Energia słoneczna to promienie słoneczne
Promienienie słoneczne to energia promieniowania słonecznego. Ilość promieniowania słonecznego, lub energii słonecznej, którą ziemia otrzymuje każdego dnia jest wielokrotnie większa niż całkowita ilość całej energii, którą ludzie zużywają każdego dnia. Jednakże, na powierzchni Ziemi, energia słoneczna jest zmiennym i nieciągłym źródłem energii. Niemniej jednak, wykorzystanie energii słonecznej, zwłaszcza do produkcji energii elektrycznej, znacznie wzrosło w Stanach Zjednoczonych i na całym świecie w ciągu ostatnich 30 lat.
Zasoby energii słonecznej różnią się w zależności od lokalizacji
Dostępność i intensywność promieniowania słonecznego na powierzchni Ziemi zmienia się w zależności od pory dnia i lokalizacji. Ogólnie rzecz biorąc, intensywność promieniowania słonecznego w każdej lokalizacji jest największa, gdy słońce znajduje się w swojej najwyższej widocznej pozycji na niebie – w południe słoneczne – w czyste, bezchmurne dni.
Szerokość geograficzna, klimat i wzorce pogodowe są głównymi czynnikami, które wpływają na nasłonecznienie – ilość promieniowania słonecznego otrzymywanego na danym obszarze powierzchni w określonym czasie. Lokalizacje na niższych szerokościach geograficznych i w suchym klimacie generalnie otrzymują większe ilości nasłonecznienia niż inne lokalizacje. Chmury, pył, popiół wulkaniczny i zanieczyszczenia w atmosferze wpływają na poziom nasłonecznienia na powierzchni. Budynki, drzewa i góry mogą zacieniać dane miejsce w różnych porach dnia i w różnych miesiącach roku. Sezonowe (miesięczne) różnice w zasobach słonecznych zwiększa się wraz ze wzrostem odległości od równika ziemskiego.
Typ kolektora słonecznego określa również rodzaj promieniowania słonecznego i poziom nasłonecznienia, że kolektor słoneczny otrzymuje. Koncentrujące systemy kolektorów słonecznych, takich jak te stosowane w słonecznych elektrowni cieplnych, wymagają bezpośredniego promieniowania słonecznego, które jest na ogół większe w regionach jałowych z niewielu pochmurnych dni. Płaskie kolektory słoneczne termiczne i fotowoltaiczne (PV) są w stanie wykorzystać globalne promieniowanie słoneczne, które obejmuje rozproszone (rozproszone) i bezpośrednie promieniowanie słoneczne. Dowiedz się więcej o promieniowaniu słonecznym.
Ogólnie, kolektor słoneczny z systemem śledzenia będzie miał wyższy poziom dziennego i rocznego nasłonecznienia niż kolektor słoneczny w stałej pozycji. Dowiedz się więcej o kątach nachylenia kolektora PV i systemach śledzenia kolektorów PV.
Dwie mapy poniżej pokazują średnie roczne promieniowanie słoneczne w USA w kilowatogodzinach (kWh) na metr kwadratowy dziennie (kWh/m2/d) dla bezpośredniego normalnego napromieniowania (DNI) używanego przez koncentrujące kolektory słoneczne i globalnego poziomego napromieniowania (GHI) używanego przez płaskie kolektory słoneczne. Poniższa mapa świata pokazuje średnie dzienne globalne promieniowanie słoneczne na poziomej płaskiej powierzchni.
Źródło: National Renewable Energy Laboratory, U.S. Department of Energy
Kliknij, aby powiększyć
Źródło: National Renewable Energy Laboratory, U.S. Department of Energy
Kliknij, aby powiększyć
Światowa mapa zasobów słonecznych
Źródło: United Nations Environment Programme (UNEP), NASA Surface meteorology and Solar Energy (SSE), 2008.
Kliknij aby powiększyć
Gdzie energia słoneczna jest wykorzystywana
Poziomy nasłonecznienia są ważne dla technicznej i ekonomicznej wydajności systemów energii słonecznej. Dostępność finansowych i innych zachęt dla energii słonecznej są również głównymi czynnikami, które wpływają na to, gdzie są instalowane systemy energii słonecznej. Net metering był szczególnie ważny w zachęcaniu do instalacji systemów PV na domach i przedsiębiorstwach.
Całkowite wykorzystanie energii słonecznej w Stanach Zjednoczonych wzrosło z około 0,06 biliona brytyjskich jednostek termicznych (Btu) w 1984 r. do około 1,???? bilionów Btu (lub ?? kwadrylionów Btu) w 2020 r. Produkcja energii elektrycznej z energii słonecznej stanowiła około 93% całkowitego zużycia energii słonecznej w toalecie w 2002 r.
Całkowita produkcja energii elektrycznej z energii słonecznej w USA wzrosła z około 5 milionów kWh w 1984 r. (prawie w całości z elektrowni słonecznych) do około 133 miliardów kWh w 2020 r., z czego 66% pochodziło z elektrowni fotowoltaicznych, 31% z rozproszonych/małych systemów fotowoltaicznych, a 2% z elektrowni słonecznych. Elektrownie zawodowe mają co najmniej jeden megawat (MW) mocy wytwórczej, a systemy małej skali mają mniej niż jeden MW mocy wytwórczej.
Następne mapy pokazują całkowitą roczną produkcję energii elektrycznej z energii słonecznej w każdym stanie z elektrowni zawodowych i szacowaną produkcję energii elektrycznej z małych systemów PV. Większość małych systemów fotowoltaicznych jest instalowana na budynkach. Małe systemy fotowoltaiczne w sektorze mieszkaniowym stanowiły 61% całkowitej produkcji energii elektrycznej z małych instalacji fotowoltaicznych w 2020 r.
Zgodnie z Międzynarodowymi Statystykami Energetycznymi EIA, w 1990 r. 11 krajów wygenerowało około 0,4 mld kWh całkowitej produkcji energii elektrycznej z energii słonecznej, a w 2019 r. 218 krajów i terytoriów USA wygenerowało około 699 mld kWh. Pięciu największych producentów energii elektrycznej ze słońca i ich procentowe udziały w światowej całkowitej produkcji energii elektrycznej ze słońca w 2019 roku to:
- Chiny-32
- Stany Zjednoczone-15
- Japonia-11
- Indie-7
- Niemcy-6
Ostatnia aktualizacja: 18 marca 2021
.