Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

The Solar Settlement , проект устойчивого жилищного строительства во Фрайбурге , Германия.
Photovoltaic SUDI shade - это автономная мобильная станция во Франции, обеспечивающая электроэнергией электромобили с использованием солнечной энергии.

Фотовольтаика ( ФЭ ) - это преобразование света в электричество с использованием полупроводниковых материалов, которые демонстрируют фотоэлектрический эффект - явление, изучаемое в физике , фотохимии и электрохимии . Фотоэлектрический эффект коммерчески используется для производства электроэнергии и в качестве фотосенсоров .

В фотоэлектрической системе используются солнечные модули , каждый из которых состоит из нескольких солнечных элементов , вырабатывающих электроэнергию. Фотоэлектрические установки могут быть наземными, потолочными, настенными или плавающими. Крепление может быть фиксированным или использовать солнечный трекер, чтобы следить за солнцем по небу.

Фотоэлектрические панели стали самым дешевым источником электроэнергии в регионах с высоким потенциалом солнечной энергии, при этом в Катаре цена предложена на уровне 0,01567 долл. США / кВтч в 2020 году. [1] Цены на панели упали в 4 раза в период с 2004 по 2004 год. 2011. Эта конкурентоспособность открывает путь к глобальному переходу к устойчивой энергетике , которая потребуется для смягчения последствий глобального потепления . Бюджет выбросов для CO
2
для достижения цели в 1,5 градуса будет израсходовано в 2028 году, если выбросы останутся на текущем уровне. Однако использование фотоэлектрических модулей в качестве основного источника требует систем хранения энергии или глобального распределения по высоковольтным линиям электропередачи постоянного тока, вызывающих дополнительные расходы, а также ряд других специфических недостатков, таких как нестабильная выработка электроэнергии и требование к энергетическим компаниям: компенсировать слишком много солнечной энергии в структуре предложения более надежными традиционными источниками питания для регулирования пиков спроса и потенциального дефицита.

Солнечные фотоэлектрические системы обладают определенными преимуществами в качестве источника энергии: после установки их работа не вызывает загрязнения и выбросов парниковых газов , они демонстрируют простую масштабируемость в отношении потребностей в энергии, а кремний имеет большую доступность в земной коре, но другие материалы, необходимые в фотоэлектрической системе. производство, такое как серебро, в конечном итоге ограничит дальнейший рост технологии. Другие выявленные серьезные препятствия - это конкуренция за землепользование и нехватка рабочей силы для подачи заявок на финансирование. [2] Производство и установка действительно вызывают загрязнение и выбросы парниковых газов, и не существует жизнеспособных систем для переработки панелей, когда срок их службы истекает через 10–30 лет.

Фотоэлектрические системы уже давно используются в специализированных приложениях в качестве автономных установок, а фотоэлектрические системы , подключенные к сети , используются с 1990-х годов. [3] Фотоэлектрические модули были впервые произведены серийно в 2000 году, когда немецкие экологи и организация Eurosolar получили государственное финансирование для программы строительства десяти тысяч крыш. [4]

Развитие технологий и увеличение масштабов производства в любом случае снизили стоимость [5], повысили надежность и эффективность фотоэлектрических установок. [3] [6] Чистые измерения и финансовые стимулы, такие как льготные льготные тарифы на электроэнергию, вырабатываемую солнечными батареями, во многих странах поддерживают солнечные фотоэлектрические установки. [7] В настоящее время солнечные фотоэлектрические системы используются более чем в 100 странах .

В 2019 году установленная во всем мире фотоэлектрическая мощность увеличилась до более чем 635 гигаватт (ГВт), что покрывает примерно два процента мирового спроса на электроэнергию . [8] После гидроэнергетики и ветра фотоэлектрическая энергия является третьим возобновляемым источником энергии с точки зрения мировой мощности. Международное энергетическое агентство прогнозирует рост на 700 - 880 ГВт от 2019 до 2024. [9]

В 2020 году фотоэлектрическая система на крыше возмещает энергию, необходимую для ее производства, за 1,28 года в Оттаве , Канада , 0,97 года в Катании , Италия и 0,4 года в Джайпуре , Индия . [10]

Фотоэлектрическая энергия выросла как источник энергии, прежде всего, в результате технологического развития, обеспечивающего снижение затрат. [11]

Этимология [ править ]

Термин «фотоэлектрическая» происходит от греческого φῶς ( phōs ), что означает «свет», и от «вольт», единицы электродвижущей силы, вольт , который, в свою очередь, происходит от фамилии итальянского физика Алессандро Вольта , изобретателя аккумулятор ( электрохимический элемент ). Термин «фотоэлектрические» используется в английском языке с 1849 года [12].

Солнечные батареи [ править ]

Солнечные элементы вырабатывают электричество прямо из солнечного света .
Карта фотоэлектрического потенциала оценивает, сколько кВтч электроэнергии может быть произведено из отдельно стоящих модулей c-Si мощностью 1 кВтп, оптимально наклоненных к экватору. Результирующее долгосрочное среднее значение (дневное или ежегодное) рассчитывается на основе данных о погоде временного ряда как минимум за последние 10 лет. Карта опубликована Всемирным банком и предоставлена ​​компанией Solargis.

Фотогальваника наиболее известна как метод производства электроэнергии с использованием солнечных элементов для преобразования солнечной энергии в поток электронов с помощью фотогальванического эффекта . [13] [14]

Солнечные элементы производят электричество постоянного тока из солнечного света, которое можно использовать для питания оборудования или для подзарядки аккумулятора . Первым практическим применением фотоэлектрических элементов было питание орбитальных спутников и других космических аппаратов , но сегодня большинство фотоэлектрических модулей используются в подключенных к сети системах для выработки электроэнергии. В этом случае требуется инвертор для преобразования постоянного тока в переменный . По-прежнему существует меньший рынок автономных систем для удаленных жилищ, лодок , транспортных средств для отдыха , электромобилей , придорожных аварийных телефонов, дистанционного зондирования.И катодная защита от трубопроводов .

В производстве фотоэлектрической энергии используются солнечные модули, состоящие из нескольких солнечных элементов, содержащих полупроводниковый материал. [15] Медные солнечные кабели соединяют модули (кабель модуля), массивы (кабель массива) и подобласти. Из-за растущего спроса на возобновляемые источники энергии в последние годы значительно продвинулось производство солнечных элементов и фотоэлектрических батарей . [16] [17] [18]

Элементы требуют защиты от окружающей среды и обычно плотно упаковываются в солнечные модули.

Мощность фотоэлектрического модуля измеряется в стандартных условиях испытаний (STC) в «Вт p » ( пиковая мощность ). [19] Фактическая выходная мощность в определенном месте может быть меньше или больше этого номинального значения, в зависимости от географического положения, времени суток, погодных условий и других факторов. [20] Коэффициенты емкости солнечных фотоэлектрических батарей обычно ниже 25%, что ниже, чем у многих других промышленных источников электроэнергии. [21]

Производство [ править ]

В целом производственный процесс создания солнечных фотоэлектрических элементов прост в том, что он не требует сборки множества сложных или движущихся частей. Из-за твердотельной природы фотоэлектрических систем они часто имеют относительно длительный срок службы, от 10 до 30 лет. Чтобы увеличить электрическую мощность фотоэлектрической системы, производитель должен просто добавить больше фотоэлектрических компонентов, и из-за этого для производителей важна экономия на масштабе, поскольку затраты снижаются с увеличением мощности. [22]

Хотя известно много типов фотоэлектрических систем, которые, как известно, являются эффективными, фотоэлектрические системы из кристаллического кремния составляли около 90% мирового производства фотоэлектрических систем в 2013 году. Производство кремниевых фотоэлектрических систем состоит из нескольких этапов. Сначала поликремний обрабатывают из добытого кварца до очень чистой (полупроводниковой) степени. Он расплавляется, когда небольшое количество бора, элемент III группы, добавляются, чтобы сделать полупроводник p-типа богатым электронными дырками. Обычно слиток этого раствора выращивают из жидкого поликристалла с использованием затравочного кристалла. Слиток также может быть отлит в изложнице. Пластины из этого полупроводникового материала вырезаются из сыпучего материала проволочными пилами, а затем подвергаются травлению поверхности перед очисткой. Затем пластины помещают в печь для осаждения из паровой фазы фосфора, которая покрывает очень тонкий слой фосфора, элемента группы V, который создает полупроводниковую поверхность n-типа. Чтобы уменьшить потери энергии, на поверхность вместе с электрическими контактами добавляется антибликовое покрытие. После завершения работы ячейки элементы подключаются через электрическую цепь в соответствии с конкретным применением и подготавливаются к отправке и установке. [23]

Фотоэлектрические элементы на кристаллическом кремнии - это только один из типов фотоэлектрических модулей, и хотя они представляют собой большинство солнечных элементов, производимых в настоящее время, существует множество новых и многообещающих технологий, которые могут быть расширены для удовлетворения будущих потребностей в энергии. По состоянию на 2018 год технология кристаллических кремниевых элементов служит основой для нескольких типов фотоэлектрических модулей, включая монокристаллические, мультикристаллические, моно PERC и двусторонние. [24]

Другая более новая технология, тонкопленочные фотоэлектрические элементы, производятся путем осаждения полупроводниковых слоев перовскита , минерала с полупроводниковыми свойствами, на подложку в вакууме. Подложка часто представляет собой стекло или нержавеющую сталь, и эти полупроводниковые слои изготовлены из многих типов материалов, включая теллурид кадмия (CdTe), диселенид меди и индия (CIS), диселенид меди, индия и галлия (CIGS) и аморфный кремний (a-Si ). После нанесения на подложку полупроводниковые слои разделяются и соединяются электрической схемой с помощью лазерного скрайбирования. [25] [26]Перовскитные солнечные элементы являются очень эффективным преобразователем солнечной энергии и обладают отличными оптоэлектронными свойствами для фотоэлектрических целей, но их масштабирование от ячеек лабораторного размера до модулей большой площади все еще исследуется. [27] Тонкопленочные фотоэлектрические материалы могут стать привлекательными в будущем из-за меньших требований к материалам и стоимости изготовления модулей, состоящих из тонких пленок, по сравнению с пластинами на основе кремния. [28] В 2019 году университетские лаборатории в Оксфорде, Стэнфорде и других странах сообщили о перовскитных солнечных элементах с эффективностью 20-25%. [29]

Другие возможные будущие фотоэлектрические технологии включают органические, сенсибилизированные красителями и квантовые точки. [30]Органические фотоэлектрические элементы (OPV) относятся к категории производства тонких пленок и обычно работают в диапазоне эффективности около 12%, что ниже, чем 12–21%, которые обычно наблюдаются у фотоэлектрических модулей на основе кремния. Поскольку органические фотоэлектрические элементы требуют очень высокой чистоты и являются относительно реактивными, их необходимо инкапсулировать, что значительно увеличивает стоимость производства и означает, что они неосуществимы для крупномасштабного увеличения. Сенсибилизированные красителем ФВ по эффективности аналогичны ОПВ, но их значительно проще производить. Однако эти сенсибилизированные красителем фотоэлектрические элементы создают проблемы при хранении, поскольку жидкий электролит токсичен и потенциально может проникать в пластмассу, используемую в элементе. Солнечные элементы на квантовых точках обрабатываются решениями, что означает, что они потенциально масштабируемы, но в настоящее время их максимальная эффективность составляет 12%. [27]

Экономика [ править ]

За прошедшие годы произошли серьезные изменения в основных затратах, отраслевой структуре и рыночных ценах на солнечные фотоэлектрические технологии, и получение целостной картины изменений, происходящих в производственно-сбытовой цепочке во всем мире, является сложной задачей. Это связано с: «быстротой изменения затрат и цен, сложностью цепочки поставок фотоэлектрических систем, которая включает в себя большое количество производственных процессов, балансом системы (BOS) и затратами на установку, связанными с полными фотоэлектрическими системами, выбором разные каналы сбыта и различия между региональными рынками, на которых развертывается фотоэлектрическая энергия ». Дальнейшие сложности возникают из-за множества различных инициатив по поддержке политики, которые были предприняты для облегчения коммерциализации фотоэлектрической энергии в разных странах. [3]

Технологии возобновляемых источников энергии в целом стали дешевле с момента их изобретения. [32] [33] [34]

Затраты на оборудование [ править ]

История цен на ватт для обычных ( c-Si ) солнечных элементов с 1977 года.

В 1977 году цены на солнечные элементы из кристаллического кремния составляли 76,67 долларов за Вт. [35]

Хотя в начале 2000-х годов оптовые цены на модули оставались неизменными на уровне от 3,50 до 4 долларов за Вт из-за высокого спроса в Германии и Испании, обеспечиваемого щедрыми субсидиями и нехваткой поликремния, спрос резко упал из-за внезапного прекращения субсидий в Испании после краха рынка в 2008 году. и цена резко упала до 2,00 долларов за Вт. Производители смогли сохранить положительную операционную маржу, несмотря на падение доходов на 50% из-за инноваций и снижения затрат. В конце 2011 года заводские цены на фотоэлектрические модули из кристаллического кремния внезапно упали ниже отметки $ 1,00 / Вт, что застало многих в отрасли врасплох, и привело к банкротству ряда компаний-производителей солнечных батарей по всему миру. Стоимость $ 1,00 / Вт часто рассматривается в фотоэлектрической отрасли как знак достижения паритета сети.для фотоэлектрических систем, но большинство экспертов не считают эту цену приемлемой. Технологический прогресс, совершенствование производственных процессов и реструктуризация отрасли могут означать, что возможно дальнейшее снижение цен. [3] Средняя розничная цена солнечных элементов, отслеживаемая группой Solarbuzz, упала с 3,50 доллара за ватт до 2,43 доллара за ватт в течение 2011 года. [36] В 2013 году оптовые цены упали до 0,74 доллара за ватт . [35] Это было приведено в качестве доказательства, подтверждающего закон Свонсона , наблюдение, подобное известному закону Мура, согласно которому цены на солнечные элементы падают на 20% при каждом удвоении производственных мощностей отрасли. [35]

Обратите внимание, что цены, упомянутые выше, относятся к «голым» модулям. Другой способ взглянуть на цены модулей - включить затраты на установку. В США, по данным Ассоциации производителей солнечной энергии, цена установленных на крыше фотоэлектрических модулей для домовладельцев упала с 9,00 долларов США за Вт в 2006 году до 5,46 долларов США за Вт в 2011 году. С учетом цен, уплачиваемых промышленными установками, национальная установленная цена снижается до 3,45 долларов США. / Вт. Это заметно выше, чем где-либо в мире: в Германии стоимость установок домовладельцев на крыше в среднем составляет 2,24 доллара за Вт. Считается, что разница в стоимости в первую очередь связана с более высоким нормативным бременем и отсутствием национальной политики в области солнечной энергии в США. [37]

К концу 2012 года у китайских производителей себестоимость самых дешевых модулей составляла $ 0,50 / Вт. [38] На некоторых рынках дистрибьюторы этих модулей могут заработать значительную прибыль, покупая по заводской цене и продавая по самой высокой цене, которую рынок может поддерживать («ценообразование на основе стоимости»). [3]

Приведенная стоимость электроэнергии [ править ]

Levelised стоимость электроэнергии (LCOE) является стоимость за киловатт - час на основе затрат , распределенных по жизни проекта, и считается лучшим показателем для расчета жизнеспособности , чем цена на мощность. LCOE сильно различаются в зависимости от местоположения. [3] LCOE можно считать минимальной ценой, которую потребители должны будут заплатить коммунальной компании, чтобы она окупила инвестиции в новую электростанцию. [11] Сетевой паритет примерно достигается, когда LCOE падает до такой же цены, как и обычные местные сетевые цены, хотя на самом деле расчеты напрямую не сопоставимы. [39] Крупные промышленные фотоэлектрические установки достигли паритета энергосистемы в Калифорнии в 2011 году. [34] [39]В то время считалось, что паритет энергосистемы для крышных систем будет намного дальше. [39] Многие расчеты LCOE не считаются точными, поэтому требуется много допущений. [3] [39] Цены на модули могут упасть и дальше, и LCOE для солнечной энергии может соответственно снизиться в будущем. [40]

Поскольку потребности в энергии растут и падают в течение дня, а солнечная энергия ограничена тем фактом, что солнце садится, компании, работающие с солнечной энергией, должны также учитывать дополнительные затраты на обеспечение более стабильных альтернативных источников энергии в сеть, чтобы стабилизировать систему или каким-то образом накапливать энергию (современные аккумуляторные технологии не могут хранить достаточно энергии). Эти затраты не учитываются в расчетах LCOE, равно как и специальные субсидии или премии, которые могут сделать покупку солнечной энергии более привлекательной. [11] Ненадежность и временные колебания в выработке солнечной и ветровой энергии являются серьезной проблемой. Слишком большое количество этих непостоянных источников энергии может вызвать нестабильность всей сети. [41]

По состоянию на 2017 год цены на солнечные фермы по соглашению о покупке электроэнергии ниже 0,05 доллара США / кВтч являются обычными в Соединенных Штатах, а самые низкие цены в некоторых странах Персидского залива составляли около 0,03 доллара США / кВтч. [42] Целью Министерства энергетики США является достижение нормированной стоимости энергии для солнечных панелей в размере 0,03 доллара США / кВтч для коммунальных предприятий. [43]

Субсидии и финансирование [ править ]

Финансовые стимулы для фотогальваники , такие как зеленые тарифы (FIT), часто предлагаются потребителям электроэнергии для установки и эксплуатации систем солнечной генерации, и в некоторых странах такие субсидии являются единственным способом, с помощью которого фотогальваника может оставаться экономически прибыльной. В Германии субсидии FIT обычно примерно на 0,13 евро выше обычной розничной цены кВтч (0,05 евро). [44] ЦФ на основе PV имеют решающее значение для внедрения отрасли и доступны потребителям более чем в 50 странах по состоянию на 2011 год. Германия и Испания были наиболее важными странами в отношении предложения субсидий для PV, и политика этих стран была обусловленный спросом в прошлом. [3]Некоторые американские компании-производители солнечных элементов неоднократно жаловались, что снижение цен на фотоэлектрические модули было достигнуто благодаря субсидиям правительства Китая и демпингу этих продуктов по ценам ниже справедливых рыночных. Производители США обычно рекомендуют высокие тарифы на зарубежные поставки, чтобы они оставались прибыльными. В ответ на эти опасения администрация Обамы начала взимать пошлины с потребителей этой продукции в США в 2012 году, чтобы поднять цены для отечественных производителей. [3] При администрации Трампа правительство США ввело дополнительные тарифы для потребителей США, чтобы ограничить торговлю солнечными модулями. [ необходима цитата ]Однако США также субсидируют отрасль, предлагая потребителям 30% федерального налогового кредита на покупку модулей. На Гавайях федеральные субсидии и субсидии штата сокращают до двух третей затрат на установку. [37]

Некоторые защитники окружающей среды продвигают идею о том, что следует использовать государственные стимулы, чтобы расширить промышленность по производству фотоэлектрических элементов, чтобы значительно быстрее снизить затраты на электроэнергию, генерируемую фотоэлектрическими батареями, до уровня, при котором она сможет конкурировать с ископаемым топливом на свободном рынке. Это основано на теории, согласно которой, когда производственные мощности удваиваются, эффект масштаба приведет к снижению цен на солнечную продукцию вдвое. [11]

В Калифорнии фотоэлектрическая энергия достигла паритета энергосистемы в 2011 году, который обычно определяется как затраты на производство фотоэлектрической энергии на уровне розничных цен на электроэнергию или ниже (хотя зачастую они все еще выше цен на электростанции для угольной или газовой генерации без учета затрат на распределение и других затрат). Однако во многих странах все еще существует потребность в большем доступе к капиталу для развития фотоэлектрических проектов. Для решения этой проблемы была предложена секьюритизация, которая используется для ускорения развития солнечных фотоэлектрических проектов. [45] [46] Например, SolarCity предложила первую в США систему безопасности, обеспеченную активами, в солнечной отрасли в 2013 году. [47]

Эффективность солнечных батарей [ править ]

Эффективность солнечных элементов варьируется от 6% для солнечных элементов на основе аморфного кремния до 44,0% для экспериментальных многопереходных концентрированных фотоэлектрических элементов . [48] Эффективность преобразования энергии солнечных элементов в коммерчески доступных фотоэлектрических элементах составляет около 14–22%. [49] [50]

Другое [ править ]

Фотоэлектрическая энергия также вырабатывается в течение дня, близкого к пиковому потреблению (до него) в электроэнергетических системах с интенсивным использованием кондиционирования воздуха. Поскольку крупномасштабная работа фотоэлектрических систем требует поддержки в виде вращающихся резервов, их предельные затраты на производство электроэнергии в середине дня обычно самые низкие, но не равны нулю, когда фотоэлектрические системы вырабатывают электроэнергию. Это можно увидеть на Рисунке 1 этой статьи: [51] Что касается жилой недвижимости с частными фотоэлектрическими установками, подключенными к сети, владелец может иметь возможность заработать дополнительные деньги, если включить время генерации, поскольку электроэнергия днем ​​стоит больше, чем ночью. [52]

В 2012 году один журналист предположил, что если бы счета за электроэнергию американцев были увеличены за счет введения дополнительного налога в размере 50 долларов за тонну на выбросы углекислого газа от угольных электростанций, это могло бы позволить солнечным фотоэлектрическим элементам казаться более конкурентоспособными по стоимости для потребителей в большинстве стран. локации. [36]

Обычно постоянный ток (DC), генерируемый солнечными фотоэлектрическими батареями, должен быть преобразован в переменный ток (AC), используемый в энергосистеме, со средней потерей 10% во время преобразования. Поскольку в батареях, используемых в электромобилях, используется постоянный ток, владелец таких продуктов может добиться более высокой эффективности, если он / она каким-то образом сможет подключить батарею непосредственно к солнечному элементу. Дополнительная потеря эффективности происходит при переходе обратно на постоянный ток для устройств и транспортных средств с батарейным питанием. [ необходима цитата ]

Текущие события [ править ]

Для обеспечения наилучшей производительности наземные фотоэлектрические системы стремятся максимально продлить время пребывания лицом к солнцу. Солнечные трекеры достигают этого, перемещая фотоэлектрические модули, следуя за солнцем. [ необходима цитата ] . Статически установленные системы можно оптимизировать путем анализа пути солнца . Фотоэлектрические модули часто устанавливаются на наклон по широте, угол, равный широте , но производительность можно улучшить, отрегулировав угол для лета или зимы. Как правило, как и в случае с другими полупроводниковыми приборами, температура выше комнатной снижает производительность фотоэлектрических модулей. [53]

Ряд солнечных модулей также может быть установлен вертикально друг над другими в башне, если зенитное расстояние от Солнца больше нуля, и башни можно повернуть по горизонтали в целом , и каждый модуль дополнительно вокруг горизонтальной оси. В такой башне модули могут точно следовать за Солнцем. Такое устройство можно описать как лестницу, установленную на поворотном диске. Каждая ступенька этой лестницы - средняя ось прямоугольной солнечной панели . В случае, если зенитное расстояние Солнца достигает нуля, «лестницу» можно повернуть на север или на юг, чтобы солнечный модуль не создавал тени на нижнем. Вместо точно вертикальной башни можно выбрать башню с осью, направленной на полярную звезду., что означает, что он параллелен оси вращения Земли . В этом случае угол между осью и Солнцем всегда больше 66 градусов. В течение дня необходимо только повернуть панели вокруг этой оси, чтобы следовать за Солнцем. Установки могут быть смонтированы на земле (а иногда и интегрированы в сельское хозяйство и выпас скота) [54] или встроены в крышу или стены здания ( фотоэлектрические элементы, встроенные в здание ).

Эффективность [ править ]

Лучшая эффективность исследовательских ячеек

Электрический КПД фотоэлемента - это физическое свойство, которое представляет, сколько электроэнергии может произвести элемент при заданной солнечной радиации . Основное выражение для максимальной эффективности фотоэлектрического элемента дается отношением выходной мощности к падающей солнечной энергии (поток излучения, умноженный на площадь).

[55]

Эффективность измеряется в идеальных лабораторных условиях и представляет собой максимально достижимую эффективность фотоэлемента или модуля. Фактическая эффективность зависит от температуры, освещенности и спектра. [ необходима цитата ]

Самым эффективным типом солнечных элементов на сегодняшний день является многопереходный концентраторный солнечный элемент с эффективностью 46,0% [56], произведенный Fraunhofer ISE в декабре 2014 года. Наивысшие показатели эффективности, достигнутые без концентрации, включают материал Sharp Corporation с 35,8% использования запатентованная технология производства тройных узлов в 2009 году [57] и Boeing Spectrolab (40,7% также используют трехслойную конструкцию). Американская компания Alta Devices, специализирующаяся на производстве фотоэлектрических элементов из арсенида галлия (GaAs), производит коммерческие элементы с эффективностью 26% [58]утверждая, что у нее есть «самый эффективный в мире солнечный» однопереходный элемент, предназначенный для гибких и легких приложений. Что касается кремниевых солнечных элементов, то американская компания SunPower остается лидером с сертифицированным КПД модуля 22,8% [59], что значительно выше среднего рыночного уровня в 15–18%. Однако компании-конкуренты догоняют южнокорейский конгломерат LG (эффективность 21,7% [60] ) или норвежская группа REC (эффективность 21,7%). [61]

Постоянно прилагаются усилия для повышения эффективности преобразования фотоэлементов и модулей, в первую очередь для получения конкурентного преимущества. Чтобы повысить эффективность солнечных элементов, важно выбрать полупроводниковый материал с соответствующей шириной запрещенной зоны, которая соответствует солнечному спектру. Это улучшит электрические и оптические свойства. Улучшение метода сбора платежей также полезно для повышения эффективности. В разработке находится несколько групп материалов. В устройствах сверхвысокого КПД (η> 30%) [62] используются полупроводники GaAs и GaInP2 с многопереходными тандемными ячейками. Высококачественные монокристаллические кремниевые материалы используются для создания высокоэффективных и недорогих ячеек (η> 20%).

Последние разработки в области органических фотоэлектрических элементов (OPV) позволили значительно повысить эффективность преобразования энергии с 3% до более 15% с момента их появления в 1980-х годах. [63] На сегодняшний день самая высокая зарегистрированная эффективность преобразования энергии колеблется от 6,7% до 8,94% для малых молекул, 8,4–10,6% для полимерных OPV и от 7% до 21% для перовскитных OPV. [64] [65] Ожидается, что ОПВ будут играть важную роль на рынке фотоэлектрических систем. Недавние усовершенствования повысили эффективность и снизили стоимость, оставаясь при этом экологически безвредными и возобновляемыми.

Несколько компаний начали встраивать оптимизаторы мощности в фотоэлектрические модули, называемые интеллектуальными модулями . Эти модули выполняют отслеживание точки максимальной мощности (MPPT) для каждого модуля в отдельности, измеряют данные о производительности для мониторинга и предоставляют дополнительные функции безопасности. Такие модули также могут компенсировать эффекты затенения, при которых тень, падающая на секцию модуля, вызывает уменьшение электрического выхода одной или нескольких цепочек ячеек в модуле. [66]

Одна из основных причин снижения производительности ячеек - перегрев. Эффективность солнечного элемента снижается примерно на 0,5% на каждый 1 градус Цельсия повышения температуры. Это означает, что повышение температуры поверхности на 100 градусов может снизить эффективность солнечного элемента примерно наполовину. Самоохлаждающиеся солнечные элементы - одно из решений этой проблемы. Вместо того, чтобы использовать энергию для охлаждения поверхности, пирамиды и конусы могут быть сформированы из кремнезема и прикреплены к поверхности солнечной панели. Это позволяет видимому свету достигать солнечных элементов , но отражает инфракрасные лучи (которые переносят тепло). [67]


Влияние температуры [ править ]

Производительность фотоэлектрического модуля зависит от условий окружающей среды, в основном от общей падающей освещенности G на плоскости модуля. Однако температура T p – n-перехода также влияет на основные электрические параметры: ток короткого замыкания ISC, напряжение холостого хода VOC и максимальную мощность Pmax. Первые исследования поведения фотоэлементов в различных условиях G и T датируются несколько десятилетий назад.1-4 В целом известно, что VOC показывает значительную обратную корреляцию с T, тогда как для ISC эта корреляция прямая, но слабее, так что это приращение не компенсирует уменьшение ЛОС. Как следствие, Pmax уменьшается при увеличении T. Эта корреляция между выходной мощностью солнечного элемента и рабочей температурой его перехода зависит от материала полупроводника,2, и это связано с влиянием T на концентрацию, время жизни и подвижность собственных носителей, то есть электронов и дырок, внутри фотоэлектрической ячейки.

Температурная чувствительность обычно описывается некоторыми температурными коэффициентами, каждый из которых выражает производную параметра, к которому он относится, по температуре перехода. Значения этих параметров можно найти в любом листе данных фотоэлектрического модуля; они следующие:

- β Коэффициент вариации ЛОС относительно T, определяемый как ∂VOC / ∂T.

- α Коэффициент вариации ISC относительно T, определяемый как ∂ISC / ∂T.

- δ Коэффициент вариации Pmax относительно T, определяемый как ∂Pmax / ∂T.


Методы оценки этих коэффициентов по экспериментальным данным можно найти в литературе. [68] В нескольких исследованиях анализируется изменение последовательного сопротивления в зависимости от температуры элемента или модуля. Эта зависимость изучается путем соответствующей обработки вольт-амперной кривой. Температурный коэффициент последовательного сопротивления оценивается с использованием модели одинарного диода или модели двойного диода. [69]

Рост [ править ]

Мировой рост фотоэлектрических элементов на полулогарифмических участках с 1992 г.

Солнечные фотоэлектрические установки стремительно развиваются, и к 2018 году установленная мощность во всем мире достигла примерно 515 гигаватт (ГВт). [70] Общая мощность фотоэлектрических мощностей в мире за календарный год в настоящее время превышает 500 ТВтч электроэнергии. Это составляет 2% мирового спроса на электроэнергию. Более 100 стран используют солнечные фотоэлектрические системы. [71] [72] За Китаем следуют США и Япония , а количество установок в Германии , которая когда-то была крупнейшим производителем в мире, замедляется.

В 2017 году исследование, проведенное в Science, показало, что к 2030 году глобальные установленные мощности фотоэлектрических систем составят от 3000 до 10 000 ГВт. [42] Сценарий изменения парадигмы солнечной генерации EPIA / Greenpeace (ранее называвшийся расширенным сценарием) от 2010 года показывает, что к 2030 году 1845 ГВт фотоэлектрических систем могут вырабатывать примерно 2646 ТВтч электроэнергии в год во всем мире. В сочетании с повышением эффективности использования энергии это обеспечит потребности в электроэнергии более 9% населения мира. К 2050 году более 20% всей электроэнергии можно будет производить за счет фотоэлектрических элементов. [73]

Майкл Либрейх из Bloomberg New Energy Finance ожидает переломного момента для солнечной энергетики. Стоимость энергии ветра и солнца в некоторых частях мира уже ниже, чем у обычного производства электроэнергии, поскольку они резко упали и будут продолжать это делать. Он также утверждает, что электрическая сеть во всем мире значительно расширилась и готова принимать и распределять электроэнергию из возобновляемых источников. Кроме того, мировые цены на электроэнергию находились под сильным давлением со стороны возобновляемых источников энергии, которые отчасти были с энтузиазмом приняты потребителями. [74]

Deutsche Bank ожидает «вторую золотую лихорадку» для фотоэлектрической отрасли. К январю 2014 г. сетевой паритет уже был достигнут по крайней мере на 19 рынках. Фотоэлектрические элементы будут преобладать за пределами зеленых тарифов , становясь более конкурентоспособными по мере увеличения развертывания и дальнейшего падения цен. [75]

В июне 2014 года Barclays понизил рейтинг облигаций коммунальных предприятий США. Barclays ожидает усиления конкуренции за счет роста собственного потребления из-за комбинации децентрализованных фотоэлектрических систем и бытовых хранилищ электроэнергии . Это может коренным образом изменить бизнес-модель коммунального предприятия и трансформировать систему в течение следующих десяти лет, поскольку прогнозируется снижение цен на эти системы. [76]

В 2019 году лидирует Китай с установленной мощностью 205 ГВт. Второй - Европейский Союз с 132 ГВт. Второй штат - США с 76 ГВт. На третьем месте Япония с 63 ГВт. 10-е место занимает Франция с 10 ГВт. Установленная мощность быстро увеличивается за 4 года. Лидером по фотоэлектрической части всей электроэнергетической системы является Гондурас с 14,8%. [77]

По состоянию на 2019 год у Вьетнама самая высокая установленная мощность в Юго-Восточной Азии - около 4,5 ГВт. [78] Среднегодовая скорость установки около 90 Вт на душу населения в год ставит Вьетнам в число мировых лидеров. [78]

Драйверы и препятствия для роста

Обнаружено, что щедрый льготный тариф (FIT) и поддерживающая политика, такая как налоговые льготы, являются основными непосредственными движущими силами бума в области солнечных панелей во Вьетнаме. К основным движущим факторам относятся стремление правительства повысить самообеспеченность энергией и потребность общества в качестве местной окружающей среды. [78]

Ключевым препятствием является ограниченная пропускная способность сети передачи. [78]

Воздействие фотоэлектрических технологий на окружающую среду [ править ]

Виды ударов

Хотя солнечные фотоэлектрические (ФЭ) элементы перспективны для производства чистой энергии, их развертыванию препятствуют производственные затраты, доступность материалов и токсичность. [80] Данные, необходимые для расследования их воздействия, иногда подвержены довольно большой неопределенности. Например, стоимость человеческого труда и потребления воды не оценивается точно из-за отсутствия систематического и точного анализа в научной литературе. [2]

Оценка жизненного цикла (LCA) - это один из методов определения воздействия фотоэлектрических систем на окружающую среду. Было проведено множество исследований различных типов фотоэлектрических модулей, включая первое , второе и третье поколения . Обычно в этих исследованиях PV LCA выбирается граница системы от колыбели до затвора, потому что часто во время проведения исследований это новая технология, еще не коммерчески доступная, и требуемый для нее баланс компонентов системы и методы утилизации неизвестны. [81]

Традиционный LCA может рассматривать множество различных категорий воздействия, начиная от потенциала глобального потепления , экотоксичности , токсичности для человека, истощения водных ресурсов и многих других.

Большинство ОЖЦ фотоэлектрических систем сосредоточены на двух категориях: эквиваленты углекислого газа на кВтч и срок окупаемости энергии (EPBT). EPBT определяется как «время, необходимое для компенсации всей возобновляемой и невозобновляемой первичной энергии, необходимой в течение жизненного цикла фотоэлектрической системы». [82] Обзор EPBT от фотоэлектрических модулей первого и второго поколения в 2015 году [83] показал, что было больше изменений во встроенной энергии, чем в эффективности ячеек, подразумевая, что в основном встроенная энергия должна быть уменьшена, чтобы иметь большее сокращение EPBT. Одна из трудностей в определении воздействий, вызванных ФЭ, состоит в том, чтобы определить, выбрасываются ли отходы в воздух, воду или почву на этапе производства. [84]В настоящее время проводятся исследования, чтобы попытаться понять выбросы и выбросы в течение срока службы фотоэлектрических систем. [84]

Воздействие фотоэлектрических систем первого поколения

Кристаллические кремниевые модули являются наиболее изученным типом фотоэлектрических модулей с точки зрения LCA, поскольку они наиболее часто используются. Монокристаллические кремниевые фотоэлектрические системы (моно-си) имеют средний КПД 14,0%. [85] Ячейки имеют тенденцию повторять структуру переднего электрода, антиотражающей пленки, n-слоя, p-слоя и заднего электрода, при этом солнце попадает на передний электрод. EPBT составляет от 1,7 до 2,7 лет. [86] От колыбели до ворот СО 2 -экв / кВтч колеблется от 37,3 до 72,2 грамма. [87]

Методы производства фотоэлектрических элементов из мультикристаллического кремния (мульти-Si) проще и дешевле, чем моно-си, однако, как правило, создаются менее эффективные элементы, в среднем на 13,2%. [85] EPBT составляет от 1,5 до 2,6 лет. [86] От колыбели до ворот CO 2 -экв / кВтч колеблется от 28,5 до 69 граммов. [87] Некоторые исследования выходили за рамки EPBT и GWP на другие воздействия на окружающую среду. В одном из таких исследований традиционная структура энергопотребления в Греции сравнивалась с многослойной фотоэлектрической системой и обнаружила общее снижение воздействия на 95%, включая канцерогены, экотоксичность, подкисление, эвтрофикацию и одиннадцать других. [88]

Воздействие второго поколения

Теллурид кадмия (CdTe) - один из самых быстрорастущих солнечных элементов на основе тонкой пленки, которые все вместе известны как устройства второго поколения. Это новое тонкопленочное устройство также имеет те же ограничения производительности ( предел эффективности Шокли-Кайссера ), что и обычные Si-устройства, но обещает снизить стоимость каждого устройства за счет сокращения потребления материалов и энергии во время производства. Сегодня доля CdTe на мировом рынке составляет 5,4% по сравнению с 4,7% в 2008 году. [84] Наивысшая эффективность преобразования энергии этой технологии составляет 21%. [89] Структура ячейки включает стеклянную подложку (около 2 мм), прозрачный проводящий слой, буферный слой CdS (50–150 нм), поглотитель CdTe и металлический контактный слой.

Фотоэлектрические системы CdTe требуют меньше энергии для своего производства, чем другие коммерческие фотоэлектрические системы на единицу выработки электроэнергии. Среднее значение CO 2 -экв / кВтч составляет около 18 граммов (от колыбели до ворот). CdTe имеет самый быстрый EPBT из всех коммерческих фотоэлектрических технологий, который варьируется от 0,3 до 1,2 года. [90]

Диселенид меди, индия, галлия (CIGS) представляет собой тонкопленочный солнечный элемент на основе семейства халькопиритовых полупроводников из семейства диселенида меди и индия (CIS) . CIS и CIGS часто взаимозаменяемы в сообществе CIS / CIGS. Структура ячейки включает натриево-кальциевое стекло в качестве подложки, слой Mo в качестве заднего контакта, CIS / CIGS в качестве абсорбирующего слоя, сульфид кадмия (CdS) или Zn (S, OH) x в качестве буферного слоя и ZnO: Al в качестве передний контакт. [91] CIGS составляет примерно 1/100 толщины обычных кремниевых солнечных элементов. Материалы, необходимые для сборки, легко доступны, и их стоимость в расчете на ватт солнечного элемента ниже. Солнечные устройства на основе CIGS устойчивы к снижению производительности с течением времени и очень стабильны в полевых условиях.

Сообщаемое потенциальное воздействие CIGS на глобальное потепление варьируется от 20,5 до 58,8 граммов CO 2 -экв / кВтч электроэнергии, вырабатываемой для различного солнечного излучения (от 1700 до 2200 кВтч / м 2 / год) и эффективности преобразования энергии (7,8-9,12%). [92] EPBT колеблется от 0,2 до 1,4 года, [90] в то время как согласованное значение EPBT было найдено 1,393 года. [83] Токсичность - это проблема буферного слоя модулей CIGS, поскольку он содержит кадмий и галлий. [81] [93] Модули CIS не содержат тяжелых металлов.

Воздействие третьего поколения

Фотоэлементы третьего поколения разработаны для объединения преимуществ устройств первого и второго поколения, и они не имеют предела Шокли-Кайссера , теоретического предела для фотоэлементов первого и второго поколения. Толщина устройства третьего поколения составляет менее 1 мкм. [94]

Одна из появляющихся альтернативных и многообещающих технологий основана на органических-неорганических гибридных солнечных элементах, изготовленных из перовскитов на основе галогенида метиламмония и свинца. Фотоэлектрические элементы на основе перовскита быстро развивались за последние несколько лет и стали одной из самых привлекательных областей для исследований в области фотоэлектрических систем. [95] Структура ячейки включает металлический задний контакт (который может быть сделан из Al, Au или Ag), слой переноса дырок (спиро-MeOTAD, P3HT, PTAA, CuSCN, CuI или NiO) и слой абсорбера (CH 3 NH 3 PbIxBr 3 -x, CH 3 NH 3 PbIxCl 3 -x или CH 3 NH 3 PbI 3 ), слой переноса электронов (TiO, ZnO, Al2 O 3 или SnO 2 ) и верхний контактный слой (оксид олова, легированный фтором, или оксид индия, легированный оловом).

Существует ограниченное количество опубликованных исследований, посвященных влиянию перовскитных солнечных элементов на окружающую среду. [95] [96] [97] Главной проблемой для окружающей среды является свинец, используемый в абсорбирующем слое. Из-за нестабильности перовскитных ячеек свинец может со временем попадать в пресную воду на этапе использования. Эти исследования LCA изучали человеческую и экотоксичность перовскитных солнечных элементов и обнаружили, что они были на удивление низкими и, возможно, не были проблемой для окружающей среды. [96] [97] Потенциал глобального потепления ФВ перовскита находился в диапазоне 24–1500 граммов CO 2.-экв. / кВтч выработки электроэнергии. Аналогичным образом, EPBT опубликованной статьи составляет от 0,2 до 15 лет. Большой диапазон представленных значений подчеркивает неопределенности, связанные с этими исследованиями. Celik et al. (2016) критически обсудили допущения, сделанные в исследованиях перовскитного PV LCA. [95]

Двумя новыми многообещающими тонкопленочными технологиями являются сульфид меди, цинка и олова (Cu 2 ZnSnS 4 или CZTS), [81] фосфид цинка (Zn 3 P 2 ) [81] и однослойные углеродные нанотрубки (SWCNT). [98] Эти тонкие пленки в настоящее время производятся только в лаборатории, но могут быть коммерциализированы в будущем. Ожидается, что производство процессов CZTS и (Zn 3 P 2 ) будет аналогично технологиям производства тонких пленок CIGS и CdTe, соответственно. В то время как поглощающий слой из SWCNT PV предполагается синтезировать методом CoMoCAT. [99]В отличие от традиционных тонких пленок, таких как CIGS и CdTe, фотоэлектрические панели CZTS, Zn 3 P 2 и SWCNT изготавливаются из обильных нетоксичных материалов и могут производить больше электричества в год, чем в настоящее время потребляется во всем мире. [100] [101] Хотя CZTS и Zn 3 P 2 являются многообещающими по этим причинам, конкретные экологические последствия их промышленного производства еще не известны. Потенциал глобального потепления CZTS и Zn 3 P 2 составил 38 и 30 граммов CO 2 -экв / кВтч, в то время как их соответствующие EPBT составили 1,85 и 0,78 года, соответственно. [81] В целом, CdTe и Zn 3P 2 оказывает аналогичное воздействие на окружающую среду, но может немного превзойти CIGS и CZTS. [81] Celik et al. провела первое исследование LCA воздействия на окружающую среду ФЭ из SWCNT, включая лабораторное устройство с эффективностью 1% и четырехэлементное тандемное устройство с эффективностью 28%, и интерпретировала результаты, используя моно-Si в качестве ориентира. [98] результаты показывают, что по сравнению с монокристаллическим Si (моно-Si), воздействие на окружающую среду от 1% ОСУНТ было в ~ 18 раз выше, в основном из-за короткого срока службы в три года. Однако даже при таком же коротком сроке службы 28% -ный элемент оказывал меньшее воздействие на окружающую среду, чем моно-Si.

Органические и полимерные фотоэлектрические элементы (OPV) - относительно новая область исследований. Традиционные слои структуры ячеек OPV состоят из полупрозрачного электрода, слоя блокировки электронов, туннельного перехода, слоя блокировки отверстий, электрода, при этом солнце попадает на прозрачный электрод. OPV заменяет серебро на углерод в качестве электродного материала, что снижает стоимость производства и делает их более экологически чистыми. [102] OPV отличаются гибкостью, малым весом и хорошо подходят для массового производства при прокатном производстве. [103] OPV использует «только изобилие элементов в сочетании с чрезвычайно низкой воплощенной энергией за счет очень низких температур обработки с использованием только окружающих условий обработки на простом печатном оборудовании, что обеспечивает время окупаемости энергии».[104] Текущий КПД колеблется от 1 до 6,5%, [82] [105], однако теоретический анализ показывает многообещающий КПД выше 10%. [104]

Существует множество различных конфигураций ОПВ с использованием разных материалов для каждого слоя. Технология OPV конкурирует с существующими фотоэлектрическими технологиями с точки зрения EPBT, даже если в настоящее время они имеют более короткий срок эксплуатации. В исследовании 2013 года было проанализировано 12 различных конфигураций, все с эффективностью 2%, EPBT варьировался от 0,29 до 0,52 года на 1 м 2 фотоэлектрической панели . [106] Среднее значение CO 2- экв / кВтч для ОПВ составляет 54,922 грамма. [107]

Приложения [ править ]

Фотоэлектрические системы [ править ]

Фотоэлектрическая система или солнечная фотоэлектрическая система - это система питания, предназначенная для подачи полезной солнечной энергии с помощью фотоэлектрических элементов. Он состоит из нескольких компонентов, включая солнечные панели для поглощения и прямого преобразования солнечного света в электричество, солнечный инвертор для изменения электрического тока с постоянного на переменный, а также монтаж, кабели и другие электрические аксессуары. Фотоэлектрические системы варьируются от небольших, устанавливаемых на крыше или встраиваемых в здание систем мощностью от нескольких единиц до нескольких десятков киловатт до крупных электростанций мощностью в сотни мегаватт . В настоящее время большинство фотоэлектрических систем подключены к сети , в то время как автономные. системы составляют лишь небольшую часть рынка.

  • Интегрированные системы крыш и зданий
ФЭ на крыше фахверкового дома
Фотоэлектрические батареи часто ассоциируются со зданиями: они либо встроены в них, либо установлены на них, либо установлены поблизости на земле. Крышные фотоэлектрические системы чаще всего модернизируются в существующих зданиях, обычно устанавливаются поверх существующей конструкции крыши или на существующих стенах. В качестве альтернативы массив может быть расположен отдельно от здания, но подключен кабелем для подачи питания в здание. Интегрированные в здание фотоэлектрические элементы (BIPV) все чаще встраиваются в крышу или стены новых жилых и промышленных зданий в качестве основного или вспомогательного источника электроэнергии. [108]Иногда также используется кровельная черепица со встроенными фотоэлементами. При наличии открытого зазора, в котором может циркулировать воздух, солнечные панели, установленные на крыше, могут обеспечивать пассивное охлаждение зданий в течение дня, а также удерживать накопленное тепло в ночное время. [109] Обычно жилые системы на крышах имеют небольшую мощность - около 5–10 кВт, в то время как коммерческие системы на крышах часто составляют несколько сотен киловатт. Хотя системы на крыше намного меньше, чем наземные электростанции общего назначения, на них приходится большая часть установленной мощности во всем мире. [110]
  • Концентратор фотоэлектрические
Фотовольтаика с концентратором (CPV) - это фотоэлектрическая технология, которая в отличие от обычных фотоэлектрических систем с плоскими пластинами использует линзы и изогнутые зеркала для фокусировки солнечного света на небольших, но высокоэффективных многопереходных (MJ) солнечных элементах. Кроме того, в системах CPV часто используются солнечные трекеры, а иногда и система охлаждения для дальнейшего повышения их эффективности. Текущие исследования и разработки стремительно повышают их конкурентоспособность в сегменте коммунальных услуг и в областях с высокой солнечной инсоляцией .
  • Фотоэлектрический тепловой гибридный солнечный коллектор
Фотоэлектрические тепловые гибридные солнечные коллекторы (PVT) - это системы, которые преобразуют солнечное излучение в тепловую и электрическую энергию. Эти системы объединяют фотоэлектрический элемент, преобразующий солнечный свет в электричество, с солнечным тепловым коллектором , который улавливает оставшуюся энергию и отводит отработанное тепло из фотоэлектрического модуля. Улавливание как электричества, так и тепла позволяет этим устройствам иметь более высокую эксергию и, таким образом, быть более энергоэффективными в целом, чем солнечные фотоэлектрические или только солнечные тепловые. [111] [112]
  • Энергостанции
Спутниковый снимок солнечной фермы Топаз
Во всем мире построено много солнечных ферм для коммунальных предприятий . В 2011 году 579 мегаватт (МВт AC ) Solar Star был предложен проект, который последует Sunlight Desert Solar Farm и Topaz Solar Farm в будущем, и с мощностью 550 МВт переменного тока , который будет построен американской компанией- First Solar , использующая модули CdTe , тонкопленочную фотоэлектрическую технологию. Все три электростанции будут расположены в калифорнийской пустыне. [113] Когда в 2015 году был завершен проект Solar Star, это была крупнейшая в то время фотоэлектрическая электростанция . [114]
  • Агривольтаика
По всему миру был создан ряд экспериментальных солнечных ферм, которые пытаются объединить производство солнечной энергии с сельским хозяйством . Итальянский производитель продвигает дизайн, который отслеживает ежедневный путь солнца по небу, чтобы вырабатывать больше электроэнергии, чем обычные стационарные системы. [115]
  • Электрификация сельской местности
Развивающиеся страны, где многие деревни часто находятся на расстоянии более пяти километров от электросети, все чаще используют фотоэлектрические системы. В отдаленных районах Индии программа сельского освещения предусматривает использование светодиодного освещения на солнечных батареях вместо керосиновых ламп. Лампы на солнечных батареях продавались примерно по цене керосина, запасенного на несколько месяцев. [116] [117] Куба работает над тем, чтобы обеспечить солнечной энергией районы, которые не подключены к электросети. [118] Более сложные применения внесетевого использования солнечной энергии включают в себя 3D-принтеры . [119] 3D-принтеры RepRap питаются от солнечной энергии с использованием фотоэлектрической технологии, [120] что позволяет производить распределенное производство.для устойчивого развития . Это области, в которых социальные издержки и выгоды являются отличным аргументом в пользу перехода на солнечную энергию, хотя из-за отсутствия рентабельности такие усилия были отнесены к гуманитарным усилиям. Однако в 1995 году было обнаружено, что проекты электрификации сельских районов с использованием солнечной энергии трудно поддерживать из-за неблагоприятной экономической ситуации, отсутствия технической поддержки и унаследованных скрытых мотивов передачи технологий с севера на юг. [121]
  • Автономные системы
Примерно десять лет назад фотоэлектрические панели часто использовались для питания калькуляторов и новых устройств. Улучшения в интегральных схемах и жидкокристаллических дисплеях с низким энергопотреблением позволяют питать такие устройства в течение нескольких лет между заменами батарей, что делает использование фотоэлектрических элементов менее распространенным. Напротив, удаленные стационарные устройства, работающие на солнечной энергии, в последнее время все чаще используются в местах, где из-за значительной стоимости подключения электроэнергия в сети становится непомерно дорогой. К таким приложениям относятся солнечные лампы , водяные насосы, [122] парковочные счетчики , [123] [124] телефоны аварийной службы , уплотнители мусора , [125] временные дорожные знаки, зарядные станции, [126] [127] и удаленные посты охраны и сигналы.
  • Плавающая солнечная
Там, где земля может быть ограничена, фотоэлектрические панели могут быть развернуты как плавающие солнечные . В мае 2008 года на винодельне Far Niente в Оквилле, штат Калифорния, была создана первая в мире «плавучая электрическая» система, установив 994 фотоэлектрических солнечных панели на 130 понтонов и разместив их на ирригационном пруду винодельни. Плавающая система вырабатывает около 477 кВт пиковой мощности и в сочетании с рядом ячеек, расположенных рядом с прудом, способна полностью компенсировать потребление электроэнергии винодельней. [128]Основное преимущество плавучей системы состоит в том, что она позволяет избежать необходимости жертвовать ценной земельной площадью, которую можно было бы использовать для других целей. В случае с винодельней Far Niente плавучая система сэкономила три четверти акра, которые потребовались бы для наземной системы. Вместо этого этот участок земли можно использовать для сельского хозяйства. [129] Еще одним преимуществом плавающей солнечной системы является то, что панели хранятся при более низкой температуре, чем на суше, что приводит к более высокой эффективности преобразования солнечной энергии. Плавающие панели также уменьшают количество воды, теряемой за счет испарения, и препятствуют росту водорослей. [130]
  • В транспорте
Solar Impulse 2, солнечный самолет
Фотоэлектрические панели традиционно использовались для производства электроэнергии в космосе. Фотоэлектрические системы редко используются для обеспечения движущей силы в транспортных средствах, но все чаще используются для обеспечения вспомогательной энергии на лодках и автомобилях. Некоторые автомобили оснащены кондиционерами на солнечных батареях, чтобы ограничить температуру в салоне в жаркие дни. [131] Автономный солнечный автомобиль будет иметь ограниченную мощность и полезность, но электромобиль, заряженный от солнечной энергии, позволяет использовать солнечную энергию для транспортировки. Были продемонстрированы автомобили, лодки [132] и самолеты [133] , работающие на солнечных батареях, наиболее практичными и вероятными из которых являются автомобили на солнечных батареях . [134] Швейцарский солнечный самолет ,Solar Impulse 2 совершил самый продолжительный беспосадочный одиночный полет в истории и совершил первое воздушное кругосветное плавание на солнечной энергии в 2016 году.
  • Телекоммуникации и сигнализация
Солнечная фотоэлектрическая энергия идеально подходит для телекоммуникационных приложений, таких как местная телефонная станция, радио- и телевещание, микроволновая печь и другие формы электронных коммуникационных каналов. Это связано с тем, что в большинстве телекоммуникационных приложений аккумуляторные батареи уже используются, а электрическая система в основном работает на постоянном токе. В холмистой и гористой местности радио- и телесигналы могут не доходить, поскольку они блокируются или отражаются обратно из-за холмистой местности. В этих местах установлены маломощные передатчики (LPT) для приема и ретрансляции сигнала местному населению. [135]
  • Применение космических аппаратов
Часть солнечной батареи Юноны
Солнечные панели на космических кораблях обычно являются единственным источником энергии для работы датчиков, активного нагрева и охлаждения и связи. Батарея хранит эту энергию для использования, когда солнечные панели находятся в тени. В некоторых эта энергия также используется для приведения в движение космического корабля - электрическая тяга . [136] Космические аппараты были одним из первых применений фотоэлектрической энергии, начиная с кремниевых солнечных батарей, используемых на спутнике Vanguard 1 , запущенном США в 1958 году. [137] С тех пор солнечная энергия использовалась в различных миссиях, начиная с MESSENGER. зондом к Меркурию, так далеко в солнечной системе, как Юноназонд к Юпитеру. Самая большая солнечная энергетическая система, летающая в космос, - это электрическая система Международной космической станции . Чтобы увеличить мощность, вырабатываемую на килограмм, в типичных солнечных панелях космических кораблей используются дорогие, высокоэффективные и плотно упакованные прямоугольные многопереходные солнечные элементы, изготовленные из арсенида галлия (GaAs) и других полупроводниковых материалов. [136]
  • Специальные энергосистемы
Фотоэлектрические элементы могут также использоваться в качестве устройств преобразования энергии для объектов с повышенными температурами и с предпочтительной излучательной способностью, например, гетерогенные камеры сгорания . [138]
  • Внутренняя фотогальваника (IPV)
Внутренние фотоэлектрические элементы могут обеспечивать питание Интернета вещей , например интеллектуальных датчиков и устройств связи, обеспечивая решение таких ограничений батареи , как энергопотребление, токсичность и техническое обслуживание. Окружающее внутреннее освещение, такое как светодиоды и люминесцентные лампы , излучает достаточно излучения для питания небольших электронных устройств или устройств с низким энергопотреблением. [139] В этих приложениях внутренние фотоэлектрические устройства смогут повысить надежность и продлить срок службы беспроводных сетей , что особенно важно с учетом значительного количества беспроводных датчиков, которые будут установлены в ближайшие годы. [140]
Из - за отсутствия доступа к солнечной радиации , то интенсивность энергии собирали в помещении фотовольтаики, как правило , на три порядка меньше , чем солнечный свет, который будет влиять на эффективность фотоэлементов. Оптимальная ширина запрещенной зоны для сбора света в помещении составляет около 1,9–2 эВ по сравнению с оптимальным значением 1,4 эВ для сбора света на открытом воздухе. Увеличение оптимальной ширины запрещенной зоны также приводит к увеличению напряжения холостого хода (VOC) , что также влияет на эффективность. [139] Кремнийфотоэлектрические элементы, наиболее распространенный тип фотоэлементов на рынке, могут достигать эффективности только около 8% при использовании окружающего света в помещении, по сравнению с их эффективностью 26% при солнечном свете. Одна из возможных альтернатив - использовать аморфный кремний, a-Si , поскольку он имеет более широкую запрещенную зону на 1,6 эВ по сравнению с его кристаллическим аналогом, что делает его более подходящим для захвата спектров света внутри помещений. [141]
Другие перспективные материалы и технологии для внутренней фотоэлектрической энергии включают тонкопленочные материалы , сборщики света III-V, органические фотоэлектрические элементы (OPV) и солнечные элементы из перовскита .
  • Тонкопленочные материалы, в частности CdTe , показали хорошие характеристики в условиях низкой освещенности и рассеянного света с шириной запрещенной зоны 1,5 эВ. [142]
  • Некоторые элементы III-V с одним переходом имеют ширину запрещенной зоны в диапазоне от 1,8 до 1,9 эВ, которые, как было показано, поддерживают хорошие характеристики при внутреннем освещении с эффективностью более 20%. [143] [144]
  • Существуют различные органические фотоэлектрические системы, которые продемонстрировали эффективность более 16% от внутреннего освещения, несмотря на низкую эффективность сбора энергии под солнечным светом. [145] Это связано с тем, что OPV имеют большой коэффициент поглощения, регулируемые диапазоны поглощения, а также небольшие токи утечки в тусклом свете, что позволяет им преобразовывать внутреннее освещение более эффективно по сравнению с неорганическими PV. [139]
  • Солнечные элементы из перовскита были протестированы на эффективность более 25% при слабом освещении. [146] В то время как солнечные элементы из перовскита часто содержат свинец, что вызывает опасения по поводу токсичности, материалы, созданные на основе перовскита, также являются многообещающими в качестве фотоэлектрических элементов для помещений. [147] Несмотря на то, что перовскитовые клетки проводятся, необходимы дальнейшие исследования, чтобы изучить его возможности для IPV и разработать продукты, которые можно использовать в Интернете вещей.

Фотодатчики [ править ]

Фотодатчики являются датчиками из света или другого электромагнитного излучения . [148] Фотодетектор имеет p – n-переход, который преобразует световые фотоны в ток. Поглощенные фотоны образуют электронно-дырочные пары в обедненной области . Фотодиоды и фототранзисторы - несколько примеров фотодетекторов. Солнечные элементы преобразуют часть поглощенной световой энергии в электрическую.

Преимущества [ править ]

122  ПВт солнечного света, достигающего поверхности Земли, очень много - почти в 10 000 раз больше, чем 13 ТВт эквивалента средней энергии, потребляемой людьми в 2005 году. [149] Такое изобилие наводит на мысль, что совсем скоро солнечная энергия станет основным источником энергии в мире. [150] Кроме того, солнечная генерация электроэнергии имеет самую высокую плотность мощности (в среднем 170 Вт / м 2 ) среди возобновляемых источников энергии. [149]

Солнечная энергия не загрязняет окружающую среду во время использования, что позволяет сократить загрязнение, когда она заменяется другими источниками энергии. Например, по оценкам Массачусетского технологического института , 52 000 человек в год преждевременно умирают в США из-за загрязнения на угольных электростанциях [151], и всех этих смертей, кроме одной, можно предотвратить, если использовать фотоэлектрическую энергию вместо угля. [152] [153] Конечные отходы производства и выбросы можно регулировать с помощью существующих средств контроля загрязнения. Технологии вторичной переработки отходов находятся в стадии разработки [154], и разрабатываются стратегии, поощряющие вторичную переработку со стороны производителей. [155]

В идеале фотоэлектрические установки могут работать в течение 100 лет или даже более [156] с минимальным обслуживанием или вмешательством после их первоначальной настройки, поэтому после первоначальных капитальных затрат на строительство любой солнечной электростанции эксплуатационные расходы чрезвычайно низки по сравнению с существующими энергетическими технологиями.

Подключенную к сети солнечную электроэнергию можно использовать на местном уровне, что снижает потери при передаче / распределении (потери при передаче в США составляли примерно 7,2% в 1995 г.). [157]

По сравнению с ископаемыми и ядерными источниками энергии, очень мало денег на исследования было вложено в разработку солнечных элементов, поэтому есть значительные возможности для улучшения. Тем не менее, экспериментальные солнечные элементы с высоким КПД уже имеют КПД более 40% в случае концентрирования фотоэлектрических элементов [158], и эффективность быстро растет, в то время как затраты на массовое производство быстро падают. [159]

В некоторых штатах США большая часть инвестиций в систему, устанавливаемую на дому, может быть потеряна, если домовладелец переезжает и покупатель оценивает систему меньше, чем продавец. Город Беркли разработал инновационный метод финансирования, чтобы снять это ограничение, добавив налоговую оценку, которая передается вместе с домом для оплаты солнечных панелей. [160] Теперь известное как PACE , Чистая энергия с оценкой собственности, 30 штатов США продублировали это решение. [161]

Есть свидетельства, по крайней мере, в Калифорнии, что наличие установленной дома солнечной системы может действительно повысить стоимость дома. Согласно статье, опубликованной в апреле 2011 года Национальной лабораторией Эрнеста Орландо Лоуренса Беркли под названием «Анализ влияния фотоэлектрических систем в жилых домах на цены продажи жилья в Калифорнии»:

Исследование находит убедительные доказательства того, что дома с фотоэлектрическими системами в Калифорнии были проданы по более высокой цене, чем сопоставимые дома без фотоэлектрических систем. В частности, оценки средних надбавок за фотоэлектрические компоненты варьируются от примерно 3,9 до 6,4 долларов за установленный ватт (DC) среди большого количества различных спецификаций моделей, при этом стоимость большинства моделей составляет около 5,5 долларов за ватт. Это значение соответствует надбавке примерно в 17 000 долларов за относительно новую фотоэлектрическую систему мощностью 3100 ватт (средний размер фотоэлектрических систем в исследовании). [162]

Недостатки [ править ]

  • Загрязнение и энергия в производстве

Фотоэлектрические системы были хорошо известным методом производства чистой электроэнергии без выбросов. Фотоэлектрические системы часто состоят из фотоэлектрических модулей и инвертора (меняющего постоянный ток на переменный). Фотоэлектрические модули в основном изготавливаются из фотоэлементов, которые принципиально не отличаются от материала, из которого изготавливаются компьютерные микросхемы. Процесс производства фотоэлементов является энергоемким и включает очень ядовитые и экологически токсичные химические вещества. В мире есть несколько заводов по производству фотоэлектрических модулей, которые производят фотоэлектрические модули с энергией, производимой из фотоэлектрических элементов. Эта противодействующая мера значительно снижает углеродный след процесса производства фотоэлементов. Управление химическими веществами, используемыми и производимыми в процессе производства, регулируется местными законами и постановлениями предприятий. [ необходима цитата ]

  • Воздействие на электрическую сеть
Сети с высоким уровнем проникновения возобновляемых источников энергии обычно нуждаются в более гибкой генерации, чем в генерации базовой нагрузки.

Для солнечных фотоэлектрических систем, устанавливаемых на крыше, поток энергии становится двусторонним. Когда местной генерации больше, чем потребления, электроэнергия экспортируется в сеть, что позволяет проводить чистые измерения . Однако электрические сети традиционно не предназначены для двусторонней передачи энергии, что может вызвать технические проблемы. Проблема перенапряжения может возникнуть, когда электричество будет перетекать из этих фотоэлектрических домов обратно в сеть. [163] Существуют решения для управления проблемой перенапряжения, такие как регулирование коэффициента мощности фотоэлектрического инвертора, новое оборудование для контроля напряжения и энергии на уровне распределителя электроэнергии, перенаправление электрических проводов, управление со стороны спроса и т. Д. Часто существуют ограничения и затраты, связанные с этими решениями.

Высокая выработка в середине дня снижает чистый спрос на выработку электроэнергии, но более высокий пиковый чистый спрос по мере захода солнца может потребовать быстрого наращивания мощности генерирующих станций, создавая профиль нагрузки, называемый кривой утки .

  • Последствия для управления счетами за электроэнергию и инвестиций в энергию

Не существует серебряной пули в отношении электроэнергии или спроса на электроэнергию и управления счетами, потому что клиенты (объекты) имеют разные конкретные ситуации, например, разные потребности в комфорте / удобстве, разные тарифы на электроэнергию или разные модели использования. Тариф на электроэнергию может включать несколько элементов, таких как ежедневная плата за доступ и учет, плата за электроэнергию (на основе кВтч, МВтч) или плата за пиковое потребление (например, цена за максимальное 30-минутное потребление энергии в месяц). Фотоэлектрические системы являются многообещающим вариантом для снижения платы за электроэнергию, когда цены на электроэнергию достаточно высоки и постоянно растут, например, в Австралии и Германии. Однако для участков с платой за пиковое потребление фотоэлектрическая энергия может быть менее привлекательной, если пиковые потребности в основном происходят с позднего вечера до раннего вечера, например, в жилых районах. Общий,Инвестиции в энергетику - это в значительной степени экономическое решение, и лучше принимать инвестиционные решения на основе систематической оценки вариантов улучшения работы, энергоэффективности, производства на месте и хранения энергии.[164] [165]

См. Также [ править ]

  • Активный солнечный
  • Agrivoltaic
  • Американское общество солнечной энергии
  • Аномальный фотоэлектрический эффект
  • Медь в возобновляемых источниках энергии § Производство солнечной фотоэлектрической энергии
  • Стоимость электроэнергии по источникам
  • Управление спросом на энергию
  • Электродвижущая сила § Солнечный элемент
  • Графен § Солнечные элементы
  • Список фотоэлектрических компаний
  • Список производителей солнечных батарей
  • Фотоэлектрохимическая ячейка
  • Квантовая эффективность § Квантовая эффективность солнечных элементов
  • Коммерциализация возобновляемой энергии
  • Ткань солнечных батарей
  • Гарантия качества солнечных модулей
  • Солнечный фотоэлектрический мониторинг
  • Солнечная тепловая энергия
  • Теория солнечных батарей

Ссылки [ править ]

  1. ^ "KAHRAMAA и Siraj Energy подписывают соглашения о солнечной фотоэлектрической электростанции Аль-Харсаах" . Катарская корпорация General Electricity & Water Corporation «KAHRAMAA» . Проверено 26 января 2020 года .
  2. ^ а б Ло Фортепиано, Самуэле; Маюми, Козо (2017). «К комплексной оценке производительности фотоэлектрических систем для производства электроэнергии» . Прикладная энергия . 186 (2): 167–74. DOI : 10.1016 / j.apenergy.2016.05.102 .
  3. ^ a b c d e f g h я Базилиан, М .; Onyeji, I .; Liebreich, M .; MacGill, I .; Чейз, Дж .; Shah, J .; Gielen, D .; Arent, D .; Landfear, D .; Чжэнжун, С. (2013). «Пересмотр экономики фотоэлектрической энергии» (PDF) . Возобновляемая энергия . 53 : 329–338. CiteSeerX 10.1.1.692.1880 . DOI : 10.1016 / j.renene.2012.11.029 . Архивировано из оригинального (PDF) 31 августа 2014 года . Проверено 4 сентября 2015 года .  
  4. ^ Palz, Wolfgang (2013). Солнечная энергия для мира: что вы хотели знать о фотовольтаике . CRC Press. С. 131–. ISBN 978-981-4411-87-5.
  5. ^ Шуббак, Махмуд Х. (2019). «Технологическая система производства и инновации: пример фотоэлектрической технологии в Китае» . Политика исследований . 48 (4): 993–1015. DOI : 10.1016 / j.respol.2018.10.003 .
  6. Перейти ↑ Swanson, RM (2009). «Включение фотоэлектрической энергии» (PDF) . Наука . 324 (5929): 891–2. DOI : 10.1126 / science.1169616 . PMID 19443773 . S2CID 37524007 .   
  7. ^ Сеть политики в области возобновляемых источников энергии для 21-го века (REN21), Renewables 2010 Global Status Report , Paris, 2010, pp. 1–80.
  8. ^ "ОТЧЕТ ПО ФОТОЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ" (PDF) . Институт систем солнечной энергии им. Фраунгофера . 16 сентября 2020. с. 4.
  9. ^ «Возобновляемые источники энергии 2019» . МЭА . Проверено 26 января 2020 года .
  10. ^ "ОТЧЕТ ПО ФОТОЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ" (PDF) . Институт систем солнечной энергии им. Фраунгофера . 16 сентября 2020. с. 36.
  11. ^ a b c d "Почему возобновляемые источники энергии так быстро стали дешевыми?" . Наш мир в данных . 1 декабря 2020.
  12. ^ Сми, Альфред (1849). Элементы электробиологии: или гальванический механизм человека; электропатологии, особенно нервной системы; и электротерапии . Лондон: Лонгман, Браун, Грин и Лонгманс. п. 15.
  13. ^ Фотоэлектрического эффекта архивации 14 июля 2011 в Wayback Machine . Mrsolar.com. Проверено 12 декабря 2010 г.
  14. Фотоэлектрический эффект. Архивировано 12 октября 2010 года на Wayback Machine . Encyclobeamia.solarbotics.net. Проверено 12 декабря 2010 года.
  15. Перейти ↑ Jacobson, Mark Z. (2009). «Обзор решений проблем глобального потепления, загрязнения воздуха и энергетической безопасности» . Энергетика и экология . 2 (2): 148–173. Bibcode : 2009GeCAS..73R.581J . CiteSeerX 10.1.1.180.4676 . DOI : 10.1039 / B809990C . 
  16. ^ Немецкий рынок фотоэлектрических систем . Solarbuzz.com. Проверено 3 июня 2012 г.
  17. BP Solar расширяет свои заводы по производству солнечных батарей в Испании и Индии. Архивировано 26 сентября 2007 г., Wayback Machine . Renewableenergyaccess.com. 23 марта 2007 г. Проверено 3 июня 2012 г.
  18. ^ Bullis, Kevin (23 июня 2006). Масштабная дешевая солнечная электроэнергия . Technologyreview.com. Проверено 3 июня 2012 г.
  19. ^ Луке, Антонио и Хегедус, Стивен (2003). Справочник по фотоэлектрической науке и технике . Джон Вили и сыновья. ISBN 978-0-471-49196-5.
  20. ^ The PVWatts Solar Calculator Проверено 7 сентября 2012 г.
  21. Массачусетс: хороший рынок солнечной энергии. Архивировано 12 сентября 2012 года в Wayback Machine . Remenergyco.com. Проверено 31 мая 2013 г.
  22. ^ Плацер, Майкл (27 января 2015). «Производство фотоэлектрических солнечных батарей в США: тенденции в отрасли, глобальная конкуренция, федеральная поддержка». Исследовательская служба Конгресса .
  23. ^ "Как сделаны фотоэлементы" . www.fsec.ucf.edu . Дата обращения 5 ноября 2015 .
  24. ^ "Солнечные фотоэлектрические модули" . www.targray.com . Проверено 3 октября 2018 года .
  25. ^ Kosasih, Феликс Утама; Ракочевич, Люция; Аэрноутс, Том; Портманс, Джеф; Ducati, Катерина (11 декабря 2019 г.). "Электронно-микроскопическое исследование линий P3 и разложение перовскита, вызванное лазерным скрайбированием в перовскитных солнечных модулях". Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 11 (49): 45646–45655. DOI : 10.1021 / acsami.9b15520 . PMID 31663326 . 
  26. ^ Ди Джакомо, Франческо; Castriotta, Luigi A .; Kosasih, Felix U .; Ди Джироламо, Диего; Ducati, Катерина; Ди Карло, Альдо (20 декабря 2020 г.). «Повышение качества инвертированных перовскитных солнечных элементов: оптимизация лазерной разметки для высокоэффективных мини-модулей» . Микромашины . 11 (12): 1127. doi : 10.3390 / mi11121127 . PMC 7767295 . PMID 33419276 .  
  27. ^ a b Маттеоччи, Фабио; Вессе, Луиджи; Косасих, Феликс Утама; Кастриотта, Луиджи Анджело; Какович, Стефания; Пальма, Алессандро Лоренцо; Дивитини, Джорджио; Ducati, Катерина; Ди Карло, Альдо (17 июля 2019 г.). «Изготовление и морфологические характеристики высокоэффективных перовскитных солнечных модулей с лопастным покрытием» . Прикладные материалы и интерфейсы ACS . 11 (28): 25195–25204. DOI : 10.1021 / acsami.9b05730 . PMID 31268662 . 
  28. ^ "Тонкопленочная фотоэлектрическая энергия" . www.fsec.ucf.edu . Дата обращения 5 ноября 2015 .
  29. ^ Лучшие исследования эффективности клеток . nrel.gov (16 сентября 2019 г.). Проверено 31 октября, 2019.
  30. ^ Николайду, Катерина; Саранг, Сом; Гош, Саятани (2019). «Наноструктурированная фотовольтаика». Нано-фьючерсы . 3 (1): 012002. Bibcode : 2019NanoF ... 3a2002N . DOI : 10.1088 / 2399-1984 / ab02b5 .
  31. ^ «Уровни инсоляции (Европа)» . Apricus Solar. Архивировано из оригинального 17 апреля 2012 года . Проверено 14 апреля 2012 года .
  32. ^ Снижение затрат на возобновляемые источники энергии в 2009 г. Рейтер, 23 ноября 2009 г.
  33. ^ Солнечная энергия на 50% дешевле к концу года - анализ . Рейтер , 24 ноября 2009 г.
  34. ^ а б Харрис, Арно (31 августа 2011 г.). «Серебряная подкладка в снижении цен на солнечную энергию» . Мир возобновляемых источников энергии .
  35. ^ a b c «Солнечное нагорье: альтернативная энергия больше не будет альтернативой» . Экономист. 21 ноября 2012 . Проверено 28 декабря 2012 года .
  36. ^ a b Квиггин, Джон (3 января 2012 г.). «Конец ядерного возрождения» . Национальный интерес .
  37. ^ a b Уэллс, Кен (25 октября 2012 г.). «Солнечная энергия готова. США нет» . Bloomberg Businessweek . Проверено 1 ноября 2012 года .
  38. ^ Стоимость солнечных фотоэлектрических модулей упадет до 36 центов за ватт к 2017 году . Greentechmedia.com (18.06.2013). Проверено 15 апреля 2015.
  39. ^ a b c d Бранкер, К .; Патхак, MJM; Пирс, Дж. М. (2011). "Обзор приведенной стоимости электроэнергии в солнечной фотоэлектрической системе" . Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии . 15 (9): 4470–4482. DOI : 10.1016 / j.rser.2011.07.104 . ЛВП : 1974/6879 . S2CID 73523633 . 
  40. ^ «Инвестиции в возобновляемые источники энергии бьют рекорды» . Мир возобновляемых источников энергии . 29 августа 2011 г.
  41. ^ Хокенос, Пол (10 февраля 2021). «Неужели Германия производит слишком много возобновляемой энергии?» . Внешняя политика . Проверено 7 марта 2021 года .
  42. ^ a b Нэнси М. Хегель (2017). «Фотогальваника тераваттного масштаба: траектории и проблемы». Наука . 356 (6334): 141–143. Bibcode : 2017Sci ... 356..141H . DOI : 10.1126 / science.aal1288 . hdl : 10945/57762 . ОСТИ 1352502 . PMID 28408563 . S2CID 206654326 .   
  43. ^ Adeh, Elnaz H .; Хорошо, Стивен П .; Calaf, M .; Хиггинс, Чад В. (7 августа 2019 г.). «Потенциал солнечной фотоэлектрической энергии на пахотных землях является самым большим» . Научные отчеты . 9 (1): 11442. DOI : 10.1038 / s41598-019-47803-3 . ISSN 2045-2322 . 
  44. ^ TROMMSDORFF, Максимилиан (2016). «Экономический анализ агрофотоэлектрических систем: возможности, риски и стратегии для более эффективного землепользования» (PDF) . Рабочие документы Сети конституционной экономики .
  45. ^ Alafita, T .; Пирс, Дж. М. (2014). «Секьюритизация жилых солнечных фотоэлектрических активов: затраты, риски и неопределенность» . Энергетическая политика . 67 : 488–498. DOI : 10.1016 / j.enpol.2013.12.045 . S2CID 11079398 . 
  46. ^ Лоудер, Т., & Мендельсон, М. (2013). Потенциал секьюритизации в финансировании солнечной энергетики . [ требуется страница ]
  47. ^ «Сделано: первая секьюритизация солнечных активов на крыше» . Forbes . 21 ноября 2013 г.
  48. ^ «Команда под руководством UD устанавливает рекорд по солнечным батареям, присоединяется к DuPont в проекте стоимостью 100 миллионов долларов» . UDaily . Университет Делавэра. 24 июля 2007 . Проверено 24 июля 2007 года .
  49. ^ Шульц, O .; Mette, A .; Preu, R .; Глунц, SW "Кремниевые солнечные элементы с нанесенной на экран металлизацией лицевой стороны, КПД превышающей 19%" . Скомпилировано современное состояние фотоэлектрической солнечной технологии и ее развертывания. 22-я Европейская конференция по фотоэлектрической солнечной энергии, EU PVSEC 2007. Труды международной конференции. CD-ROM: Held в Милане, Италия, 3 - 7 сентября 2007 . С. 980–983. ISBN 978-3-936338-22-5.
  50. ^ Шахан, Захари. (20 июня 2011 г.) Группа компаний Sunpower занесена в Книгу рекордов Гиннеса . Reuters.com. Проверено 31 мая 2013 г.
  51. ^ Матар, Валид; Анвер, Мурад (2017). «Совместное реформирование цен на промышленное топливо и электроэнергию для жилых домов в Саудовской Аравии» . Энергетическая политика . 109 : 747–756. DOI : 10.1016 / j.enpol.2017.07.060 .
  52. ^ Честная оценка коммунальных предприятий солнечной энергии в электроснабжении . Greentechmedia.com (7 мая 2012 г.). Проверено 31 мая 2013 г.
  53. Перейти ↑ Vick, BD, Clark, RN (2005). Влияние температуры модуля на водонасосную систему переменного тока солнечно-фотоэлектрической системы , стр. 159–164 в: Труды Международного общества солнечной энергии (ISES) 2005 год. Конгресс по солнечной воде: вода в мир, 8–12 августа 2005 г., Орландо, Флорида.
  54. ^ GE Invests, поставляет одну из крупнейших в мире солнечных электростанций . Huliq.com (12 апреля 2007 г.). Проверено 3 июня 2012 г.
  55. ^ Измерение эффективности фотоэлектрических систем . pvpower.com
  56. ^ Франк, Димрот. «Новый мировой рекорд эффективности солнечных элементов на уровне 46% французско-германского сотрудничества подтверждает конкурентное преимущество европейской фотоэлектрической промышленности» . Fraunhofer-Gesellschaft . Проверено 14 марта +2016 .
  57. ^ Sharp разрабатывает солнечные батареи с самой высокой в ​​мире эффективностью преобразования 35,8% . Physorg.com. 22 октября 2009 г. Проверено 3 июня 2012 г.
  58. ^ "Солнечная батарея продукта Alta Devices" (PDF) .
  59. ^ «SunPower производит солнечные панели, эффективность которых подтверждена на 22,8%» . 8 октября 2015.
  60. ^ "КПД модуля LG 21,7%" .
  61. ^ "Эффективность модуля REC 380AA 21,7%" (PDF) .
  62. ^ Деб, Сатьен К. (май 2000 г.) Последние разработки в области фотоэлементов высокой эффективности . nrel.gov
  63. ^ Yu, J .; Zheng, Y .; Хуанг, Дж. (2014). «На пути к высокоэффективным органическим фотоэлектрическим элементам: обзор последних разработок в области органических фотоэлектрических элементов» . Полимеры . 6 (9): 2473–2509. DOI : 10,3390 / polym6092473 .
  64. ^ Sun, Y .; Уэлч, GC; Леонг, WL; Такач, CJ; Базан, GC; Heeger, AJ (2011). «Обработанные на растворе низкомолекулярные солнечные элементы с эффективностью 6,7%». Материалы природы . 11 (1): 44–8. Bibcode : 2012NatMa..11 ... 44S . DOI : 10.1038 / nmat3160 . PMID 22057387 . 
  65. ^ EPFL достигает 21% эффективности для перовскитов . dyesol.com (8 декабря 2015 г.)
  66. Сент-Джон, Джефф (23 августа 2012 г.) Солнечная электроника, интеграция панелей и проблема банковского обслуживания . greentechmedia.com
  67. ^ Самоохлаждающиеся солнечные элементы . CNN . 2014-09-18
  68. ^ Piliougine, M .; Oukaja, A .; Сидрах-де-Кардона, М .; Спаньоло, Г. (2021). «Температурные коэффициенты фотоэлектрических модулей из деградированного кристаллического кремния при наружных условиях» . DOI : 10.1002 / pip.3396 .
  69. ^ Piliougine, M .; Spagnuolo, G .; Сидрах-де-Кардона, М. (2020). «Температурная чувствительность последовательного сопротивления в модулях из деградированного монокристаллического кремния» .
  70. ^ «Снимок глобальных фотоэлектрических рынков 2017» (PDF) . отчет . Международное энергетическое агентство. 19 апреля 2017 . Проверено 11 июля 2017 года .
  71. ^ «Снимок глобального PV 1992–2014» (PDF) . Международное энергетическое агентство - Программа фотоэлектрических систем. 30 марта 2015 года. Архивировано 7 апреля 2015 года.
  72. ^ «Возобновляемые источники энергии 2011: Глобальный отчет о состоянии» . REN21 . 2011. с. 22.
  73. Solar Photovoltaic Electricity Empowering the World. Архивировано 22 августа 2012 года в Wayback Machine . Epia.org (22 сентября 2012 г.). Проверено 31 мая 2013 г.
  74. ^ Liebreich, Майкл (29 января 2014). «ГОД ТРЕЩИЩЕГО ЛЬДА: 10 ПРОГНОЗОВ НА 2014» . Bloomberg New Energy Finance . Проверено 24 апреля 2014 года .
  75. ^ «Перспективы на 2014 год: пусть начнется вторая золотая лихорадка» (PDF) . Исследование рынков Deutsche Bank. 6 января 2014 г. архивации (PDF) с оригинала на 29 ноября 2014 года . Проверено 22 ноября 2014 года .
  76. ^ Barclays stuft Анлейхен фон US-Stromversorgern herunter; Konkurrenz durch Photovoltaik und Energiespeicher. Архивировано 15 июля 2014 года в Wayback Machine . В: solarserver.de , 16 июня 2014 г. Абгеруфен , 16 июня 2014 г.
  77. ^ https://iea-pvps.org/snapshot-reports/snapshot-2020/
  78. ^ a b c d До, Тханг Нам; Берк, Пол Дж .; Болдуин, Кеннет Г.Х .; Нгуен, Чинь Те (1 сентября 2020 г.). «Основные драйверы и препятствия для распространения солнечной фотоэлектрической энергии: пример Вьетнама» . Энергетическая политика . 144 : 111561. дои : 10.1016 / j.enpol.2020.111561 . hdl : 1885/206307 . ISSN 0301-4215 . 
  79. ^ a b «Снимок 2020 - IEA-PVPS» . iea-pvps.org . Дата обращения 10 мая 2020 .
  80. ^ "Мы движемся к кризису солнечных отходов?" . Environmentalprogress.org . Проверено 30 декабря 2017 года .
  81. ^ Б с д е е Collier, J., Wu, S. & Apul, D. (2014). «Влияние жизненного цикла на окружающую среду от CZTS (медь, цинк, сульфид олова) и Zn 3 P 2 (фосфид цинка) тонкопленочных фотоэлектрических (фотоэлектрических) элементов». Энергия . 74 : 314–321. DOI : 10.1016 / j.energy.2014.06.076 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  82. ^ a b Анктил, А., Бэббит, CW, Рафаэль, Р.П. и Ланди, Б.Дж. (2013). «Совокупная потребность в энергии для низкомолекулярных и полимерных фотоэлектрических элементов». Прогресс в фотогальванике: исследования и приложения . 21 (7): 1541–1554. DOI : 10.1002 / pip.2226 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  83. ^ а б Бхандари, КП, Кольер, Дж. М., Эллингсон, Р. Дж. и Апул, Д. С. (2015). «Время окупаемости энергии (EPBT) и возврат энергии на вложенную энергию (EROI) солнечных фотоэлектрических систем: систематический обзор и метаанализ». Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии . 47 : 133–141. DOI : 10.1016 / j.rser.2015.02.057 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  84. ^ a b c Фтенакис, В.М., Ким, Х.С. и Алсема, Э. (2008). «Выбросы от фотоэлектрических жизненных циклов». Наука об окружающей среде и технологии . 42 (6): 2168–2174. Bibcode : 2008EnST ... 42.2168F . DOI : 10.1021 / es071763q . hdl : 1874/32964 . PMID 18409654 . CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  85. ^ a b Выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла от солнечной фотоэлектрической энергии, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, Министерство энергетики США, 2012, 1-2.
  86. ^ а б Кребс, ФК (2009). «Производство и обработка полимерных солнечных элементов: обзор методов печати и нанесения покрытий». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 93 (4): 394–412. DOI : 10.1016 / j.solmat.2008.10.004 .
  87. ^ а б Юэ, Д., Ю, Ф. и Дарлинг, С.Б. (2014). «Сценарии отечественного и зарубежного производства кремниевых фотоэлектрических элементов: сравнительный анализ энергии жизненного цикла и окружающей среды». Солнечная энергия . 105 : 669–678. Bibcode : 2014SoEn..105..669Y . DOI : 10.1016 / j.solener.2014.04.008 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  88. ^ Gaidajis, Г. & Angelakoglou, К. (2012). «Экологические характеристики систем возобновляемых источников энергии с применением оценки жизненного цикла: тематическое исследование фотоэлектрического модуля с несколькими Si». Гражданское строительство и экологические системы . 29 (4): 231–238. DOI : 10.1080 / 10286608.2012.710608 . S2CID 110058349 . 
  89. ^ Отчет о фотоэлектрической энергии. (Институт систем солнечной энергии им. Фраунгофера, ISE, 2015).
  90. ^ а б Го, М. и Гаустад, Г. (2014). «Укрепление аргументов в пользу вторичного использования фотоэлектрических элементов: анализ окупаемости энергии». Прикладная энергия . 120 : 41–48. DOI : 10.1016 / j.apenergy.2014.01.036 .
  91. ^ Eisenberg, Д. Ю., М., Lam, CW, Ogunseitan, OA & Schoenung, JM (2013). «Сравнительная оценка альтернативных материалов для выявления опасностей токсичности в жизненном цикле тонкопленочных фотоэлектрических систем CIGS» . Журнал опасных материалов . 260 : 534–542. DOI : 10.1016 / j.jhazmat.2013.06.007 . PMID 23811631 . CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  92. ^ Ким, HC, Fthenakis В., Чой, JK & Терни, DE (2012). «Выбросы парниковых газов за жизненный цикл производства тонкопленочной фотоэлектрической энергии» . Журнал промышленной экологии . 16 : S110 – S121. DOI : 10.1111 / j.1530-9290.2011.00423.x . S2CID 153386434 . CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  93. ^ Вернер, Юрген Х .; Zapf-Gottwick, R .; Koch, M .; Фишер, К. (2011). Токсичные вещества в фотоэлектрических модулях . Материалы 21-й Международной научно-технической конференции по фотоэлектрической технике. 28 . Фукуока, Япония.
  94. Перейти ↑ Brown, GF & Wu, J. (2009). «Фотовольтаика третьего поколения». Обзоры лазеров и фотоники . 3 (4): 394–405. Bibcode : 2009LPRv .... 3..394B . DOI : 10.1002 / lpor.200810039 .
  95. ^ a b c Челик, Ильке; Песня, Чжаонин; Чимароли, Александр Дж .; Ян, Янфа; Хебен, Майкл Дж .; Апул, Дефне (2016). «Оценка жизненного цикла (LCA) перовскитных фотоэлементов, проецируемых от лаборатории к фабрике» . Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 156 : 157–69. DOI : 10.1016 / j.solmat.2016.04.037 .
  96. ^ а б Эспиноза, Н., Серрано-Лухан, Л., Урбина, А. и Кребс, ФК (2015). «Солнечные элементы из перовскита свинца, осажденные из раствора и пара: экотоксичность с точки зрения оценки жизненного цикла». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 137 : 303–310. DOI : 10.1016 / j.solmat.2015.02.013 .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  97. ^ a b Гонг, Дж., Дарлинг, SB & You, Ф. (2015). «Перовскитная фотоэлектрическая энергия: оценка воздействия энергии и окружающей среды на жизненный цикл». Энергетика и экология . 8 (7): 1953–1968. DOI : 10.1039 / C5EE00615E .CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  98. ^ a b Челик, И., Мейсон, BE, Филлипс, AB, Хебен, MJ, и Апул, DS (2017). Воздействие на окружающую среду фотоэлектрических солнечных элементов, изготовленных из одностенных углеродных нанотрубок. Наука об окружающей среде и технологии.
  99. ^ Агбула, AE Разработка и формулировка модели масштабируемых процессов углеродных нанотрубок: модели процессов HiPCO и CoMoCAT; Университет штата Луизиана, 2005.
  100. ^ Wadia, К., Alivisatos, AP & Кэммен, DM (2009). «Доступность материалов расширяет возможности для крупномасштабного развертывания фотоэлектрических систем». Наука об окружающей среде и технологии . 43 (6): 2072–2077. Bibcode : 2009EnST ... 43.2072W . DOI : 10.1021 / es8019534 . PMID 19368216 . CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  101. ^ Альхарби, Фаххад; Басс, Джон Д .; Салхи, Абдельмаджид; Альямани, Ахмед; Ким, Хо-Чхоль; Миллер, Роберт Д. (2011). «Обилие нетоксичных материалов для тонкопленочных солнечных элементов: альтернатива обычным материалам». Возобновляемая энергия . 36 (10): 2753–2758. DOI : 10.1016 / j.renene.2011.03.010 .
  102. ^ Дос Рейс Бенатто, Жизель А .; Рот, Беренджер; Madsen, Morten V .; Хёзель, Маркус; Søndergaard, Roar R .; Йоргенсен, Миккель; Кребс, Фредерик К. (2014). «Углерод: лучший выбор электродов для широко распространенных полимерных солнечных элементов». Современные энергетические материалы . 4 (15): н / д. DOI : 10.1002 / aenm.201400732 .
  103. ^ Lattante, Сандро (2014). "Электронные и дырочные транспортные слои: их использование в полимерных солнечных элементах с перевернутым объемным гетеропереходом" . Электроника . 3 : 132–164. DOI : 10.3390 / electronics3010132 .
  104. ^ a b Krebs, Frederik C .; Йоргенсен, Миккель (2013). «Полимерные и органические солнечные элементы, рассматриваемые как тонкопленочные технологии: что потребуется для их успеха за пределами академических кругов». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 119 : 73–76. DOI : 10.1016 / j.solmat.2013.05.032 .
  105. ^ Эспиноза, Ньевес; Гарсия-Вальверде, Рафаэль; Урбина, Антонио; Кребс, Фредерик К. (2011). «Анализ жизненного цикла полимерных модулей солнечных элементов, изготовленных с использованием рулонных методов в условиях окружающей среды». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . 95 (5): 1293–1302. DOI : 10.1016 / j.solmat.2010.08.020 .
  106. ^ Эспиноза, Ньевес; Ленцманн, Франк O .; Райли, Стивен; Ангмо, Дечан; Хёзель, Маркус; Søndergaard, Roar R .; Гус, Деннис; Дафингер, Симона; Гритч, Стефан; Kroon, Jan M .; Йоргенсен, Миккель; Кребс, Фредерик К. (2013). «OPV для мобильных приложений: оценка обработанных рулонов без индия и серебра полимерных солнечных элементов посредством анализа жизненного цикла, стоимости и качества слоев с использованием встроенных оптических и функциональных инструментов контроля» . Журнал Материалы ХИМИИ . 1 (24): 7037. DOI : 10.1039 / C3TA01611K .
  107. ^ García-Valverde, R .; Miguel, C .; Martínez-Béjar, R .; Урбина, А. (2009). «Исследование по оценке жизненного цикла автономной фотоэлектрической системы мощностью 4,2 тыс. Вт ». Солнечная энергия . 83 (9): 1434–1445. Bibcode : 2009SoEn ... 83.1434G . DOI : 10.1016 / j.solener.2009.03.012 .
  108. Building Integrated Photovoltaics , Wisconsin Public Service Corporation, доступ: 23 марта 2007 г. Архивировано 2 февраля 2007 г. на Wayback Machine
  109. ^ "Солнечные панели сохраняют здания прохладными" . Калифорнийский университет в Сан-Диего . Дата обращения 19 мая 2015 .
  110. ^ «Обзор мирового рынка фотоэлектрической энергии 2014–2018» (PDF) . EPIA - Европейская ассоциация фотоэлектрической промышленности. п. 45. Архивировано из оригинального (PDF) 25 июня 2014 года . Дата обращения 19 мая 2015 .
  111. ^ Mojiri, A .; Taylor, R .; Thomsen, E .; Розенгартен, Г. (2013). «Спектральное расщепление луча для эффективного преобразования солнечной энергии - обзор». Обзоры возобновляемых и устойчивых источников энергии . 28 : 654–663. DOI : 10.1016 / j.rser.2013.08.026 .
  112. ^ Патхак, MJM; Сандерс, П.Г .; Пирс, Дж. М. (2014). «Оптимизация ограниченного доступа к солнечной крыше с помощью эксергетического анализа солнечных тепловых, фотоэлектрических и гибридных фотоэлектрических тепловых систем». Прикладная энергия . 120 : 115–124. CiteSeerX 10.1.1.1028.406 . DOI : 10.1016 / j.apenergy.2014.01.041 . 
  113. ^ «DOE закрывает четыре крупных солнечных проекта» . Мир возобновляемых источников энергии . 30 сентября 2011 г.
  114. ^ "Солнечная звезда, крупнейшая фотоэлектрическая электростанция в мире, теперь в рабочем состоянии" . GreenTechMedia.com. 24 июня 2015 года. Архивировано 25 июня 2015 года . Проверено 25 июня 2015 года .
  115. ^ Gandola, Cristina (25 сентября 2012). "Fotovoltaico e Agricoltura: maggiore produttività in meno spazio" . Scienze News .
  116. ^ Солнечные займы освещают сельскую Индию . BBC News (29 апреля 2007 г.). Проверено 3 июня 2012 г.
  117. ^ Автономные решения для удаленных бедных . ebono.org. (26 февраля 2008 г.).
  118. Барклай, Элиза (31 июля 2003 г.). Сельская Куба греется на солнце . islamonline.net.
  119. ^ Как 3D-принтеры способствуют развитию автономных, слаборазвитых сообществ - MotherBoard, ноябрь 2014 г.
  120. ^ Король, Дебби Л .; Бабасола, Адегбойега; Розарио, Джозеф; Пирс, Джошуа М. (2014). «Мобильные 3D-принтеры с открытым исходным кодом на солнечных батареях для распределенного производства в автономных сообществах» . Проблемы устойчивости . 2 . DOI : 10,12924 / cis2014.02010018 .
  121. ^ Эриксон , Джон Д .; Чепмен, Дуэйн (1995). «Фотоэлектрические технологии: рынки, экономика, развитие». Мировое развитие . 23 (7): 1129–1141. DOI : 10.1016 / 0305-750x (95) 00033-9 .
  122. ^ "Солнечная перекачка воды" . builditsolar.com . Проверено 16 июня 2010 года .
  123. ^ Установлены паркоматы на солнечных батареях . 10news.com (18 февраля 2009 г.). Проверено 3 июня 2012 г.
  124. ^ "Дебют паркоматов на солнечных батареях в центре города" . Impactnews.com. 22 июля 2009 . Проверено 19 сентября 2011 года .
  125. ^ Солнечных батареях для мусора Уплотнители Филадельфии . NBC News (24 июля 2009 г.). Проверено 3 июня 2012 г.
  126. ^ AT&T устанавливает зарядные станции на солнечной энергии вокруг Нью-Йорка. Проверено 28 июня 2013 г.
  127. ^ Дилеры Chevrolet устанавливают станции зеленой зоны, получено 28 июня 2013 г.
  128. ^ Винодельня идет на солнечную энергию с помощью «Флотовольтаики» . SFGate (29 мая 2008 г.). Проверено 31 мая 2013 г.
  129. ^ ВИННЫЙ ЗАВОД НАПСКОЙ ДОЛИНЫ FAR NIENTE ПЕРВЫЙ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОЛНЕЧНУЮ МАССИВУ "FLOATOVOLTAIC". Архивировано 16 марта 2015 года на Wayback Machine . farniente.com
  130. ^ Napa Winery Pioneers Solar Floatovoltaics . Forbes (18 апреля 2012 г.). Проверено 31 мая 2013 г.
  131. Миллер, Росс (13 января 2009 г.) Prius следующего поколения, ставший официальным, использует солнечные батареи для охлаждения автомобиля . engadget.com.
  132. ^ «Самая большая в мире лодка на солнечной энергии завершает кругосветное путешествие» . Gizmag.com . Проверено 30 декабря 2017 года .
  133. ^ Солнечные приведенные в действие самолет приземляется вне Вашингтон Nydailynews.com (2013-06-17). Проверено 15 апреля 2015.
  134. ^ SolidWorks играет ключевую роль в работе Cambridge Eco Race . cambridgenetwork.co.uk (4 февраля 2009 г.).
  135. ^ Хан, BH (2006) Нетрадиционные энергетические ресурсы , публикации TMH
  136. ^ a b Публикация Лаборатории реактивного движения НАСА: « Основы космического полета». Архивировано 8 декабря 2006 г. на Wayback Machine , глава 11. Типовые бортовые системы, двигательные подсистемы.
  137. ^ Перлин, Джон (2005). «Конец 1950-х - космическая гонка спасла» . СОЛНЕЧНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ - История солнечной энергии . Институт Рахуса . Проверено 25 февраля 2007 года .
  138. ^ Такено, Тадао; Сато, Кенджи; Хасе, Кодзи (1981). «Теоретическое исследование пламени с избыточной энтальпией». Симпозиум (международный) по горению . 18 (1): 465–72. DOI : 10.1016 / S0082-0784 (81) 80052-5 .
  139. ^ a b c Рю, Хва Сук; Пак, Сон И; Ли, Так Хо; Ким, Джин Ён; У, Хан Ён (12 марта 2020 г.). «Последние достижения в области органической фотовольтаики для помещений». Наноразмер . 12 (10): 5792–5804. DOI : 10.1039 / D0NR00816H . PMID 32129404 . 
  140. ^ Мэтьюз, Ян; Кантаредди, Саи Нитхин; Буонассиси, Тонио; Петерс, Ян Мариус (19 июня 2019 г.). "Технологии и перспективы рынка для внутренних фотоэлектрических элементов" . Джоуль . 3 (6): 1415–1426. DOI : 10.1016 / j.joule.2019.03.026 .
  141. ^ Мэтьюз, Ян; Кантаредди, Саи Нитхин; Буонассиси, Тонио; Петерс, Ян Мариус (19 июня 2019 г.). "Технологии и перспективы рынка для внутренних фотоэлектрических элементов" . Джоуль . 3 (6): 1415–1426. DOI : 10.1016 / j.joule.2019.03.026 .
  142. ^ Ли, Цян; Шен, Кай; Ян, Жуйлонг; Чжао, Юнмин; Лу, Шулонг; Ван, Ронгсинь; Донг, Цзяньжун; Ван, Делианг (15 ноября 2017 г.). «Сравнительное исследование характеристик солнечных элементов на основе GaAs и CdTe при низкоинтенсивном освещении». Солнечная энергия . 157 : 216–226. DOI : 10.1016 / j.solener.2017.08.023 .
  143. ^ Теран, Алан С .; Вонг, Джосон; Лим, Wootaek; Ким, Гёхо; Ли, Юнмён; Блаау, Дэвид; Филлипс, Джейми Д. (июль 2015 г.). «Фотовольтаика AlGaAs для сбора энергии внутри помещений в миллиметровых узлах беспроводных датчиков» . Транзакции IEEE на электронных устройствах . 62 (7): 2170–2175. DOI : 10.1109 / TED.2015.2434336 .
  144. ^ Мэтьюз, Ян; Кинг, Пол Дж .; Стаффорд, Фрэнк; Фриззелл, Ронан (январь 2016 г.). «Характеристики солнечных элементов III – V в качестве сборщиков световой энергии в помещении». IEEE Journal of Photovoltaics . 6 (1): 230–235. DOI : 10,1109 / JPHOTOV.2015.2487825 . S2CID 20959765 . 
  145. ^ Мэтьюз, Ян; Кантаредди, Саи Нитхин; Буонассиси, Тонио; Петерс, Ян Мариус (19 июня 2019 г.). "Технологии и перспективы рынка для внутренних фотоэлектрических элементов" . Джоуль . 3 (6): 1415–1426. DOI : 10.1016 / j.joule.2019.03.026 .
  146. ^ Мэтьюз, Ян; Кантаредди, Саи Нитхин; Буонассиси, Тонио; Петерс, Ян Мариус (19 июня 2019 г.). "Технологии и перспективы рынка для внутренних фотоэлектрических элементов" . Джоуль . 3 (6): 1415–1426. DOI : 10.1016 / j.joule.2019.03.026 .
  147. ^ Пэн, Юэхэн; Huq, Tahmida N .; Мэй, Цзяньцзюнь; Портилья, Луис; Jagt, Robert A .; Occhipinti, Luigi G .; MacManus ‐ Driscoll, Judith L .; Хой, Роберт Л.З.; Печунья, Винченцо (2021 г.). "Бессвинцовые поглотители на основе перовскита для внутренней фотовольтаики" . Современные энергетические материалы . н / д (п / а): 2002761. DOI : 10.1002 / aenm.202002761 .
  148. ^ Haugan, HJ; Elhamri, S .; Szmulowicz, F .; Ullrich, B .; Браун, ГДж; Митчел, WC (2008). «Исследование остаточных фоновых носителей в сверхрешетках InAs / GaSb среднего инфракрасного диапазона для работы неохлаждаемого детектора» . Письма по прикладной физике . 92 (7): 071102. Bibcode : 2008ApPhL..92g1102H . DOI : 10.1063 / 1.2884264 . S2CID 39187771 . 
  149. ^ a b Смил, Вацлав (2006) Энергия на распутье . oecd.org. Проверено 3 июня 2012 г.
  150. ^ Возобновляемые источники энергии: будущее в атомной энергетике? Архивировано 16 января 2014 года в Wayback Machine. Проф. Гордон Обрехт (штат Огайо, Мэрион), TEDxColumbus, The Innovators - 18 октября 2012 года.
  151. ^ «Исследование: загрязнение воздуха вызывает 200 000 преждевременных смертей ежегодно в США» . News.mit.edu . Проверено 30 декабря 2017 года .
  152. ^ «США могут предотвратить множество смертей, переключившись с угля на солнечную энергию» . США СЕГОДНЯ . Проверено 30 декабря 2017 года .
  153. Возможные спасения жизней за счет замены угля производством солнечной фотоэлектрической энергии в США. Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики 80 (2017), стр. 710–715. открытый доступ
  154. ^ Nieuwlaar, Эверт и Alsema, Эрик. Экологические аспекты фотоэлектрических систем . Семинар IEA PVPS Task 1, 25–27 июня 1997 г., Утрехт, Нидерланды
  155. ^ Макдональд, Северная Каролина; Пирс, Дж. М. (2010). «Ответственность производителей и переработка солнечных фотоэлектрических модулей» (PDF) . Энергетическая политика . 38 (11): 7041–7047. DOI : 10.1016 / j.enpol.2010.07.023 .
  156. ^ Преимущества и недостатки солнечной энергии. Архивировано 26 декабря 2013 года на Wayback Machine . Проверено 25 декабря 2013 г.
  157. ^ Программа США по изменению климата - Технологии передачи и распределения. Архивировано 27 сентября 2007 г. в Wayback Machine . (PDF). Проверено 3 июня 2012 г.
  158. ^ Фраунгофер: многопереходные солнечные элементы с КПД 41,1% . Renewableenergyfocus.com (28 января 2009 г.).
  159. ^ Исследование показывает, что солнечная энергия будет конкурентоспособной в Европе к 2015 году . Информация о солнечных батареях (16 октября 2007 г.). Проверено 3 июня 2012 г.
  160. ^ "Беркли ПЕРВЫЕ финансирование солнечной энергии - город Беркли, Калифорния" . cityofberkeley.info . Архивировано из оригинала 2 июня 2013 года . Проверено 9 февраля 2009 года .
  161. ^ DSIRE Солнечный портал архивации 9 марта 2012 в Wayback Machine . Dsireusa.org (4 апреля 2011 г.). Проверено 3 июня 2012 г.
  162. ^ Хоэн, Бен; Мудрый, Райан; Капперс, Питер и Тайер, Марк (апрель 2011 г.). «Анализ влияния жилых фотоэлектрических систем на цены продажи жилья в Калифорнии» (PDF) . Национальная лаборатория Беркли . Архивировано из оригинального (PDF) 6 мая 2012 года . Проверено 20 октября 2012 года .
  163. ^ Миллер, Венди; Лю, Аарон; Амин, Закария; Вагнер, Андреас (2018). «Качество электроэнергии и домохозяйства с фотоэлектрическими элементами на крышах: изучение данных измерений в точке подключения потребителей» . Устойчивое развитие . 10 (4): 1224. DOI : 10,3390 / su10041224 .
  164. ^ Л. Лю, В. Миллер и Г. Ледвич. (2017) Решения по снижению затрат на электроэнергию на объектах. Австралийская программа старения. 39-40. Доступно: https://www.australianageingagenda.com.au/2017/10/27/solutions-reeding-facility-electricity-costs/ Архивировано 20 мая 2019 г. в Wayback Machine
  165. ^ Миллер, Венди; Лю, Лей Аарон; Амин, Закария; Грей, Мэтью (2018). «Вовлечение жильцов в модернизацию жилья с использованием солнечной энергии с нулевым потреблением энергии: тематическое исследование в субтропиках Австралии». Солнечная энергия . 159 : 390–404. Bibcode : 2018SoEn..159..390M . DOI : 10.1016 / j.solener.2017.10.008 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Нация чистых технологий : как США могут стать лидером в новой глобальной экономике (2012) Рона Перника и Клинта Уайлдера
  • Развертывание возобновляемых источников энергии 2011 (2011 г.) Международного энергетического агентства.
  • Reinventing Fire: смелые бизнес-решения для новой энергетической эры (2011), Эмори Ловинс
  • Возобновляемые источники энергии и смягчение последствий изменения климата (2011 г.) МГЭИК
  • Перспективы солнечной энергии (2011 г.) Международного энергетического агентства.
  • Насколько практична солнечная энергия для владельцев домов PH? от Рапплера
  • Проект SolarBankbility ЕС 09/2016. Отчет «Минимизация технических рисков в фотоэлектрических проектах»