Energia solară este soare
Soarele este energia radiantă provenită de la soare. Cantitatea de radiație solară, sau energie solară, pe care o primește Pământul în fiecare zi este de multe ori mai mare decât cantitatea totală a întregii energii pe care oamenii o consumă în fiecare zi. Cu toate acestea, pe suprafața Pământului, energia solară este o sursă de energie variabilă și intermitentă. Cu toate acestea, utilizarea energiei solare, în special pentru producerea de electricitate, a crescut semnificativ în Statele Unite și în întreaga lume în ultimii 30 de ani.
Resursele de energie solară variază în funcție de locație
Disponibilitatea și intensitatea radiației solare pe suprafața pământului variază în funcție de momentul zilei și de locație. În general, intensitatea radiației solare în orice locație este cea mai mare atunci când soarele se află în cea mai înaltă poziție aparentă pe cer – la amiaza solară – în zilele senine și fără nori.
Latitudinea, clima și modelele meteorologice sunt factori majori care afectează insolația – cantitatea de radiație solară primită pe o anumită suprafață pe o anumită perioadă de timp. Locațiile situate la latitudini mai joase și în climate aride primesc, în general, cantități mai mari de insolație decât alte locații. Norii, praful, cenușa vulcanică și poluarea din atmosferă afectează nivelul de insolație la suprafață. Clădirile, copacii și munții pot umbri o locație în diferite momente ale zilei în diferite luni ale anului. Variațiile sezoniere (lunare) ale resurselor solare cresc odată cu creșterea distanței față de ecuatorul terestru.
Tipul de colector solar determină, de asemenea, tipul de radiație solară și nivelul de insolație pe care îl primește un colector solar. Sistemele de colectoare solare cu concentrare, cum ar fi cele utilizate în centralele solare termoelectrice, necesită radiație solară directă, care este în general mai mare în regiunile aride cu puține zile înnorate. Colectorii solari termici și fotovoltaici (PV) cu plăci plate pot utiliza radiația solară globală, care include radiația solară difuză (împrăștiată) și directă. Aflați mai multe despre radiația solară.
În general, un colector de energie solară cu un sistem de urmărire va avea niveluri mai mari de insolație zilnică și anuală decât un colector solar aflat într-o poziție fixă. Aflați mai multe despre unghiurile de înclinare a colectorului fotovoltaic și despre sistemele de urmărire a colectorului fotovoltaic.
Cele două hărți de mai jos arată radiația solară medie anuală din SUA în kilowați-oră (kWh) pe metru pătrat pe zi (kWh/m2/zi) pentru iradierea normală directă (DNI) utilizată de colectorii de energie solară cu concentrare și iradierea orizontală globală (GHI) utilizată de colectorii solari cu plăci plane. Harta mondială de mai jos arată radiația solară globală medie zilnică globală pe o suprafață plană orizontală.
Sursa: National Renewable Energy Laboratory, U.S. Department of Energy
Click to enlarge
Sursa: National Renewable Energy Laboratory, U.S. Department of Energy
Click to enlarge
Harta mondială a resurselor solare
Sursa: National Renewable Energy Laboratory, U.S. Department of Energy: Programul Națiunilor Unite pentru Mediu (UNEP), NASA Surface meteorology and Solar Energy (SSE), 2008.
Click to enlarge
Unde se utilizează energia solară
Nivelurile de insolație sunt importante pentru performanța tehnică și economică a sistemelor de energie solară. Disponibilitatea stimulentelor financiare și a altor stimulente pentru energia solară sunt, de asemenea, factori majori care influențează locul unde sunt instalate sistemele de energie solară. Contorizarea netă a fost deosebit de importantă în încurajarea instalării de sisteme fotovoltaice pe locuințe și întreprinderi.
Utilizarea totală a energiei solare în Statele Unite a crescut de la aproximativ 0,06 trilioane de unități termice britanice (Btu) în 1984 la aproximativ 1,??? trilioane de Btu (sau ?? cvadrilioane de Btu) în 2020. Producția de electricitate solară a reprezentat aproximativ 93% din utilizarea totală de energie solară în 2002.
Producția totală de electricitate solară în Statele Unite a crescut de la aproximativ 5 milioane de kWh în 1984 (aproape în totalitate de la centralele termoelectrice solare), la aproximativ 133 miliarde de kWh în 2020, din care 66% a provenit de la centralele fotovoltaice la scară utilitară, 31% de la sistemele fotovoltaice distribuite/la scară mică și 2% de la centralele termoelectrice solare. Centralele electrice la scară utilitară au o capacitate de generare a energiei electrice de cel puțin un megawatt (MW), iar sistemele la scară mică au o capacitate de generare mai mică de un MW.
Hărțile de mai jos arată producția anuală totală de energie electrică solară în fiecare stat din centralele electrice solare la scară utilitară și producția estimată de energie electrică din sistemele fotovoltaice la scară mică. Majoritatea sistemelor fotovoltaice la scară mică sunt instalate pe clădiri. Sistemele PV la scară mică din sectorul rezidențial au reprezentat 61% din producția totală de energie electrică PV la scară mică în 2020.
Potrivit statisticilor internaționale privind energia ale EIA, în 1990, 11 țări au generat aproximativ 0,4 miliarde de kWh din producția totală de energie electrică solară, iar în 2019, 218 țări și teritoriile SUA au generat aproximativ 699 miliarde de kWh. Primii cinci producători de energie electrică solară și cotele procentuale ale acestora din totalul producției mondiale de energie electrică solară în 2019 au fost:
- China-32
- Statele Unite-15
- Japonia-11
- India-7
- Germania-6
Ultima actualizare: 18 martie 2021