Jump to content

Солнечная энергия

(Перенаправлено с Солнечных электростанций )

The first three concentrated solar power (CSP) units of Spain's Solnova Solar Power Station in the foreground, with the PS10 and PS20 solar power towers in the background

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 .

Photovoltaics (PV) were initially solely used as a source of electricity for small and medium-sized applications, from the calculator powered by a single solar cell to remote homes powered by an off-grid rooftop PV system. Commercial concentrated solar power plants were first developed in the 1980s. Since then, as the cost of solar panels has fallen, grid-connected solar PV systems' capacity and production has doubled about every three years. Three-quarters of new generation capacity is solar,[3] мощностью в гигаватты как миллионы установок на крышах, так и фотоэлектрические электростанции при этом продолжают строиться .

In 2023, solar was over 1% of primary energy and generated 6% of the world's electricity,[4] compared to 1% in 2015, when the Paris Agreement to limit climate change was signed.[5] Along with onshore wind, in most countries, the cheapest levelised cost of electricity for new installations is utility-scale solar.[6][7]

Almost half the solar power installed in 2022 was rooftop.[8] Much more low-carbon power is needed for electrification and to limit climate change.[3] The International Energy Agency said in 2022 that more effort was needed for grid integration and the mitigation of policy, regulation and financing challenges.[9] Nevertheless solar may greatly cut the cost of energy.[4]

Potential

Geography affects solar energy potential because different locations receive different amounts of solar radiation. In particular, with some variations, areas that are closer to the equator generally receive higher amounts of solar radiation. However, solar panels that can follow the position of the Sun can significantly increase the solar energy potential in areas that are farther from the equator.[10] Daytime cloud cover can reduce the light available for solar cells. Land availability also has a large effect on the available solar energy.

Technologies

Solar power plants use one of two technologies:

Photovoltaic cells

Schematics of a grid-connected residential PV power system[11]

A solar cell, or photovoltaic cell, is a device that converts light into electric current using the photovoltaic effect. The first solar cell was constructed by Charles Fritts in the 1880s.[12] The German industrialist Ernst Werner von Siemens was among those who recognized the importance of this discovery.[13] In 1931, the German engineer Bruno Lange developed a photo cell using silver selenide in place of copper oxide,[14] although the prototype selenium cells converted less than 1% of incident light into electricity. Following the work of Russell Ohl in the 1940s, researchers Gerald Pearson, Calvin Fuller and Daryl Chapin created the silicon solar cell in 1954.[15] These early solar cells cost US$286/watt and reached efficiencies of 4.5–6%.[16] In 1957, Mohamed M. Atalla developed the process of silicon surface passivation by thermal oxidation at Bell Labs.[17][18] The surface passivation process has since been critical to solar cell efficiency.[19]

As of 2022 over 90% of the market is crystalline silicon.[20] The array of a photovoltaic system, or PV system, produces direct current (DC) power which fluctuates with the sunlight's intensity. For practical use this usually requires conversion to alternating current (AC), through the use of inverters.[11] Multiple solar cells are connected inside panels. Panels are wired together to form arrays, then tied to an inverter, which produces power at the desired voltage, and for AC, the desired frequency/phase.[11]

Many residential PV systems are connected to the grid when available, especially in developed countries with large markets.[21] In these grid-connected PV systems, use of energy storage is optional. In certain applications such as satellites, lighthouses, or in developing countries, batteries or additional power generators are often added as back-ups. Such stand-alone power systems permit operations at night and at other times of limited sunlight.

In "vertical agrivoltaics" system, solar cells are oriented vertically on farmland, to allow the land to both grow crops and generate renewable energy.[22] Other configurations include floating solar farms, placing solar canopies over parking lots, and installing solar panels on roofs.[22]

Thin-film solar

A thin-film solar cell is a second generation solar cell that is made by depositing one or more thin layers, or thin film (TF) of photovoltaic material on a substrate, such as glass, plastic or metal. Thin-film solar cells are commercially used in several technologies, including cadmium telluride (CdTe), copper indium gallium diselenide (CIGS), and amorphous thin-film silicon (a-Si, TF-Si).[23]

Perovskite solar cells

A perovskite solar cell (PSC) is a type of solar cell that includes a perovskite-structured compound, most commonly a hybrid organic–inorganic lead or tin halide-based material as the light-harvesting active layer.[24][25] Perovskite materials, such as methylammonium lead halides and all-inorganic cesium lead halide, are cheap to produce and simple to manufacture.

Solar-cell efficiencies of laboratory-scale devices using these materials have increased from 3.8% in 2009[26] to 25.7% in 2021 in single-junction architectures,[27][28] and, in silicon-based tandem cells, to 29.8%,[27][29] exceeding the maximum efficiency achieved in single-junction silicon solar cells. Perovskite solar cells have therefore been the fastest-advancing solar technology as of 2016.[24] With the potential of achieving even higher efficiencies and very low production costs, perovskite solar cells have become commercially attractive. Core problems and research subjects include their short- and long-term stability.[30]

Concentrated solar power

A parabolic collector concentrates sunlight onto a tube in its focal point.

Concentrated solar power (CSP), also called "concentrated solar thermal", uses lenses or mirrors and tracking systems to concentrate sunlight, then uses the resulting heat to generate electricity from conventional steam-driven turbines.[31]

A wide range of concentrating technologies exists: among the best known are the parabolic trough, the compact linear Fresnel reflector, the dish Stirling and the solar power tower. Various techniques are used to track the sun and focus light. In all of these systems a working fluid is heated by the concentrated sunlight and is then used for power generation or energy storage.[32] Thermal storage efficiently allows overnight electricity generation,[33] thus complementing PV.[34] CSP generates a very small share of solar power and in 2022 the IEA said that CSP should be better paid for its storage.[35]

As of 2021 the levelized cost of electricity from CSP is over twice that of PV.[36] However, their very high temperatures may prove useful to help decarbonize industries (perhaps via hydrogen) which need to be hotter than electricity can provide.[37]

Hybrid systems

A hybrid system combines solar with energy storage and/or one or more other forms of generation. Hydro,[38][39] wind[40][41] and batteries[42] are commonly combined with solar. The combined generation may enable the system to vary power output with demand, or at least smooth the solar power fluctuation.[43][44] There is much hydro worldwide, and adding solar panels on or around existing hydro reservoirs is particularly useful, because hydro is usually more flexible than wind and cheaper at scale than batteries,[45] and existing power lines can sometimes be used.[46][47]

Development and deployment

The share of electricity production from solar, 2022[48]
Yearly solar generation by continent
Benefitting from favorable policies and declining costs of modules, photovoltaic solar installation has grown consistently, with China expected to account for 50% of new global solar photovoltaic projects by 2024.[49][50]
The growth of solar PV on a semi-log scale since 1996
Electricity production by source

Early days

The early development of solar technologies starting in the 1860s was driven by an expectation that coal would soon become scarce, such as experiments by Augustin Mouchot.[51] Charles Fritts installed the world's first rooftop photovoltaic solar array, using 1%-efficient selenium cells, on a New York City roof in 1884.[52] However, development of solar technologies stagnated in the early 20th century in the face of the increasing availability, economy, and utility of coal and petroleum.[53] Bell Telephone Laboratories’ 1950s research used silicon wafers with a thin coating of boron. The “Bell Solar Battery” was described as 6% efficient, with a square yard of the panels generating 50 watts.[54] The first satellite with solar panels was launched in 1957.[55]

By the 1970s, solar panels were still too expensive for much other than satellites.[56] In 1974 it was estimated that only six private homes in all of North America were entirely heated or cooled by functional solar power systems.[57] However, the 1973 oil embargo and 1979 energy crisis caused a reorganization of energy policies around the world and brought renewed attention to developing solar technologies.[58][59]

Deployment strategies focused on incentive programs such as the Federal Photovoltaic Utilization Program in the US and the Sunshine Program in Japan. Other efforts included the formation of research facilities in the United States (SERI, now NREL), Japan (NEDO), and Germany (Fraunhofer ISE).[60] Between 1970 and 1983 installations of photovoltaic systems grew rapidly. In the United States, President Jimmy Carter set a target of producing 20% of U.S. energy from solar by the year 2000, but his successor, Ronald Reagan, removed the funding for research into renewables.[56] Falling oil prices in the early 1980s moderated the growth of photovoltaics from 1984 to 1996.

Mid-1990s to 2010

In the mid-1990s development of both, residential and commercial rooftop solar as well as utility-scale photovoltaic power stations began to accelerate again due to supply issues with oil and natural gas, global warming concerns, and the improving economic position of PV relative to other energy technologies.[56][61] In the early 2000s, the adoption of feed-in tariffs—a policy mechanism, that gives renewables priority on the grid and defines a fixed price for the generated electricity—led to a high level of investment security and to a soaring number of PV deployments in Europe.

2010s

For several years, worldwide growth of solar PV was driven by European deployment, but it then shifted to Asia, especially China and Japan, and to a growing number of countries and regions all over the world. The largest manufacturers of solar equipment were based in China.[62][63] Although concentrated solar power capacity grew more than tenfold, it remained a tiny proportion of the total,[64]: 51  because the cost of utility-scale solar PV fell by 85% between 2010 and 2020, while CSP costs only fell 68% in the same timeframe.[65]

2020s

Despite the rising cost of materials, such as polysilicon, during the 2021–2022 global energy crisis,[66] utility scale solar was still the least expensive energy source in many countries due to the rising costs of other energy sources, such as natural gas.[67] In 2022, global solar generation capacity exceeded 1 TW for the first time.[68] However, fossil-fuel subsidies have slowed the growth of solar generation capacity.[69]

Current status

About half of installed capacity is utility scale.[70]

Map of solar resources from World bank

Forecasts

Actual annual deployments of solar PV vs predictions by the IEA for the period 2002–2016. Predictions have largely and consistently underestimated actual growth.

Most new renewable capacity between 2022 and 2027 is forecast to be solar, surpassing coal as the largest source of installed power capacity.[71]: 26  Utility scale is forecast to become the largest source of electricity in all regions except sub-Saharan Africa by 2050.[70]

According to a 2021 study, global electricity generation potential of rooftop solar panels is estimated at 27 PWh per year at costs ranging from $40 (Asia) to $240 per MWh (US, Europe). Its practical realization will however depend on the availability and cost of scalable electricity storage solutions.[72]

Photovoltaic power stations

Solar park
The 40.5 MW Jännersdorf Solar Park in Prignitz, Germany

A photovoltaic power station, also known as a solar park, solar farm, or solar power plant, is a large-scale grid-connected photovoltaic power system (PV system) designed for the supply of merchant power. They are different from most building-mounted and other decentralized solar power because they supply power at the utility level, rather than to a local user or users. Utility-scale solar is sometimes used to describe this type of project.

This approach differs from concentrated solar power, the other major large-scale solar generation technology, which uses heat to drive a variety of conventional generator systems. Both approaches have their own advantages and disadvantages, but to date, for a variety of reasons, photovoltaic technology has seen much wider use. As of 2019, about 97% of utility-scale solar power capacity was PV.[73][74]

In some countries, the nameplate capacity of photovoltaic power stations is rated in megawatt-peak (MWp), which refers to the solar array's theoretical maximum DC power output. In other countries, the manufacturer states the surface and the efficiency. However, Canada, Japan, Spain, and the United States often specify using the converted lower nominal power output in MWAC, a measure more directly comparable to other forms of power generation. Most solar parks are developed at a scale of at least 1 MWp. As of 2018, the world's largest operating photovoltaic power stations surpassed 1 gigawatt. At the end of 2019, about 9,000 solar farms were larger than 4 MWAC (utility scale), with a combined capacity of over 220 GWAC.[73]

Most of the existing large-scale photovoltaic power stations are owned and operated by independent power producers, but the involvement of community and utility-owned projects is increasing.[75] Previously, almost all were supported at least in part by regulatory incentives such as feed-in tariffs or tax credits, but as levelized costs fell significantly in the 2010s and grid parity has been reached in most markets, external incentives are usually not needed.

Concentrating solar power stations

Ivanpah Solar Electric Generating System with all three towers under load
Часть солнечного комплекса солнечной энергии (SEGS) параболического мощностью 354 МВт в северном округе Сан-Бернардино, Калифорния.

Commercial concentrating solar power (CSP) plants, also called "solar thermal power stations", were first developed in the 1980s. The 377 MW Ivanpah Solar Power Facility, located in California's Mojave Desert, is the world's largest solar thermal power plant project. Other large CSP plants include the Solnova Solar Power Station (150 MW), the Andasol solar power station (150 MW), and Extresol Solar Power Station (150 MW), all in Spain. The principal advantage of CSP is the ability to efficiently add thermal storage, allowing the dispatching of electricity over up to a 24-hour period. Since peak electricity demand typically occurs at about 5 pm, many CSP power plants use 3 to 5 hours of thermal storage.[76]

Economics

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  что является проблемой для стран, где контракты могут не выполняться, например, для некоторых африканских стран. [4] 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 стоимость солнечной энергии в жилых домах составит 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, Ближнем Востоке, Индии, Юго-Восточной Азии, Австралии и ряде других регионов. [85] : 8 

различные измерения солнечного излучения Ниже представлены (прямое нормальное излучение, глобальное горизонтальное излучение):

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] Кроме 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 без ее сокращения , 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 с лишь ограниченным влиянием 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 реализуются 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 другие штаты США.

Чистый учет

Чистый учет , в отличие от зеленого тарифа , требует только одного счетчика, но он должен быть двунаправленным.

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 разное 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 после прекращения обслуживания либо теряются, либо выплачиваются по ставке от оптовой до розничной ставки или выше, как и избыточные годовые кредиты. [103]

Сообщество солнечной энергии

Общественная солнечная ферма в городе Уитленд, штат Висконсин. [104]

Общественный солнечный проект — это установка солнечной энергии, которая принимает капитал и предоставляет 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

Энергия солнечного света или других возобновляемых источников энергии преобразуется в потенциальную энергию для хранения в таких устройствах, как электрические батареи или резервуары для воды, расположенные на возвышенности. Сохраненная потенциальная энергия позже преобразуется в электричество, которое добавляется в электросеть, даже если исходный источник энергии недоступен.
Соляные резервуары служат хранилищем тепловой энергии. [108] так что выпуск может быть обеспечен после захода солнца, а выпуск можно запланировать в соответствии с требованиями спроса. [109] мощностью 280 МВт Генераторная станция Солана рассчитана на шесть часов хранения энергии. Это позволяет станции вырабатывать около 38% проектной мощности в течение года. [110]
Хранение тепловой энергии . Завод Andasol CSP использует резервуары с расплавленной солью для хранения солнечной энергии.
Гидроаккумулирующая гидроэлектростанция (ГАЭС). Этот объект в Гестахте , Германия, также включает в себя солнечную батарею.

Вариативность

Подавляющее большинство электроэнергии, производимой в 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 использования 100% возобновляемой энергии . сценариях [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]

Хранение 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 68-метровой глубине. 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 ветровая 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 мощности 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]

Сезонный цикл коэффициентов мощности ветровой и фотоэлектрической энергетики в Европе показан в идеализированных предположениях. На рисунке показано балансирующее воздействие ветровой и солнечной энергии в сезонном масштабе (Каспар и др., 2019). [121]

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 уменьшается 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 энергии, такие как солнечная энергия, как правило, требуют инвестиций в определенную комбинацию сетевых соединений, накопления энергии или управления спросом . В странах с высокой выработкой солнечной энергии, таких как Австралия, цены на электроэнергию могут стать отрицательными в середине дня, когда выработка солнечной энергии 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 носит сезонный характер, 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

Выбросы парниковых газов на один источник энергии. Солнечная энергия является одним из источников с наименьшими выбросами парниковых газов.
Часть Senftenberg Solarpark , солнечной фотоэлектрической электростанции, расположенной на территории бывших карьеров недалеко от города Зенфтенберг в Восточной Германии. Первая очередь электростанции мощностью 78 МВт была завершена за три месяца.

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. Углеродный след производства составляет менее 1 кг CO 2 /Вт. [129] и ожидается, что этот показатель снизится, поскольку производители используют больше 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. , [130] но предлагает чистую энергию на оставшуюся часть 30-летнего срока службы. [131]

Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла солнечных электростанций составляют 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 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, будет иметь 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 территорий 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 Влияние 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

Принятие ветровых и солнечных электростанций в своем сообществе сильнее среди демократов США (синий), а атомных электростанций сильнее среди республиканцев США (красный). [158]

Солнечная генерация не может быть отключена геополитикой после ее установки, в отличие от нефти и газа, которые способствуют энергетической безопасности . [159]

По состоянию на 2022 год 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 ). [161]

По данным Международного общества солнечной энергии, доминирование Китая в производстве не является проблемой, поскольку, по их оценкам, производство солнечной энергии не может вырасти более чем до 400 миллиардов долларов США в год, а также потому, что, если поставки Китая будут прекращены, у других стран будут годы, чтобы создать свою собственную промышленность. . [162]

См. также

Ссылки

  1. ^ «Глобальный солнечный атлас» . globalsolaratlas.info . Проверено 12 августа 2022 г.
  2. ^ «Источники энергии: Солнечная» . Министерство энергетики . Архивировано из оригинала 14 апреля 2011 года . Проверено 19 апреля 2011 г.
  3. ^ 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.
  4. ^ Перейти обратно: а б с «Солнечные машины» . Экономист . ISSN   0013-0613 . Проверено 26 июня 2024 г.
  5. ^ «Глобальный обзор электроэнергетики 2022» . Эмбер . 29 марта 2022 г. Проверено 3 апреля 2022 г.
  6. ^ «Приведенная стоимость энергии + на 2023 год» . Лазард . Проверено 14 июня 2023 г.
  7. ^ «Резюме – Обновление рынка возобновляемых источников энергии – Анализ» . МЭА . Июнь 2023 года . Проверено 14 июня 2023 г.
  8. ^ 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.
  9. ^ «Солнечные фотоэлектрические системы – Анализ» . МЭА . Проверено 10 ноября 2022 г.
  10. ^ 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 .
  11. ^ 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.
  12. ^ Перлин 1999 , с. 147.
  13. ^ Перлин 1999 , стр. 18-20.
  14. ^ Корпорация, Боннье (июнь 1931 г.). «Волшебные пластины: коснитесь Солнца для получения энергии» . Научно -популярный : 41 . Проверено 19 апреля 2011 г.
  15. ^ Перлин 1999 , с. 29.
  16. ^ Перлин 1999 , стр. 29-30, 38.
  17. ^ Блэк, Лахлан Э. (2016). Новые перспективы пассивации поверхности: понимание интерфейса Si-Al2O3 (PDF) . Спрингер. п. 13. ISBN  9783319325217 .
  18. ^ Лоек, Бо (2007). История полупроводниковой техники . Springer Science & Business Media . стр. 120 и 321–323. ISBN  9783540342588 .
  19. ^ Блэк, Лахлан Э. (2016). Новые перспективы пассивации поверхности: понимание интерфейса Si-Al2O3 (PDF) . Спрингер. ISBN  9783319325217 .
  20. ^ Перейти обратно: а б с д и 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 оккупации 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.
  21. ^ «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.
  22. ^ 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.
  23. ^ «Тонкопленочные солнечные панели | Американское общество солнечной энергии» .
  24. ^ 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 .
  25. ^ Хамерс, Лорел (26 июля 2017 г.). «Перовскиты дают энергию солнечной промышленности» . Новости науки .
  26. ^ Кодзима, Акихиро; Тешима, Кенджиро; Ширай, Иисус; 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 .
  27. ^ 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.
  28. ^ 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 .
  29. ^ Центр Гельмгольца в Берлине по материалам и энергетике. «Снова мировой рекорд на HZB: КПД тандемных солнечных элементов нового поколения почти 30 %» . Сайт ХЗБ .
  30. ^ Сан, Кай; Ван, Яньян; Сюй, Хаоюань; Чжан, Цзин; Чжу, Юэджин; Ху, Цзыян (2019). «Кратковременная стабильность перовскитных солнечных элементов, на которую влияет модификация интерфейса на месте». Солнечная РРЛ . 3 (9): 1900089. doi : 10.1002/solr.201900089 . S2CID   202229877 .
  31. ^ «Как работает CSP: башня, желоб, Френеля или тарелка» . Солнечные пространства . 11 июня 2018 года . Проверено 14 марта 2020 г.
  32. ^ Мартин и Госвами (2005), стр. 45.
  33. ^ Лейси, Стивен (6 июля 2011 г.). «Испанская электростанция CSP с хранилищем производит электроэнергию 24 часа подряд» . Архивировано из оригинала 12 октября 2012 года.
  34. ^ «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.
  35. ^ «Возобновляемая электроэнергия – анализ» . МЭА . Проверено 4 ноября 2022 г.
  36. ^ «Затраты на производство возобновляемой энергии в 2021 году» . irena.org . 13 июля 2022 г. Проверено 4 ноября 2022 г.
  37. ^ Кейси, Тина (30 сентября 2022 г.). «Министерство энергетики США все еще поддерживает идею концентрации солнечной энергии» . ЧистаяТехника . Проверено 4 ноября 2022 г.
  38. ^ Гаранович, Амир (10 ноября 2021 г.). «Крупнейший в мире гидроплавающий солнечный гибрид запущен в эксплуатацию в Таиланде» . Оффшорная энергетика . Проверено 7 ноября 2022 г.
  39. ^ 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.
  40. ^ «Крупнейший в мире ветро-солнечный гибридный комплекс запущен в эксплуатацию в Индии» . Renewablesnow.com . Проверено 7 ноября 2022 г.
  41. ^ 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.
  42. ^ Который?. «Хранение солнечных батарей» . Который? . Проверено 7 ноября 2022 г.
  43. ^ 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 .
  44. ^ Ван, Женни; Вэнь, Синь; Тан, Цяофэн; Фанг, Гохуа; Лей, Сяохуэй; Ван, Хао; Ян, Цзиньюэ (1 августа 2021 г.). «Потенциальная оценка крупномасштабных гидрофотоэлектрических и ветровых гибридных систем в глобальном масштабе» . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 146 : 111154. doi : 10.1016/j.rser.2021.111154 . ISSN   1364-0321 . S2CID   235925315 .
  45. ^ 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.
  46. ^ 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.
  47. ^ Мерле, Станислас; Торуд, Бьёрн (18 ноября 2020 г.). «Плавающая солнечная энергия, подключенная к гидроэнергетике, может стать будущим возобновляемой энергии» . sciencenorway.no . Проверено 7 ноября 2022 г.
  48. ^ «Доля производства электроэнергии за счет солнечной энергии» . Наш мир в данных . Проверено 15 августа 2023 г.
  49. ^ «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.»
  50. ^ Чейз, Дженни (5 сентября 2023 г.). «Прогноз мирового фотоэлектрического рынка на 3 квартал 2023 года» . БлумбергНЕФ. Архивировано из оригинала 21 сентября 2023 года.
  51. ^ Научный американец . Манн и компания. 10 апреля 1869 г. с. 227.
  52. ^ «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.
  53. ^ Бутти и Перлин (1981), стр. 63, 77, 101.
  54. ^ «Солнечная батарея Bell» (реклама). Аудио, июль 1964, 15.
  55. ^ «Авангард I. Самый старый спутник в мире, все еще находящийся на орбите» . Архивировано из оригинала 21 марта 2015 года . Проверено 24 сентября 2007 г. Общественное достояние В данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  56. ^ 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.
  57. ^ «Книга солнечной энергии - еще раз». Новости Матери-Земли 31: 16–17, январь 1975 г.
  58. ^ Бутти и Перлин (1981), с. 249.
  59. ^ Ергин (1991), стр. 634, 653–673.
  60. ^ «Хроника общества Фраунгофера» . Фраунгофера-Гезельшафт. Архивировано из оригинала 12 декабря 2007 года . Проверено 4 ноября 2007 г.
  61. ^ Солнечная энергия: фотоэлектрическая: Lighting Up The World получено 19 мая 2009 г. Архивировано 13 августа 2010 г. в Wayback Machine .
  62. ^ Колвилл, Финли (30 января 2017 г.). «Топ-10 производителей солнечных батарей в 2016 году» . PV-Tech . Архивировано из оригинала 2 февраля 2017 года.
  63. ^ Болл, Джеффри; и др. (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.
  64. ^ 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 )
  65. ^ Сантамарта, Хосе. «Стоимость концентрированной солнечной энергии снизилась на 16%» . ГЕЛИОСЦСП . Проверено 15 сентября 2022 г.
  66. ^ «Каково влияние роста цен на сырьевые товары и энергию на солнечную фотоэлектрическую, ветровую и биотопливную энергию? – Анализ» . МЭА . Проверено 4 апреля 2022 г.
  67. ^ «Приведенная стоимость энергии, приведенная стоимость хранения и приведенная стоимость водорода» . Lazard.com . Проверено 4 апреля 2022 г.
  68. ^ «В 2021 году мир установит рекордные 168 ГВт солнечной энергии и вступит в эпоху солнечных тераватт» . Солнечная энергетика Европы .
  69. ^ Макдоннелл, Тим (29 августа 2022 г.). «Рост субсидий на ископаемое топливо сдерживает чистую энергетику» . Кварц . Проверено 4 сентября 2022 г.
  70. ^ Перейти обратно: а б Олсон, Дана; Баккен, Бент Эрик. «Солнечная фотоэлектрическая установка коммунального масштаба: от большого к большему» . Дет Норске Веритас . Проверено 15 января 2024 г.
  71. ^ Перейти обратно: а б «Возобновляемая электроэнергия – Возобновляемые источники энергии 2022 – Анализ» . МЭА . Проверено 12 декабря 2022 г.
  72. ^ Корк, Университетский колледж. «Оценка глобального потенциала производства электроэнергии с помощью солнечных фотоэлектрических установок на крышах» . techxplore.com . Проверено 11 октября 2021 г.
  73. ^ 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.
  74. ^ «В 2019 году общая установленная мощность концентрированной солнечной энергии составила 6451 МВт» . ГелиоCSP. 2 февраля 2020 г. Проверено 11 мая 2020 г.
  75. ^ «Расширение возобновляемых источников энергии в электроэнергетике Пакистана» . Всемирный банк . Проверено 17 июля 2022 г.
  76. ^ Что такое пиковый спрос? Архивировано 11 августа 2012 года на сайте Wayback Machine , Energex.com.au.
  77. ^ 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 .
  78. ^ «ЕС рассчитывает получить 140 миллиардов евро за счет налога на непредвиденные доходы энергетических компаний» . Хранитель . 14 сентября 2022 г. Проверено 15 сентября 2022 г.
  79. ^ «Налог на непредвиденные доходы от энергетики ЕС дает британским министрам критерий для их переговоров» . Хранитель . 14 сентября 2022 г. Проверено 15 сентября 2022 г.
  80. ^ «Почему ветер и солнечная энергия являются ключевыми решениями в борьбе с изменением климата» . Эмбер . 9 февраля 2024 г. Проверено 11 февраля 2024 г.
  81. ^ «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.
  82. ^ 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 .
  83. ^ «Солнечная черепица против солнечных панелей: стоимость, эффективность и многое другое (2021 г.)» . ЭкоВотч . 8 августа 2021 г. Проверено 25 августа 2021 г.
  84. ^ «Солнечные фермы: что это такое и сколько они стоят? | EnergySage» . Солнечные новости . 18 июня 2021 г. Проверено 25 августа 2021 г.
  85. ^ 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 .
  86. ^ «Неизбежно ли солнечное будущее?» (PDF) . Университет Эксетера . Проверено 2 октября 2023 г.
  87. ^ «Очевидны береговые линии дневной облачности» . Архивировано из оригинала 22 августа 2017 года . Проверено 22 августа 2017 г.
  88. ^ "Солнечный свет" . Архивировано из оригинала 23 сентября 2015 года . Проверено 6 сентября 2015 г.
  89. ^ «Жизнь в солнечном поясе: потенциал солнечной энергии для Ближнего Востока» . 27 июля 2016 года. Архивировано из оригинала 26 августа 2017 года . Проверено 22 августа 2017 г.
  90. ^ «Деньги, сэкономленные за счет производства электроэнергии из фотоэлектрических систем, и годы окупаемости» . Архивировано из оригинала 28 декабря 2014 года.
  91. ^ 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 .
  92. ^ Перейти обратно: а б с д Салпакари, Юри; 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 .
  93. ^ 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.
  94. ^ «Ценность надежности электричества: данные по внедрению аккумуляторов» . Ресурсы будущего . Проверено 14 июня 2023 г.
  95. ^ 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.
  96. ^ «Коренное производство солнечной энергии: прокладывая курс к солнечной самодостаточной Индии» . www.saurenergy.com . Проверено 8 ноября 2022 г.
  97. ^ «Стимулы возобновляемой энергетики» .
  98. ^ Китай опережает Америку в стремлении перейти на солнечную энергию . Архивировано 6 июля 2013 года в Wayback Machine .
  99. ^ «Энергетические технологии – IHS Technology» . Архивировано из оригинала 2 января 2010 года.
  100. ^ Шанкар, Рави (20 июля 2022 г.). «Что такое схема субсидирования солнечных батарей на крыше/йоджана?» . Таймс оф Индия . Проверено 8 ноября 2022 г.
  101. ^ «Оригинал Net Metering от 21 октября 2012 г.» . dsireusa.org . Проверено 12 октября 2021 г.
  102. ^ «Чистые измерения и межсоединение - веб-сайт ВВЦ Нью-Джерси» . Архивировано из оригинала 12 мая 2012 года.
  103. ^ Менцель, Дашал (25 октября 2023 г.). «Партнерство приносит пользу округу Вернон от использования солнечной энергии» . ВЕАУ . Проверено 22 ноября 2023 г.
  104. ^ «Основы солнечной энергии сообщества» . Energy.gov.ru . Проверено 17 сентября 2021 г.
  105. ^ Филипп, Дженнифер (7 сентября 2022 г.). «Солнечная энергия в Африке на подъеме» . БОРГЕН . Проверено 15 сентября 2022 г.
  106. ^ Буш, Марк Л. (2 сентября 2022 г.). «Тайна новых тарифов на солнечную энергию в Индии» . Холм . Проверено 15 сентября 2022 г.
  107. ^ Райт, Мэтью; Херпс, Патрик; и др. 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.
  108. ^ 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.
  109. ^ 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.
  110. ^ Карр (1976), с. 85.
  111. ^ 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 .
  112. ^ «Преимущества использования расплавленной соли» . Сандия Национальная лаборатория. Архивировано из оригинала 5 июня 2011 года . Проверено 29 сентября 2007 г.
  113. ^ «Фотоэлектрические системы и чистый учет» . Министерство энергетики (США). Архивировано из оригинала 4 июля 2008 года . Проверено 31 июля 2008 г.
  114. ^ 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.
  115. ^ 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.
  116. ^ 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 .
  117. ^ 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.
  118. ^ 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.
  119. ^ «Tesla выпускает домашнюю батарею Powerwall с целью произвести революцию в энергопотреблении» . Ассошиэйтед Пресс. 1 мая 2015 г. Архивировано из оригинала 7 июня 2015 г.
  120. ^ 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.
  121. ^ «Насосное гидроаккумулирование» . Ассоциация по хранению электроэнергии. Архивировано из оригинала 21 июня 2008 года . Проверено 31 июля 2008 г.
  122. ^ Паркинсон, Джайлз (23 октября 2022 г.). « Нам не нужны прорывы в области солнечных технологий, нам просто нужны связи» « . ОбновитьЭкономику . Проверено 8 ноября 2022 г.
  123. ^ 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.
  124. ^ 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 .
  125. ^ «Гибридные ветровые и солнечные электрические системы» . Министерство энергетики США . 2 июля 2012 г. Архивировано из оригинала 26 мая 2015 г.
  126. ^ 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.
  127. ^ «Солнечная энергия и окружающая среда – Управление энергетической информации США (EIA)» . www.eia.gov . Проверено 31 мая 2023 г.
  128. ^ Мюллер, Амели; Фридрих, Лоренц; Райхель, Кристиан; Герцег, Сина; Миттаг, Макс; Нойхаус, Дирк Хольгер (15 сентября 2021 г.). «Сравнительная оценка жизненного цикла кремниевых фотоэлектрических модулей: влияние конструкции модуля, места производства и инвентаря». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 230 : 111277. doi : 10.1016/j.solmat.2021.111277 .
  129. ^ 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.
  130. ^ «Изящное старение: как NREL продлевает срок службы солнечных модулей» . www.nrel.gov . Проверено 15 октября 2022 г.
  131. ^ 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 .
  132. ^ «Углеродная нейтральность в регионе ЕЭК ООН: Комплексная оценка жизненного цикла источников электроэнергии» (PDF) . п. 49.
  133. ^ Перейти обратно: а б «Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла солнечных фотоэлектрических систем» (PDF) .
  134. ^ 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 .
  135. ^ «Гармонизация оценки жизненного цикла» . www.nrel.gov . Проверено 4 декабря 2021 г.
  136. ^ Перейти обратно: а б «Как соотносится землепользование различных источников электроэнергии?» . Наш мир в данных . Проверено 3 ноября 2022 г.
  137. ^ 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 .
  138. ^ ван де Вен, Дирк Ян; Капеллан-Перес, Иньиго; Арто, Иньяки; Каскарро, 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 .
  139. ^ Диаб, Халед. «Есть основания для беспокойства по поводу солнечной энергетики» . www.aljazeera.com . Проверено 15 апреля 2021 г.
  140. ^ 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.
  141. ^ 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.
  142. ^ Герретсен, Изабель. «Плавающие солнечные панели, которые следят за Солнцем» . www.bbc.com . Проверено 29 ноября 2022 г.
  143. ^ Поллард, Джим (29 мая 2023 г.). «Орган ветроэнергетики планирует обеспечить треть электроэнергии Японии» . Азия Финансовая . Проверено 31 мая 2023 г.
  144. ^ «Чистая энергия в Южной Корее» (PDF) .
  145. ^ 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 .
  146. ^ 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 .
  147. ^ «Революция возобновляемых источников энергии увеличит спрос на критически важные минералы» . ОбновитьЭкономику . 5 мая 2021 г. Проверено 5 мая 2021 г.
  148. ^ «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.
  149. ^ «Использованные солнечные панели снабжают энергией развивающийся мир» . Bloomberg.com . 25 августа 2021 г. Проверено 15 сентября 2022 г.
  150. ^ 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.
  151. ^ «Предлагаемая правовая основа ответственности производителей и...» www.roedl.com . Проверено 15 сентября 2022 г.
  152. ^ 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 .
  153. ^ 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 .
  154. ^ 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 .
  155. ^ 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 .
  156. ^ «Решение по водопотреблению для эффективной концентрированной солнечной энергии | Исследования и инновации» . ec.europa.eu . Проверено 4 декабря 2021 г.
  157. ^ 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.
  158. ^ «Сделать солнечную энергию источником энергетической безопасности ЕС | Аналитический центр | Европейский парламент» . www.europarl.europa.eu . Проверено 3 ноября 2022 г.
  159. ^ 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» . Уолл Стрит Джорнал . ISSN   0099-9660 . Проверено 8 сентября 2022 г.
  160. ^ «Опасения по поводу принудительного труда мусульман в Китае нависают над солнечной энергетикой ЕС» . Политик . 10 февраля 2021 г. Проверено 15 апреля 2021 г.
  161. ^ https://www.pv-magazine.com/2024/07/24/chinas-solar-dominance-not-an-issue/

Библиография

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 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: af43ec9133e9603602df94077624d065__1722346980
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/af/65/af43ec9133e9603602df94077624d065.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Solar power - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)