515 г CO 2 /кВт в США и 740 г CO 2 /кВт в Китае. [129] однако ожидается, что этот показатель снизится, поскольку производители используют больше экологически чистой электроэнергии и переработанных материалов. [130] Солнечная энергия несет первоначальные затраты на окружающую среду за счет производства, а срок окупаемости выбросов углекислого газа составит несколько лет по состоянию на 2022 год. [update], [130] но предлагает чистую энергию на оставшуюся часть 30-летнего срока службы. [131]
составляют Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла солнечных электростанций менее 50 грамм (г) на киловатт-час (кВтч), [132] [133] [134] но с аккумулятором может достигать 150 г/кВтч. [135] Напротив, комбинированного цикла газовая электростанция без улавливания и хранения углерода выбрасывает в атмосферу около 500 г/кВтч, а угольная электростанция – около 1000 г/кВтч. [136] Подобно всем источникам энергии, общий объем выбросов в течение жизненного цикла которых в основном связан со строительством, переход на низкоуглеродную энергию при производстве и транспортировке солнечных устройств приведет к дальнейшему сокращению выбросов углерода. [134]
в течение жизненного цикла варьируется Плотность поверхностной мощности солнечной энергии [137] но в среднем составляет около 7 Вт/м2 по сравнению с примерно 240 для атомной энергетики и 480 для газа. [138] Однако, если учесть землю, необходимую для добычи и переработки газа, газовая энергия, по оценкам, имеет не намного более высокую плотность энергии, чем солнечная. [20] Фотоэлектрические системы требуют гораздо большей площади земли для производства того же номинального количества энергии, что и источники. [ который? ] с более высокой удельной поверхностной мощностью и коэффициентом мощности. Согласно исследованию 2021 года, для получения от 25% до 80% электроэнергии от солнечных электростанций на своей территории к 2050 году панели потребуют покрытия земель в пределах от 0,5% до 2,8% территории Европейского Союза , от 0,3% до 1,4% в Индии , и от 1,2% до 5,2% в Японии и Южной Корее . [139] Захват таких больших площадей под фотоэлектрические фермы может вызвать сопротивление со стороны населения, а также привести к вырубке лесов, удалению растительности и преобразованию сельскохозяйственных земель. [140] Однако некоторые страны, такие как Южная Корея и Япония, используют землю для сельского хозяйства под фотоэлектрическими установками . [141] [142] или плавучая солнечная батарея, [143] вместе с другими низкоуглеродными источниками энергии. [144] [145] Землепользование во всем мире оказывает минимальное воздействие на окружающую среду. [146] Использование земли можно сократить до уровня использования газа путем установки на зданиях и других застроенных территориях. [137]
В производстве солнечных батарей используются вредные материалы, но, как правило, в небольших количествах. [147] По состоянию на 2022 год [update]Воздействие перовскита на окружающую среду трудно оценить, но есть некоторые опасения, что свинец может стать проблемой. [20]
проведенное в 2021 году, Исследование Международного энергетического агентства, прогнозирует, что к 2040 году спрос на медь удвоится. Исследование предупреждает, что предложение должно быстро увеличиваться, чтобы соответствовать спросу в результате крупномасштабного внедрения солнечной энергии и необходимой модернизации энергосистемы. [148] [149] больше теллура и индия . Также может потребоваться [20]
Переработка может помочь. [20] Поскольку солнечные панели иногда заменяются более эффективными, бывшие в употреблении панели иногда повторно используются в развивающихся странах, например, в Африке . [150] В некоторых странах действуют особые правила переработки солнечных панелей . [151] [152] [153] Хотя затраты на техническое обслуживание уже низкие по сравнению с другими источниками энергии, [154] некоторые ученые призывают к созданию систем солнечной энергии, которые будут более ремонтопригодными . [155] [156]
Очень небольшая часть солнечной энергии представляет собой концентрированную солнечную энергию . Концентрированная солнечная энергия может использовать гораздо больше воды, чем газовая энергия. Это может быть проблемой, поскольку этот тип солнечной энергии требует сильного солнечного света, поэтому его часто строят в пустынях. [157]
Политика
Производство солнечной энергии не может быть прекращено геополитикой после ее установки, в отличие от нефти и газа, которые способствуют энергетической безопасности . [159]
По состоянию на 2022 год [update] более 40% мировых мощностей по производству поликремния находится в Синьцзяне в Китае , [160] что вызывает обеспокоенность по поводу нарушений прав человека ( лагеря для интернированных в Синьцзяне ), а также зависимости от цепочки поставок. [161]
Смотрите также
- 100% возобновляемая энергия
- Стоимость электроэнергии по источникам
- Гравитационная батарея
- Указатель статей о солнечной энергетике
- Список городов по продолжительности солнечного сияния
- Список фотоэлектрических электростанций
- Список солнечных тепловых электростанций
- Список продуктов на солнечной энергии
- Коммерциализация возобновляемых источников энергии
- Солнечная энергия
- Солнечная лампа
- Солнечный автомобиль
- Устойчивая энергетика
- Тонкопленочный солнечный элемент
- Хронология солнечных батарей
Рекомендации
- ^ «Глобальный солнечный атлас» . globalsolaratlas.info . Проверено 12 августа 2022 г.
- ^ «Источники энергии: Солнечная» . Министерство энергетики . Архивировано из оригинала 14 апреля 2011 года . Проверено 19 апреля 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б Габбатисс, Джош (12 января 2024 г.). «Анализ: через пять лет мир добавит достаточно возобновляемых источников энергии, чтобы обеспечить электроэнергией США и Канаду» . Карбоновое резюме . Проверено 11 февраля 2024 г.
- ^ «Резюме – Возобновляемые источники энергии 2023 – Анализ» . МЭА . Проверено 16 января 2024 г.
- ^ «Глобальный обзор электроэнергетики 2022» . Эмбер . 29 марта 2022 г. Проверено 3 апреля 2022 г.
- ^ «Приведенная стоимость энергии + на 2023 год» . Лазард . Проверено 14 июня 2023 г.
- ^ «Резюме – Обновление рынка возобновляемых источников энергии – Анализ» . МЭА . Июнь 2023 года . Проверено 14 июня 2023 г.
- ^ Норман, Уилл (13 июня 2023 г.). «Через крышу: 49,5% новых фотоэлектрических систем в мире в 2022 году были установлены на крышах – SolarPower Europe» . ПВ Тех . Проверено 14 июня 2023 г.
- ^ «Солнечные фотоэлектрические системы – Анализ» . МЭА . Проверено 10 ноября 2022 г.
- ^ Гольдемберг, Хосе; ПРООН, ред. (2000). Оценка мировой энергетики: энергетика и проблемы устойчивости (1-е печатное изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Программа развития Организации Объединенных Наций. ISBN 978-92-1-126126-4 .
- ^ Перейти обратно: а б с Льюис Фраас, Ларри Партейн. Солнечные элементы и их применение, второе издание, Wiley, 2010 г., ISBN 978-0-470-44633-1 , раздел 10.2.
- ^ Перлин 1999 , с. 147
- ^ Перлин 1999 , стр. 18-20.
- ^ Корпорация, Боннье (июнь 1931 г.). «Волшебные пластины: коснитесь Солнца для получения энергии» . Научно -популярный : 41 . Проверено 19 апреля 2011 г.
- ^ Перлин 1999 , с. 29.
- ^ Перлин 1999 , стр. 29-30, 38.
- ^ Блэк, Лахлан Э. (2016). Новые перспективы пассивации поверхности: понимание интерфейса Si-Al2O3 (PDF) . Спрингер. п. 13. ISBN 9783319325217 .
- ^ Лоек, Бо (2007). История полупроводниковой техники . Springer Science & Business Media . стр. 120 и 321–323. ISBN 9783540342588 .
- ^ Блэк, Лахлан Э. (2016). Новые перспективы пассивации поверхности: понимание интерфейса Si-Al2O3 (PDF) . Спрингер. ISBN 9783319325217 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Это ж Урбина, Антонио (26 октября 2022 г.). «Устойчивость фотоэлектрических технологий в будущих сценариях с нулевыми выбросами» . Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 31 (12): 1255–1269. дои : 10.1002/pip.3642 . ISSN 1062-7995 . S2CID 253195560 .
очевидное противоречие, которое может возникнуть из-за того, что крупные фотоэлектрические электростанции занимают больше земли, чем относительно компактные угольные или газовые электростанции, связано с включением в расчет воздействий от занятия земель, возникающих в результате добычи угля и нефти или газа; если они будут включены, то воздействие на занятость земель будет сильнее в случае ископаемого топлива.
- ^ «Отчет о тенденциях в области применения фотоэлектрических систем в отдельных странах МЭА в период с 1992 по 2009 год, IEA-PVPS» . Архивировано из оригинала 25 мая 2017 года . Проверено 8 ноября 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б Будин, Иеремия (17 января 2024 г.). «Революционная технология солнечной энергии будет впервые установлена в США: ценная земля почти полностью сохранена» . Время восстановления . Архивировано из оригинала 17 января 2024 года.
- ^ «Тонкопленочные солнечные панели | Американское общество солнечной энергии» .
- ^ Перейти обратно: а б Мансер, Джозеф С.; Христиане, Джеффри А.; Камат, Прашант В. (2016). «Интригующие оптоэлектронные свойства металлогалогенных перовскитов» . Химические обзоры . 116 (21): 12956–13008. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00136 . ПМИД 27327168 .
- ^ Хамерс, Лорел (26 июля 2017 г.). «Перовскиты дают энергию солнечной промышленности» . Новости науки .
- ^ Кодзима, Акихиро; Тешима, Кенджиро; Шираи, Ясуо; Миясака, Цутому (6 мая 2009 г.). «Металлогалогенидные перовскиты как сенсибилизаторы видимого света для фотоэлектрических элементов». Журнал Американского химического общества . 131 (17): 6050–6051. дои : 10.1021/ja809598r . ПМИД 19366264 .
- ^ Перейти обратно: а б «Лучшая эффективность исследовательских ячеек» (PDF) . Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии . 30 июня 2022 г. Архивировано из оригинала (PDF) 3 августа 2022 г. . Проверено 12 июля 2022 г.
- ^ Мин, Ханул; Ли, До Юн; Ким, Джуну; Ким, Гвису; Ли, Кён Су; Ким, Чонбом; Пайк, Мин Джэ; Ким, Ён Ки; Ким, Кван С.; Ким, Мин Гю; Шин, Тэ Джу; Иль Сок, Санг (21 октября 2021 г.). «Перовскитные солнечные элементы с атомно-когерентными прослойками на электродах SnO2». Природа . 598 (7881): 444–450. Бибкод : 2021Natur.598..444M . дои : 10.1038/s41586-021-03964-8 . ПМИД 34671136 . S2CID 239052065 .
- ^ Центр Гельмгольца в Берлине по материалам и энергетике. «Снова мировой рекорд на HZB: КПД тандемных солнечных элементов нового поколения почти 30 %» . Сайт ХЗБ .
- ^ ; Чжу, Юэджин; Ху, Цзыян ( 2019 ) Сунь, Яньян; Сюй, Хаоюань . ): 1900089. doi : 10.1002/solr.201900089 . S2CID 202229877 .
- ^ «Как работает CSP: башня, желоб, Френеля или тарелка» . Солнечные пространства . 11 июня 2018 года . Проверено 14 марта 2020 г.
- ^ Мартин и Госвами (2005), стр. 45.
- ^ Лейси, Стивен (6 июля 2011 г.). «Испанская электростанция CSP с хранилищем производит электроэнергию 24 часа подряд» . Архивировано из оригинала 12 октября 2012 года.
- ^ «Все больше стран обращаются к этой технологии для получения чистой энергии. Она приходит и в Австралию» . Новости АВС . 5 октября 2022 г. Проверено 4 ноября 2022 г.
- ^ «Возобновляемая электроэнергия – анализ» . МЭА . Проверено 4 ноября 2022 г.
- ^ «Затраты на производство возобновляемой энергии в 2021 году» . irena.org . 13 июля 2022 г. Проверено 4 ноября 2022 г.
- ^ Кейси, Тина (30 сентября 2022 г.). «Министерство энергетики США все еще поддерживает идею концентрации солнечной энергии» . ЧистаяТехника . Проверено 4 ноября 2022 г.
- ^ Гаранович, Амир (10 ноября 2021 г.). «Крупнейший в мире гидроплавающий солнечный гибрид запущен в эксплуатацию в Таиланде» . Оффшорная энергетика . Проверено 7 ноября 2022 г.
- ^ Мин, Бо; Лю, Пан; Го, Йи (1 января 2022 г.), Юраш, Якуб; Белуко, Александр (ред.), «Глава 20 – Управление эксплуатацией крупных гидро-фотоэлектрических гибридных электростанций: тематические исследования в Китае» , « Взаимодополняемость переменных возобновляемых источников энергии» , Academic Press, стр. 439–502, ISBN 978-0-323-85527-3 , получено 7 ноября 2022 г.
- ^ «Крупнейший в мире ветро-солнечный гибридный комплекс запущен в эксплуатацию в Индии» . Renewablesnow.com . Проверено 7 ноября 2022 г.
- ^ Тодорович, Игорь (4 ноября 2022 г.). «Китай завершает строительство первой в мире гибридной морской ветро-солнечной электростанции» . Новости Балканской зеленой энергетики . Проверено 7 ноября 2022 г.
- ^ Который?. «Хранение солнечных батарей» . Который? . Проверено 7 ноября 2022 г.
- ^ Брумана, Джованни; Франкини, Джузеппе; Жирарди, Элиза; Пердичицци, Антонио (1 мая 2022 г.). «Техноэкономическая оптимизация гибридных систем производства электроэнергии: пример сообщества возобновляемых источников энергии» . Энергия . 246 : 123427. Бибкод : 2022Ene...24623427B . дои : 10.1016/j.energy.2022.123427 . ISSN 0360-5442 . S2CID 246695199 .
- ^ Ван, Чжэньни, Синь; Тан, Гохуа; Ван, Хао, Цзиньюэ (1 августа 2021 г.) . масштаб» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 146 : 111154. doi : 10.1016/j.rser.2021.111154 . ISSN 1364-0321 . S2CID 235925315 .
- ^ Тодорович, Игорь (22 июля 2022 г.). «Португалия и Швейцария запускают гидроаккумулирующие электростанции суммарной мощностью более 2 ГВт» . Новости Балканской зеленой энергетики . Проверено 8 ноября 2022 г.
- ^ Банк (АБР), Азиатское развитие. «Отчет АБР о партнерстве за 2019 год: Построение прочного партнерства для общего прогресса» . Азиатский банк развития . Проверено 7 ноября 2022 г.
- ^ Мерле, Станислас; Торуд, Бьёрн (18 ноября 2020 г.). «Плавающая солнечная энергия, связанная с гидроэнергетикой, может стать будущим возобновляемой энергии» . sciencenorway.no . Проверено 7 ноября 2022 г.
- ^ «Доля производства электроэнергии за счет солнечной энергии» . Наш мир в данных . Проверено 15 августа 2023 г.
- ^ «Диаграмма: солнечные установки побьют глобальные рекорды США в 2023 году» . Канарские СМИ. 15 сентября 2023 г. Архивировано из оригинала 17 сентября 2023 г. Соответствующая диаграмма предоставлена Canary Media: «Источник: BloombergNEF, сентябрь 2023 г.»
- ^ Чейз, Дженни (5 сентября 2023 г.). «Прогноз мирового фотоэлектрического рынка на 3 квартал 2023 года» . БлумбергНЕФ. Архивировано из оригинала 21 сентября 2023 года.
- ^ Научный американец . Манн и компания. 10 апреля 1869 г. с. 227.
- ^ «Фотоэлектрические мечты 1875–1905: первые попытки коммерциализации фотоэлектрических систем» . Cleantechnica.com . 31 декабря 2014 года. Архивировано из оригинала 25 мая 2017 года . Проверено 30 апреля 2018 г.
- ^ Бутти и Перлин (1981), стр. 101-1. 63, 77,
- ^ «Солнечная батарея Bell» (реклама). Аудио, июль 1964, 15.
- ^ «Авангард I. Самый старый спутник в мире, все еще находящийся на орбите» . Архивировано из оригинала 21 марта 2015 года . Проверено 24 сентября 2007 г.
В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
- ^ Перейти обратно: а б с Леви, Адам (13 января 2021 г.). «Ослепительная история солнечной энергетики» . Знающий журнал . дои : 10.1146/knowable-011321-1 . S2CID 234124275 . Проверено 25 марта 2022 г.
- ^ «Книга солнечной энергии - еще раз». Новости Матери-Земли 31: 16–17, январь 1975 г.
- ^ Бутти и Перлин (1981), с. 249.
- ^ Ергин (1991), стр. 634, 653–673.
- ^ «Хроника общества Фраунгофера» . Фраунгофера-Гезельшафт. Архивировано из оригинала 12 декабря 2007 года . Проверено 4 ноября 2007 г.
- ^ Солнечная: фотоэлектрическая: Lighting Up The World получено 19 мая 2009 г. Архивировано 13 августа 2010 г. в Wayback Machine .
- ^ Колвилл, Финли (30 января 2017 г.). «Топ-10 производителей солнечных батарей в 2016 году» . PV-Tech . Архивировано из оригинала 2 февраля 2017 года.
- ^ Болл, Джеффри; и другие. (21 марта 2017 г.). «Новая Солнечная система – Краткое содержание» (PDF) . Юридический факультет Стэнфордского университета, Центр энергетической политики и финансов Стейера-Тейлора . Архивировано (PDF) из оригинала 20 апреля 2017 г. Проверено 27 июня 2017 г.
- ^
РЕН21 (2014). «Возобновляемые источники энергии, 2014 г.: Отчет о глобальном состоянии» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 15 сентября 2014 года.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Сантамарта, Хосе. «Стоимость концентрированной солнечной энергии снизилась на 16%» . ГЕЛИОСЦСП . Проверено 15 сентября 2022 г.
- ^ «Каково влияние роста цен на сырьевые товары и энергию на солнечную фотоэлектрическую, ветровую и биотопливную энергию? – Анализ» . МЭА . Проверено 4 апреля 2022 г.
- ^ «Приведенная стоимость энергии, приведенная стоимость хранения и приведенная стоимость водорода» . Lazard.com . Проверено 4 апреля 2022 г.
- ^ «В 2021 году мир установит рекордные 168 ГВт солнечной энергии и вступит в эпоху солнечных тераватт» . Солнечная энергетика Европы .
- ^ Макдоннелл, Тим (29 августа 2022 г.). «Рост субсидий на ископаемое топливо сдерживает чистую энергетику» . Кварц . Проверено 4 сентября 2022 г.
- ^ Перейти обратно: а б Олсон, Дана; Баккен, Бент Эрик. «Солнечная фотоэлектрическая система коммунального масштаба: от большого к большему» . Дет Норске Веритас . Проверено 15 января 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Возобновляемая электроэнергия – Возобновляемые источники энергии 2022 – Анализ» . МЭА . Проверено 12 декабря 2022 г.
- ^ Корк, Университетский колледж. «Оценка глобального потенциала производства электроэнергии с помощью солнечных фотоэлектрических установок на крышах» . techxplore.com . Проверено 11 октября 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б Вулф, Филип (17 марта 2020 г.). «Солнечная энергия коммунального масштаба устанавливает новый рекорд» (PDF) . Вики-Солар . Проверено 11 мая 2010 г.
- ^ «В 2019 году общая установленная мощность концентрированной солнечной энергии составила 6451 МВт» . ГелиоCSP. 2 февраля 2020 г. Проверено 11 мая 2020 г.
- ^ «Расширение возобновляемых источников энергии в электроэнергетике Пакистана» . Всемирный банк . Проверено 17 июля 2022 г.
- ^ Что такое пиковый спрос? Архивировано 11 августа 2012 года на сайте Wayback Machine , Energex.com.au.
- ^ Ниан, Виктор; Миньякка, Бенито; Локателли, Джорджио (15 августа 2022 г.). «Политика достижения чистого нуля: сравнение экономической конкурентоспособности атомной энергии по сравнению с ветровой и солнечной энергией» . Прикладная энергетика . 320 : 119275. Бибкод : 2022ApEn..32019275N . дои : 10.1016/j.apenergy.2022.119275 . ISSN 0306-2619 . S2CID 249223353 .
- ^ «ЕС рассчитывает получить 140 миллиардов евро за счет налога на непредвиденные доходы энергетических компаний» . хранитель . 14 сентября 2022 г. Проверено 15 сентября 2022 г.
- ^ «Налог на непредвиденные доходы от энергетики ЕС дает британским министрам критерий для их переговоров» . Хранитель . 14 сентября 2022 г. Проверено 15 сентября 2022 г.
- ^ «Почему ветер и солнечная энергия являются ключевыми решениями в борьбе с изменением климата» . Эмбер . 9 февраля 2024 г. Проверено 11 февраля 2024 г.
- ^ «Саудовская Аравия подписала соглашение о покупке электроэнергии для проектов солнечной фотоэлектрической энергетики мощностью 2970 МВт» . www.saudigulfprojects.com . 8 апреля 2021 г. Проверено 28 августа 2022 г.
- ^ Тимилсина, Говинда Р.; Курджелашвили, Ладо; Нарбель, Патрик А. (1 января 2012 г.). «Солнечная энергия: рынки, экономика и политика» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 16 (1): 449–465. дои : 10.1016/j.rser.2011.08.009 . ISSN 1364-0321 .
- ^ «Солнечная черепица против солнечных панелей: стоимость, эффективность и многое другое (2021 г.)» . ЭкоВотч . 8 августа 2021 г. Проверено 25 августа 2021 г.
- ^ «Солнечные фермы: что это такое и сколько они стоят? | EnergySage» . Солнечные новости . 18 июня 2021 г. Проверено 25 августа 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б Богданов Дмитрий; Рам, Маниш; Агахосейни, Арман; Гулаги, Ашиш; Ойево, Аёбами Соломон; Чайлд, Майкл; Кальдера, Упекша; Садовская Кристина; Фарфан, Хавьер; Де Соуза Ноэль Симас Барбоза, Лариса; Фасихи, Махди (15 июля 2021 г.). «Недорогая возобновляемая электроэнергия как ключевой фактор глобального энергетического перехода к устойчивому развитию» . Энергия . 227 : 120467. Бибкод : 2021Ene...22720467B . дои : 10.1016/j.energy.2021.120467 . ISSN 0360-5442 . S2CID 233706454 .
- ^ «Неизбежно ли солнечное будущее?» (PDF) . Университет Эксетера . Проверено 2 октября 2023 г.
- ^ «Очевидны береговые линии дневной облачности» . Архивировано из оригинала 22 августа 2017 года . Проверено 22 августа 2017 г.
- ^ "Солнечный свет" . Архивировано из оригинала 23 сентября 2015 года . Проверено 6 сентября 2015 г.
- ^ "Living in the Sun Belt : The Solar Power Potential for the Middle East". 27 July 2016. Archived from the original on 26 August 2017. Retrieved 22 August 2017.
- ^ «Деньги, сэкономленные за счет производства электроэнергии из фотоэлектрических систем, и годы окупаемости» . Архивировано из оригинала 28 декабря 2014 года.
- ^ Перейти обратно: а б с Тенденции в фотоэлектрических приложениях, 2014 г. (PDF) (Отчет). МЭА-ПВПС. 2014. Архивировано (PDF) из оригинала 25 мая 2017 года.
- ^ Стец, Т.; Мартен, Ф.; Браун, М. (2013). «Улучшенная интеграция фотоэлектрических систем в низковольтные сети в Германии». Транзакции IEEE по устойчивой энергетике . 4 (2): 534–542. Бибкод : 2013ИТСЕ....4..534С . дои : 10.1109/TSTE.2012.2198925 . S2CID 47032066 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Салпакари, Юрий; Лунд, Питер (2016). «Оптимальные и основанные на правилах стратегии управления энергетической гибкостью в зданиях с фотоэлектрическими системами» . Прикладная энергетика . 161 : 425–436. Бибкод : 2016ApEn..161..425S . дои : 10.1016/j.apenergy.2015.10.036 . S2CID 59037572 .
- ^ Фицджеральд, Гарретт; Мандель, Джеймс; Моррис, Джесси; Туати, Эрве (2015). Экономика аккумуляторного хранения энергии (PDF) (Отчет). Институт Роки Маунтин. Архивировано из оригинала (PDF) 30 ноября 2016 года.
- ^ «Ценность надежности электричества: данные по внедрению аккумуляторов» . Ресурсы будущего . Проверено 14 июня 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Германия развивает возобновляемые источники энергии с помощью «крупнейшей реформы энергетической политики за последние десятилетия» » . Провод чистой энергии . 6 апреля 2022 г. Проверено 8 ноября 2022 г.
- ^ «Коренное производство солнечной энергии: прокладывая курс к солнечной самодостаточной Индии» . www.saurenergy.com . Проверено 8 ноября 2022 г.
- ^ «Стимулы возобновляемой энергетики» .
- ^ Китай опережает Америку в стремлении перейти на солнечную энергию . Архивировано 6 июля 2013 года в Wayback Machine .
- ^ «Энергетические технологии – IHS Technology» . Архивировано из оригинала 2 января 2010 года.
- ^ Шанкар, Рави (20 июля 2022 г.). «Что такое схема субсидирования солнечных батарей на крыше/йоджана?» . Таймс оф Индия . Проверено 8 ноября 2022 г.
- ^ «Оригинал Net Metering от 21 октября 2012 г.» . dsireusa.org . Проверено 12 октября 2021 г.
- ^ «Чистые измерения и межсоединение - веб-сайт ВВЦ Нью-Джерси» . Архивировано из оригинала 12 мая 2012 года.
- ^ Менцель, Дашал (25 октября 2023 г.). «Партнерство приносит пользу округу Вернон от использования солнечной энергии» . ВЕАУ . Проверено 22 ноября 2023 г.
- ^ «Основы солнечной энергии сообщества» . Energy.gov.ru . Проверено 17 сентября 2021 г.
- ^ Филипп, Дженнифер (7 сентября 2022 г.). «Солнечная энергия в Африке на подъеме» . БОРГЕН . Проверено 15 сентября 2022 г.
- ^ Буш, Марк Л. (2 сентября 2022 г.). «Тайна новых тарифов на солнечную энергию в Индии» . Холм . Проверено 15 сентября 2022 г.
- ^ Райт, Мэтью; Херпс, Патрик; и другие. Устойчивая энергетика Австралии: План стационарной энергетики Австралии с нулевым выбросом углерода. Архивировано 24 ноября 2015 г. в Wayback Machine , Институт энергетических исследований, Мельбурнский университет , октябрь 2010 г., стр. 33. Получено с сайта BeyondZeroEmissions.org.
- ^ Пэлгрейв, Роберт (1 декабря 2008 г.). «Инновации в CSP» . Фокус на возобновляемых источниках энергии . 9 (6). Эльзевир : 44–49. дои : 10.1016/S1755-0084(08)70066-8 . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 года.
- ^ Рэй Стерн (10 октября 2013 г.). «Солана: 10 фактов, которые вы не знали о солнечной электростанции возле излучины Хила» . Феникс Нью Таймс . Архивировано из оригинала 11 октября 2013 года.
- ^ Карр (1976), с. 85.
- ^ Рагглс, Тайлер Х.; Калдейра, Кен (1 января 2022 г.). «Ветровая и солнечная генерация может снизить межгодовую изменчивость пиковой остаточной нагрузки в некоторых энергосистемах» . Прикладная энергетика . 305 : 117773. Бибкод : 2022ApEn..30517773R . doi : 10.1016/j.apenergy.2021.117773 . ISSN 0306-2619 . S2CID 239113921 .
- ^ «Преимущества использования расплавленной соли» . Сандия Национальная лаборатория. Архивировано из оригинала 5 июня 2011 года . Проверено 29 сентября 2007 г.
- ^ «Фотоэлектрические системы и чистый учет» . Министерство энергетики (США). Архивировано из оригинала 4 июля 2008 года . Проверено 31 июля 2008 г.
- ^ Моханти, Паримита; Мунир, Тарик; Колхе, Мохан (30 октября 2015 г.). Применение солнечных фотоэлектрических систем: Руководство по автономной электрификации . Спрингер. п. 91. ИСБН 978-3-319-14663-8 . Проверено 22 августа 2022 г.
- ^ Сяо, Вэйдун (24 июля 2017 г.). Фотоэлектрическая энергетическая система: моделирование, проектирование и управление . Джон Уайли и сыновья. п. 288. ИСБН 978-1-119-28034-7 . Проверено 22 августа 2022 г.
- ^ Аль-Алави, Мохаммед Халифа; Кагли, Джеймс; Хасанин, Хани (1 декабря 2022 г.). «Техно-экономическая целесообразность повторного использования/повторного использования вышедших из эксплуатации аккумуляторов электромобилей в устройствах вторичного использования: систематический обзор» . Энергетика и изменение климата . 3 : 100086. doi : 10.1016/j.egycc.2022.100086 . ISSN 2666-2787 .
- ^ Хоппманн, Йорн; Волланд, Йонас; Шмидт, Тобиас С.; Хоффманн, Волкер Х. (июль 2014 г.). «Экономическая целесообразность хранения аккумуляторов для бытовых солнечных фотоэлектрических систем – обзор и имитационная модель» . ETH Цюрих, Гарвардский университет. Архивировано из оригинала 3 апреля 2015 года.
- ^ Гердес, Джастин. «Хранение солнечной энергии скоро начнёт развиваться в Германии и Калифорнии» . Форбс . Архивировано из оригинала 29 июля 2017 года . Проверено 8 февраля 2023 г.
- ^ «Tesla выпускает домашнюю батарею Powerwall с целью произвести революцию в энергопотреблении» . Ассошиэйтед Пресс. 1 мая 2015 г. Архивировано из оригинала 7 июня 2015 г.
- ^ Каспар, Фрэнк; Борще, Майкл; Пфайфрот, Уве; Трентманн, Йорг; Дрюке, Жаклин; Беккер, Пол (2 июля 2019 г.). «Климатологическая оценка балансирующих эффектов и рисков дефицита фотоэлектрической и ветровой энергии в Германии и Европе» . Достижения науки и исследований . 16 . Коперник ГмбХ: 119–128. Бибкод : 2019AdSR...16..119K . дои : 10.5194/asr-16-119-2019 . S2CID 198316727 . Архивировано из оригинала 24 ноября 2021 года.
- ^ «Насосное гидроаккумулирование» . Ассоциация по хранению электроэнергии. Архивировано из оригинала 21 июня 2008 года . Проверено 31 июля 2008 г.
- ^ Паркинсон, Джайлз (23 октября 2022 г.). « Нам не нужны прорывы в области солнечных технологий, нам просто нужны связи» « . ОбновитьЭкономику . Проверено 8 ноября 2022 г.
- ^ Воррат, Софи (17 октября 2022 г.). «MPower получает зеленый свет для подключения проектов солнечных батарей и наживается на отрицательных ценах» . ОбновитьЭкономику . Проверено 8 ноября 2022 г.
- ^ Ниена, Эммануэль; Стерл, Себастьян; Тьери, Вим (1 мая 2022 г.). «Кусочки головоломки: синергия солнечной и ветровой энергии в сезонных и суточных временных масштабах, как правило, превосходна во всем мире» . Коммуникации по экологическим исследованиям . 4 (5): 055011. Бибкод : 2022ERCom...4e5011N . дои : 10.1088/2515-7620/ac71fb . ISSN 2515-7620 . S2CID 249227821 .
- ^ «Гибридные ветровые и солнечные электрические системы» . Министерство энергетики США . 2 июля 2012 г. Архивировано из оригинала 26 мая 2015 г.
- ^ Конверс, Элвин О. (2012). «Сезонное хранение энергии в системе возобновляемых источников энергии» (PDF) . Труды IEEE . 100 (2): 401–409. дои : 10.1109/JPROC.2011.2105231 . S2CID 9195655 . Архивировано из оригинала (PDF) 8 ноября 2016 года . Проверено 30 апреля 2018 г.
- ^ «Солнечная энергия и окружающая среда – Управление энергетической информации США (EIA)» . www.eia.gov . Проверено 31 мая 2023 г.
- ^ Антил, Анник (июнь 2021 г.). «Сравнение углеродного следа солнечных модулей из монокристаллического кремния, производимых в Китае и США» . 2021 IEEE 48-я конференция специалистов по фотоэлектрической энергии (PVSC) . стр. 1–3. дои : 10.1109/PVSC43889.2021.9518632 . ISBN 978-1-6654-1922-2 . S2CID 237332457 .
- ^ Перейти обратно: а б «Потенциал солнечной энергии ограничен, если вы не делаете все идеально», — говорит ученый-солнечник» . Дезин . 21 сентября 2022 г. Проверено 15 октября 2022 г.
- ^ «Изящное старение: как NREL продлевает срок службы солнечных модулей» . www.nrel.gov . Проверено 15 октября 2022 г.
- ^ Чжу, Сяонань; Ван, Шуронг; Ван, Лэй (апрель 2022 г.). «Анализ жизненного цикла выбросов парниковых газов электростанцией Китая в пространственном и временном масштабе» . Энергетические науки и инженерия . 10 (4): 1083–1095. Бибкод : 2022EneSE..10.1083Z . дои : 10.1002/ese3.1100 . ISSN 2050-0505 . S2CID 247443046 .
- ^ «Углеродная нейтральность в регионе ЕЭК ООН: Комплексная оценка жизненного цикла источников электроэнергии» (PDF) . п. 49.
- ^ Перейти обратно: а б «Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла солнечных фотоэлектрических систем» (PDF) .
- ^ Мехеди, Танвир Хасан; Гемечу, Эскиндер; Кумар, Амит (15 мая 2022 г.). «Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла и энергетические последствия солнечных энергетических систем коммунального масштаба» . Прикладная энергетика . 314 : 118918. Бибкод : 2022ApEn..31418918M . дои : 10.1016/j.apenergy.2022.118918 . ISSN 0306-2619 . S2CID 247726728 .
- ^ «Гармонизация оценки жизненного цикла» . www.nrel.gov . Проверено 4 декабря 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Как соотносится землепользование различных источников электроэнергии?» . Наш мир в данных . Проверено 3 ноября 2022 г.
- ^ Ван Залк, Джон; Беренс, Пол (1 декабря 2018 г.). «Пространственный масштаб производства возобновляемой и невозобновляемой энергии: обзор и метаанализ плотности мощности и ее применения в США» Энергетическая политика . 123 : 83–91. Бибкод : 2018EnPol.123...83В . дои : 10.1016/j.enpol.2018.08.023 . hdl : 1887/64883 . ISSN 0301-4215 .
- ^ ван де Вен, Дирк-Ян; Капеллан-Перес, Иньиго; Арто, Иньяки; Казкарро, Игнасио; де Кастро, Карлос; Патель, Пралит; Гонсалес-Эгино, Микель (3 февраля 2021 г.). «Потенциальные требования к земле и связанное с ней землепользование меняют выбросы солнечной энергии» . Научные отчеты . 11 (1): 2907. Бибкод : 2021НатСР..11.2907В . дои : 10.1038/s41598-021-82042-5 . ISSN 2045-2322 . ПМЦ 7859221 . ПМИД 33536519 .
- ^ Диаб, Халед. «Есть основания для беспокойства по поводу солнечной энергетики» . www.aljazeera.com . Проверено 15 апреля 2021 г.
- ^ Сотрудники, Carbon Brief (25 августа 2022 г.). «Проверка фактов: представляет ли солнечная энергия угрозу для сельскохозяйственных угодий Великобритании?» . Карбоновое резюме . Проверено 15 сентября 2022 г.
- ^ Ода, Сёко (21 мая 2022 г.). «Электрические фермы в Японии используют солнечную энергию для увеличения прибыли и урожая» . Джапан Таймс . Проверено 14 октября 2022 г.
- ^ Герретсен, Изабель. «Плавающие солнечные панели, которые следят за Солнцем» . www.bbc.com . Проверено 29 ноября 2022 г.
- ^ Поллард, Джим (29 мая 2023 г.). «Орган ветроэнергетики планирует обеспечить треть электроэнергии Японии» . Азия Финансовая . Проверено 31 мая 2023 г.
- ^ «Чистая энергия в Южной Корее» (PDF) .
- ^ Даннетт, Себастьян; Холланд, Роберт А.; Тейлор, Гейл; Эйгенброд, Феликс (8 февраля 2022 г.). «Прогнозируемое расширение ветровой и солнечной энергии минимально пересекается с многочисленными приоритетами сохранения энергии в глобальных регионах» . Труды Национальной академии наук . 119 (6). Бибкод : 2022PNAS..11904764D . дои : 10.1073/pnas.2104764119 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 8832964 . ПМИД 35101973 .
- ^ Рабайя, Малек Камаль Хусейн; Абделькарим, Мохаммед Али; Сайед, Энас Таха; Эльсаид, Халед; Че, Кю Чжон; Уилберфорс, Табби; Олаби, АГ (2021 г.). «Воздействие солнечных энергетических систем на окружающую среду: обзор» . Наука об общей окружающей среде . 754 : 141989. Бибкод : 2021ScTEn.754n1989R . doi : 10.1016/j.scitotenv.2020.141989 . ISSN 0048-9697 . ПМИД 32920388 . S2CID 221671774 .
- ^ «Революция возобновляемых источников энергии увеличит спрос на критически важные минералы» . ОбновитьЭкономику . 5 мая 2021 г. Проверено 5 мая 2021 г.
- ^ «Спрос на чистую энергию на важнейшие полезные ископаемые будет расти, поскольку мир стремится к достижению нулевых показателей – Новости» . МЭА . 5 мая 2021 г. Проверено 5 мая 2021 г.
- ^ «Использованные солнечные панели снабжают энергией развивающийся мир» . Bloomberg.com . 25 августа 2021 г. Проверено 15 сентября 2022 г.
- ^ Агентство по охране окружающей среды США, OLEM (23 августа 2021 г.). «Солнечные панели с истекшим сроком эксплуатации: правила и управление» . www.epa.gov . Проверено 15 сентября 2022 г.
- ^ «Предлагаемая правовая основа ответственности производителей и...» www.roedl.com . Проверено 15 сентября 2022 г.
- ^ Маевский, Питер; Аль-Шаммари, Вим; Дадли, Майкл; Джит, Джойтишна; Ли, Сан-Хон; Мён-Куг, Ким; Сунг-Джим, Ким (1 февраля 2021 г.). «Переработка солнечных фотоэлектрических панелей – управление продукцией и подходы к регулированию» . Энергетическая политика . 149 : 112062. Бибкод : 2021EnPol.14912062M . doi : 10.1016/j.enpol.2020.112062 . ISSN 0301-4215 . S2CID 230529644 .
- ^ Гюртюрк, Мерт (15 марта 2019 г.). «Экономическая целесообразность строительства солнечных электростанций на базе фотоэлектрических модулей с анализом приведенной стоимости» . Энергия . 171 : 866–878. Бибкод : 2019Ene...171..866G . дои : 10.1016/j.energy.2019.01.090 . ISSN 0360-5442 . S2CID 116733543 .
- ^ Кросс, Джейми; Мюррей, Деклан (1 октября 2018 г.). «Загробная жизнь солнечной энергии: отходы и ремонт электросети в Кении» . Энергетические исследования и социальные науки . 44 : 100–109. Бибкод : 2018ERSS...44..100C . дои : 10.1016/j.erss.2018.04.034 . ISSN 2214-6296 . S2CID 53058260 .
- ^ Джанг, Эстер; Барела, Мэри Клэр; Джонсон, Мэтт; Мартинес, Филип; Фестин, Седрик; Линн, Маргарет; Дионисио, Жозефина; Хаймерль, Куртис (19 апреля 2018 г.). «Краудсорсинг обслуживания и ремонта сельских сетей посредством обмена сетевыми сообщениями» . Материалы конференции CHI 2018 года по человеческому фактору в вычислительных системах . ЧИ '18. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Ассоциация вычислительной техники. стр. 1–12. дои : 10.1145/3173574.3173641 . ISBN 978-1-4503-5620-6 . S2CID 4950067 .
- ^ «Решение по водопотреблению для эффективной концентрированной солнечной энергии | Исследования и инновации» . ec.europa.eu . Проверено 4 декабря 2021 г.
- ^ Чиу, Эллисон; Гускин, Эмили; Клемент, Скотт (3 октября 2023 г.). «Американцы не так сильно ненавидят жить рядом с солнечными и ветряными электростанциями, как вы думаете» . Вашингтон Пост . Архивировано из оригинала 3 октября 2023 года.
- ^ «Сделать солнечную энергию источником энергетической безопасности ЕС | Аналитический центр | Европейский парламент» . www.europarl.europa.eu . Проверено 3 ноября 2022 г.
- ^ Блант, Кэтрин; Дворжак, Фред (9 августа 2022 г.). «Эксклюзивные новости WSJ | Поставки солнечной энергии в США пострадали из-за запрета на импорт из китайского региона Синьцзян» . Журнал "Уолл Стрит . ISSN 0099-9660 . Проверено 8 сентября 2022 г.
- ^ «Опасения по поводу принудительного труда мусульман в Китае нависают над солнечной энергетикой ЕС» . Политик . 10 февраля 2021 г. Проверено 15 апреля 2021 г.
Библиография
- Перлин, Джон (1999). Из космоса на Землю: история солнечного электричества . Скан Земли. п. 50. ISBN 978-0-937948-14-9 .
дальнейшее чтение
- Шиварам, Варун (2018). Укрощение Солнца: инновации в использовании солнечной энергии и обеспечении планеты энергией . Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 978-0-262-03768-6 .
Внешние ссылки
