太阳能发电
- 煤: 9,594,341 GWh (38.3%)
- 天然气: 5,793,896 GWh (23.1%)
- 水力: 4,170,035 GWh (16.7%)
- 核能: 2,605,985 GWh (10.4%)
- 石油: 931,351 GWh (3.7%)
- 地热: 81,656 GWh (0.3%)
- 太阳能光热: 10,474 GWh (0.0%)
- 太阳能光伏: 328,038 GWh (1.3%)
- 海洋能: 1,026 GWh (0.0%)
- 风力: 957,694 GWh (3.8%)
- 生质能: 462,167 GWh (1.8%)
- 垃圾焚化: 108,407 GWh (0.4%)
25,081,588GWh
资料来源:IEA[1]
此条目介绍的是使用太阳能产生的电力。关于太阳能的其他用途，请见“太阳能”。
太阳能发电（Solarstrom，Solar power）是指将太阳辐射转化为电能的技术体系，主要分为直接转换的光伏发电（PV）与间接转换的聚光太阳能热发电（CSP）两大类别。光伏技术透过半导体材料的光电效应直接产生电流，而聚光太阳能则运用镜阵系统聚焦阳光，加热传热流体驱动涡轮机组发电，此类系统通常配备太阳追踪装置以提升能效。[2]
商业化太阳能电站的发展始于1980年代，其中美国加利福尼亚州莫哈韦沙漠建立的太阳能发电系统（SEGS）最具代表性，该项目最终扩建至354兆瓦容量，长期保持全球最大聚光太阳能电站纪录。[3]随着技术进步与规模化生产，国际可再生能源机构数据显示，2010至2020年间全球光伏发电成本下降82%，促使太阳能在2014年前后于多国实现电网平价。[4]
根据能源智库Ember统计，太阳能发电占全球电力比例从2015年《巴黎协定》签署时的1%显著成长至2021年的4%，2022年更首次超越核能发电量。[5]美国投资机构Lazard第16版度电成本报告指出，公用事业级太阳能的平准化度电成本已降至每兆瓦时24至96美元，与陆上风电同属最具成本竞争力的发电技术，且较燃气发电低约42%。[6]国际能源署预测，在现行政策情境下，太阳能有望在2030年成为全球最大电力来源。[7]
应用
[编辑]太阳能发电是把阳光转换成电能。阳光可以直接转换成电力使用太阳能光伏，或间接使用聚光太阳能热发电，它通常集中太阳的能量来烧开水，然后用来提供电源。其他技术也存在，如斯特林发动机使用斯特林循环发动机供电。[8]太阳光发电最初仍然是用于小型和中型应用，由光伏电池（太阳能电池） 供电，把太阳能收集和转换成电能。[9]
聚光太阳能发电
[编辑]聚光太阳能发电系统是使用透镜或反射镜，加上跟踪系统，利用光学原理将大面积的阳光聚焦到一个相对细小的集光区中。然后将浓缩的热用作常规电站的热源。[10]在所有这些系统中的工作流体被聚光的太阳光加热，然后将其用于发电或能量存储。储热有效地允许最多24小时的发电。[11]
| 全球光热发电 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 装置量（MW）[12] | 412 | 479 | 535 | 765 | 1,269 | 1,710 | 2,573 | 3,841 | 4,498 | 4,749 | 4,851 | 4,951 |
| 发电量（GWh）[13] | 551 | 685 | 898 | 924 | 1,646 | 2,862 | 4,765 | 5,867 | 8,428 | 9,418 |
光伏技术
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太阳能电池或光伏电池是一个设备，使用的光电效应将光转换成电流。在光电效应中，单个光子的能量仅能够被单个电子吸收，因此，在光照条件一定的情况下，太阳能电池可以看作是一个恒流源。
太阳能光伏发电系统
[编辑]太阳能电池产生的直流电电源与太阳光的强度的波动。对于实际应用，这通常需要转换到目标所需的电压或交流电流，通过使用逆变器。多个太阳能电池模块的内部连接。模块被连接在一起，以形成阵列，然后连接到一个逆变器，在所需的电压，产生的功率，在交流电流时所需的频率/相位。
| 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 装置量(MW) | 651 | 901 | 1,211 | 1,746 | 2,799 | 4,244 | 5,701 | 7,998 | 14,395 | 22,473 |
| 发电量(GWh) | 1,125 | 1,409 | 1,775 | 2,269 | 2,986 | 4,177 | 5,732 | 7,771 | 12,622 | 20,965 |
| 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | ||
| 装置量(MW) | 39,532 | 70,609 | 101,957 | 140,351 | 178,315 | 226,661 | 298,248 | 392,263 | 487,829 | |
| 发电量(GWh) | 33,683 | 65,035 | 100,764 | 139,058 | 197,910 | 260,739 | 328,378 | 453,517 | 584,630 | |
| 占全球发电量比 | 0.16% | 0.29% | 0.44% | 0.59% | 0.83% | 1.07% | 1.32% | 1.77% | 2.20% | |
|
| 发电方法 | 简述 | 每单位电量所产生的二氧化碳 (g CO2/kWhe)（百一分段价） |
|---|---|---|
| 水力发电 | 假设利用水塘，不含水坝建设 | 4 |
| 风力发电厂 | 位于低成本陆地的情境，不含海上型 | 12 |
| 核电 | 以普遍的第二代核反应堆计算 不含更新型科技 |
16 |
| 生物燃料 | 18 | |
| 聚光太阳能热发电 | 22 | |
| 地热发电 | 45 | |
| 太阳能电池 | 多晶硅太阳能电池 生产过程的碳排放 |
46 |
| 燃气发电 | 加装燃气涡轮 联合废热回收蒸汽发生器 |
469 |
| 燃煤发电 | 1001 | |
| 备注：这些数据的原始来源是由1989~2010年间的各种相关研究报告整理而成[15]。 | ||
参见
[编辑]注释
[编辑]- ^ IEA: www.iea.org/statistics/statisticssearch/. [2020-05-02]. （原始内容存档于2019-01-29）.
- ^ Kalogirou, Soteris A. Solar Energy Engineering: Processes and Systems. Academic Press. 2014. ISBN 9780123972705.
- ^ Performance Analysis of Solar Energy Systems. Energy Procedia. 2014, 48: 1604–1615. doi:10.1016/j.egypro.2014.02.181.
- ^ Renewable Power Generation Costs in 2020 (报告). IRENA. 2021 [2023-11-21].
- ^ 引用错误：没有为名为
GER的参考文献提供内容 - ^ Lazard's Levelized Cost of Energy Analysis - Version 16.0 (PDF) (报告). Lazard. 2022-10 [2023-11-21]. （原始内容存档 (PDF)于2023-01-28）.
- ^ World Energy Outlook 2022 (报告). IEA. 2022-10 [2023-11-21].
- ^ Sind Brennstoffzellen umweltfreundlich? Ja, aber.... [2016-05-27]. （原始内容存档于2016-09-21）.
- ^ Solarleuchten ohne Stromanschluss: Vor- und Nachteile im Überblick. [2016-05-27]. （原始内容存档于2016-05-31）.
- ^ Martin and Goswami (2005), p. 45
- ^ Spanish CSP Plant with Storage Produces Electricity for 24 Hours Straight. [2013-08-18]. （原始内容存档于2012-10-12）.
- ^ 12.0 12.1 International Renewable Energy Agency: Renewable Capacity Statistics 2018 PDF （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ International Energy Agency: www.iea.org/statistics/statisticssearch/report/?country=WORLD&product=electricityandheat&year=2015 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ BP: Statistical Review of World Energy 2019 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
- ^ http://srren.ipcc-wg3.de/report/IPCC_SRREN_Annex_II.pdf （页面存档备份，存于互联网档案馆） see page 10 Moomaw, W., P. Burgherr, G. Heath, M. Lenzen, J. Nyboer, A. Verbruggen, 2011: Annex II: Methodology. In IPCC Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Change Mitigation.
