الطاقة الشمسية

الموسوعة الحرة

الطاقة الشمسية ، والمعروفة أيضًا باسم الكهرباء الشمسية ، هي تحويل الطاقة من ضوء الشمس إلى كهرباء ، إما بشكل مباشر باستخدام الخلايا الكهروضوئية (PV) أو بشكل غير مباشر باستخدام الطاقة الشمسية المركزة . تستخدم الألواح الشمسية التأثير الكهروضوئي لتحويل الضوء إلى تيار كهربائي . [2] تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية المركزة العدسات أو المرايا وأنظمة تتبع الشمس لتركيز مساحة كبيرة من ضوء الشمس على نقطة ساخنة، غالبًا لتشغيل توربين بخاري .

استُخدمت الخلايا الكهروضوئية (PV) في البداية كمصدر للكهرباء للتطبيقات الصغيرة والمتوسطة الحجم فقط، من الآلة الحاسبة التي تعمل بخلية شمسية واحدة إلى المنازل النائية التي تعمل بنظام كهروضوئي على السطح خارج الشبكة . تم تطوير محطات الطاقة الشمسية المركزة التجارية لأول مرة في الثمانينيات. ومنذ ذلك الحين، ومع انخفاض تكلفة الألواح الشمسية، تضاعفت سعة وإنتاج أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتصلة بالشبكة كل ثلاث سنوات تقريبًا . ثلاثة أرباع القدرة الجديدة على التوليد هي من الطاقة الشمسية، [3] مع استمرار بناء ملايين التركيبات على الأسطح ومحطات الطاقة الكهروضوئية بمقياس الجيجاواط .

في عام 2023، أنتجت الطاقة الشمسية 5.5% (1631 تيراواط/ساعة) من الكهرباء العالمية وأكثر من 1% من الطاقة الأولية ، مضيفة ضعف كمية الكهرباء الجديدة التي يولدها الفحم. [4] [5] جنبًا إلى جنب مع طاقة الرياح البرية ، تعد الطاقة الشمسية على نطاق المرافق المصدر الأرخص تكلفة للكهرباء للمنشآت الجديدة في معظم البلدان. ​​[6] [7] اعتبارًا من عام 2023، أنتجت 33 دولة أكثر من عُشر كهربائها من الطاقة الشمسية، حيث تشكل الصين أكثر من نصف نمو الطاقة الشمسية. [8] تم تركيب ما يقرب من نصف الطاقة الشمسية المثبتة في عام 2022 على أسطح المنازل . [9]

هناك حاجة إلى المزيد من الطاقة المنخفضة الكربون للكهرباء والحد من تغير المناخ . [3] قالت وكالة الطاقة الدولية في عام 2022 إن هناك حاجة إلى المزيد من الجهود لدمج الشبكة والتخفيف من تحديات السياسة والتنظيم والتمويل. [10] ومع ذلك، قد تعمل الطاقة الشمسية على خفض تكلفة الطاقة بشكل كبير. [5]

محتمل

جزء من سلسلة عن
الطاقة المستدامة
A car drives past 4 wind turbines in a field, with more on the horizon
الحفاظ على الطاقة
الطاقة المتجددة
النقل المستدام
  •  فئة
  • icon بوابة الطاقة المتجددة
  • ف
  • ت
  • هـ

تؤثر الجغرافيا على إمكانات الطاقة الشمسية لأن المواقع المختلفة تتلقى كميات مختلفة من الإشعاع الشمسي. على وجه الخصوص، مع بعض الاختلافات، تتلقى المناطق الأقرب إلى خط الاستواء عمومًا كميات أعلى من الإشعاع الشمسي. ومع ذلك، يمكن للألواح الشمسية التي يمكنها تتبع موضع الشمس أن تزيد بشكل كبير من إمكانات الطاقة الشمسية في المناطق الأبعد عن خط الاستواء. [11] يمكن أن تقلل الغيوم النهارية من الضوء المتاح للخلايا الشمسية. كما أن توفر الأراضي له تأثير كبير على الطاقة الشمسية المتاحة.

التكنولوجيات

تستخدم محطات الطاقة الشمسية إحدى التقنيتين:

الخلايا الكهروضوئية

مخططات لنظام الطاقة الكهروضوئية السكنية المتصل بالشبكة [12]

الخلية الشمسية ، أو الخلية الكهروضوئية، هي جهاز يحول الضوء إلى تيار كهربائي باستخدام التأثير الكهروضوئي . تم إنشاء أول خلية شمسية بواسطة تشارلز فريتس في ثمانينيات القرن التاسع عشر. [13] كان الصناعي الألماني إرنست فيرنر فون سيمنز من بين أولئك الذين أدركوا أهمية هذا الاكتشاف. [14] في عام 1931، طور المهندس الألماني برونو لانج خلية ضوئية باستخدام سيلينيد الفضة بدلاً من أكسيد النحاس ، [15] على الرغم من أن خلايا السيلينيوم النموذجية حولت أقل من 1٪ من الضوء الساقط إلى كهرباء. بعد عمل راسل أول في الأربعينيات من القرن العشرين، ابتكر الباحثون جيرالد بيرسون وكالفن فولر وديريل تشابين الخلية الشمسية السيليكونية في عام 1954. [16] كلفت هذه الخلايا الشمسية المبكرة 286 دولارًا أمريكيًا / واط ووصلت إلى كفاءات تتراوح بين 4.5 و 6٪. [17] في عام 1957، طور محمد م. عطا الله عملية التخميد السطحي للسيليكون عن طريق الأكسدة الحرارية في مختبرات بيل . [18] [19] ومنذ ذلك الحين كانت عملية التخميد السطحي بالغة الأهمية لكفاءة الخلايا الشمسية . [20]

اعتبارًا من عام 2022، أكثر من 90٪ من السوق عبارة عن سيليكون بلوري . [21] تنتج مجموعة النظام الكهروضوئي ، أو نظام PV، طاقة تيار مستمر (DC) تتقلب مع شدة ضوء الشمس. للاستخدام العملي، يتطلب هذا عادةً التحويل إلى تيار متناوب (AC)، من خلال استخدام العاكسات . [12] يتم توصيل خلايا شمسية متعددة داخل الألواح. يتم توصيل الألواح معًا لتشكيل صفائف، ثم ربطها بعاكس، والذي ينتج الطاقة بالجهد المطلوب، وللتيار المتردد، التردد/الطور المطلوب. [12]

يتم توصيل العديد من أنظمة الطاقة الكهروضوئية السكنية بالشبكة عندما تكون متاحة، وخاصة في البلدان المتقدمة ذات الأسواق الكبيرة. [22] في أنظمة الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة ، يكون استخدام تخزين الطاقة اختياريًا. في تطبيقات معينة مثل الأقمار الصناعية أو المنارات أو في البلدان النامية، غالبًا ما تتم إضافة البطاريات أو مولدات الطاقة الإضافية كنسخ احتياطية. تسمح أنظمة الطاقة المستقلة هذه بالعمليات في الليل وفي أوقات أخرى من ضوء الشمس المحدود.

في نظام " الزراعة الكهروضوئية العمودية "، يتم توجيه الخلايا الشمسية عموديًا على الأراضي الزراعية، للسماح للأرض بزراعة المحاصيل وتوليد الطاقة المتجددة. [23] تشمل التكوينات الأخرى المزارع الشمسية العائمة ، ووضع المظلات الشمسية فوق مواقف السيارات، وتركيب الألواح الشمسية على الأسطح. [23]

الألواح الشمسية الرقيقة

الخلية الشمسية ذات الأغشية الرقيقة هي خلية شمسية من الجيل الثاني يتم تصنيعها عن طريق ترسيب طبقة رقيقة واحدة أو أكثر، أو غشاء رقيق (TF) من مادة كهروضوئية على ركيزة، مثل الزجاج أو البلاستيك أو المعدن. تُستخدم الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة تجاريًا في العديد من التقنيات، بما في ذلك تيلوريد الكادميوم (CdTe) وثنائي سيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم (CIGS) والسيليكون الرقيق غير المتبلور (a-Si، TF-Si). [24]

خلايا بيروفسكايت الشمسية

خلية البيروفسكايت الشمسية (PSC) هي نوع من الخلايا الشمسية التي تتضمن مركبًا بنيويًا من البيروفسكايت ، وهو في أغلب الأحيان مادة هجينة عضوية وغير عضوية تعتمد على الرصاص أو هاليد القصدير كطبقة نشطة لجمع الضوء. [25] [26] مواد البيروفسكايت، مثل هاليدات الرصاص الميثيلي الأمونيوم وهاليد الرصاص السيزيوم غير العضوي بالكامل، رخيصة الإنتاج وسهلة التصنيع.

زادت كفاءة الخلايا الشمسية للأجهزة المعملية التي تستخدم هذه المواد من 3.8٪ في عام 2009 [27] إلى 25.7٪ في عام 2021 في الهياكل أحادية الوصلة، [28] [29] وفي الخلايا الترادفية القائمة على السيليكون، إلى 29.8٪، [28] [30] متجاوزة بذلك الحد الأقصى للكفاءة المحققة في الخلايا الشمسية السيليكونية أحادية الوصلة. وبالتالي، كانت الخلايا الشمسية البيروفسكايت هي أسرع تكنولوجيا شمسية تقدمًا اعتبارًا من عام 2016. [ 25] مع إمكانية تحقيق كفاءات أعلى وتكاليف إنتاج منخفضة للغاية، أصبحت الخلايا الشمسية البيروفسكايت جذابة تجاريًا. تشمل المشاكل الأساسية وموضوعات البحث استقرارها على المدى القصير والطويل. [31]

الطاقة الشمسية المركزة

يقوم المجمع المكافئ بتركيز ضوء الشمس على أنبوب في نقطة بؤرته.

تستخدم الطاقة الشمسية المركزة (CSP)، والتي تسمى أيضًا "الطاقة الشمسية الحرارية المركزة"، العدسات أو المرايا وأنظمة التتبع لتركيز ضوء الشمس، ثم تستخدم الحرارة الناتجة لتوليد الكهرباء من التوربينات البخارية التقليدية. [32]

توجد مجموعة واسعة من تقنيات التركيز: من بين أشهرها الحوض المكافئ ، وعاكس فرينل الخطي المضغوط ، وطبق ستيرلينج وبرج الطاقة الشمسية . تُستخدم تقنيات مختلفة لتتبع الشمس وتركيز الضوء. في كل هذه الأنظمة، يتم تسخين سائل عامل بواسطة ضوء الشمس المركز ثم يتم استخدامه لتوليد الطاقة أو تخزين الطاقة. [33] يسمح التخزين الحراري بكفاءة بتوليد الكهرباء بين عشية وضحاها، [34] وبالتالي يكمل الطاقة الكهروضوئية. [35] تولد الطاقة الشمسية المركزة حصة صغيرة جدًا من الطاقة الشمسية وفي عام 2022 قالت وكالة الطاقة الدولية أن الطاقة الشمسية المركزة يجب أن تحصل على أجر أفضل مقابل تخزينها. [36]

اعتبارًا من عام 2021، تجاوزت التكلفة المتساوية للكهرباء من الطاقة الشمسية المركزة ضعف تكلفة الطاقة الكهروضوئية. [ 37 ] ومع ذلك، قد تكون درجات حرارتها المرتفعة للغاية مفيدة للمساعدة في إزالة الكربون من الصناعات (ربما عبر الهيدروجين) التي تحتاج إلى أن تكون أكثر سخونة مما يمكن أن توفره الكهرباء. [38]

الأنظمة الهجينة

يجمع النظام الهجين بين الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة و/أو شكل أو أكثر من أشكال التوليد الأخرى. وعادة ما يتم الجمع بين الطاقة الكهرومائية [39] [40] وطاقة الرياح [41] [42] والبطاريات [43] والطاقة الشمسية. وقد يمكن التوليد المشترك النظام من تغيير ناتج الطاقة حسب الطلب، أو على الأقل تخفيف تقلبات الطاقة الشمسية. [44] [45] هناك الكثير من الطاقة الكهرومائية في جميع أنحاء العالم، وإضافة الألواح الشمسية على أو حول خزانات الطاقة الكهرومائية الموجودة مفيد بشكل خاص، لأن الطاقة الكهرومائية عادة ما تكون أكثر مرونة من طاقة الرياح وأرخص على نطاق واسع من البطاريات، [46] ويمكن استخدام خطوط الطاقة الموجودة في بعض الأحيان. [47] [48]

التطوير والنشر

حصة إنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية، 2022 [49]
توليد الطاقة الشمسية سنويًا حسب القارة
بفضل السياسات المواتية وانخفاض تكاليف الوحدات، نمت تركيبات الطاقة الشمسية الكهروضوئية بشكل مطرد. [50] [51] في عام 2023، أضافت الصين 60% من القدرة الجديدة للعالم. [52]
نمو الطاقة الشمسية الكهروضوئية على نطاق شبه لوغاريتمي منذ عام 1996
إنتاج الكهرباء حسب المصدر

الأيام الأولى

كان التطور المبكر لتقنيات الطاقة الشمسية بدءًا من ستينيات القرن التاسع عشر مدفوعًا بتوقع أن الفحم سيصبح نادرًا قريبًا، مثل التجارب التي أجراها أوغستين موشو . [53] قام تشارلز فريتس بتثبيت أول مجموعة شمسية كهروضوئية على سطح أحد المباني في مدينة نيويورك عام 1884، باستخدام خلايا سيلينيوم ذات كفاءة 1%. [54] ومع ذلك، توقف تطوير تقنيات الطاقة الشمسية في أوائل القرن العشرين في مواجهة تزايد توافر الفحم والبترول واقتصادهما وفائدتهما . [ 55] استخدمت أبحاث مختبرات بيل للهاتف في الخمسينيات من القرن العشرين رقائق السيليكون بطبقة رقيقة من البورون. وُصفت "بطارية بيل الشمسية" بأنها ذات كفاءة 6%، حيث تولد ياردة مربعة من الألواح 50 وات. [56] تم إطلاق أول قمر صناعي بألواح شمسية في عام 1957. [57]

بحلول سبعينيات القرن العشرين، كانت الألواح الشمسية لا تزال باهظة الثمن بالنسبة للعديد من الأشياء الأخرى غير الأقمار الصناعية . [58] في عام 1974، قُدِّر أن ستة منازل خاصة فقط في جميع أنحاء أمريكا الشمالية كانت مُدفأة أو مُبردة بالكامل بواسطة أنظمة الطاقة الشمسية الوظيفية. [59] ومع ذلك، تسبب حظر النفط عام 1973 وأزمة الطاقة عام 1979 في إعادة تنظيم سياسات الطاقة في جميع أنحاء العالم وجلبت اهتمامًا متجددًا بتطوير تقنيات الطاقة الشمسية. [60] [61]

ركزت استراتيجيات النشر على برامج الحوافز مثل برنامج استخدام الطاقة الكهروضوئية الفيدرالي في الولايات المتحدة وبرنامج أشعة الشمس في اليابان. وشملت الجهود الأخرى تشكيل مرافق بحثية في الولايات المتحدة (SERI، الآن NREL )، واليابان ( NEDO )، وألمانيا ( Fraunhofer ISE ). [62] بين عامي 1970 و 1983 نمت تركيبات الأنظمة الكهروضوئية بسرعة. في الولايات المتحدة، حدد الرئيس جيمي كارتر هدفًا لإنتاج 20٪ من طاقة الولايات المتحدة من الطاقة الشمسية بحلول عام 2000، لكن خليفته، رونالد ريجان ، أزال التمويل للبحث في مجال الطاقة المتجددة. [58] أدى انخفاض أسعار النفط في أوائل الثمانينيات إلى اعتدال نمو الطاقة الكهروضوئية من عام 1984 إلى عام 1996.

من منتصف التسعينيات إلى عام 2010

في منتصف تسعينيات القرن العشرين، بدأ تطوير محطات الطاقة الشمسية على الأسطح السكنية والتجارية وكذلك محطات الطاقة الكهروضوئية على نطاق المرافق في التسارع مرة أخرى بسبب مشاكل العرض بالنفط والغاز الطبيعي، ومخاوف الانحباس الحراري العالمي ، وتحسين الوضع الاقتصادي للطاقة الكهروضوئية مقارنة بتقنيات الطاقة الأخرى. [58] [63] في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، أدى اعتماد تعريفات التغذية - وهي آلية سياسية تمنح الطاقة المتجددة الأولوية على الشبكة وتحدد سعرًا ثابتًا للكهرباء المولدة - إلى مستوى عالٍ من أمن الاستثمار وإلى عدد متزايد من عمليات نشر الطاقة الكهروضوئية في أوروبا.

العقد الأول من القرن الحادي والعشرين

لعدة سنوات، كان النمو العالمي للطاقة الشمسية الكهروضوئية مدفوعًا بالنشر الأوروبي ، لكنه تحول بعد ذلك إلى آسيا، وخاصة الصين واليابان ، وإلى عدد متزايد من البلدان والمناطق في جميع أنحاء العالم. كانت أكبر الشركات المصنعة لمعدات الطاقة الشمسية مقرها في الصين. [64] [65] وعلى الرغم من أن سعة الطاقة الشمسية المركزة نمت بأكثر من عشرة أضعاف، إلا أنها ظلت تمثل نسبة ضئيلة من الإجمالي، [66] : 51  لأن تكلفة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على نطاق المرافق انخفضت بنسبة 85٪ بين عامي 2010 و 2020، بينما انخفضت تكاليف الطاقة الشمسية المركزة بنسبة 68٪ فقط في نفس الإطار الزمني. [67]

عشرينيات القرن العشرين

على الرغم من ارتفاع تكلفة المواد، مثل البولي سيليكون ، خلال أزمة الطاقة العالمية 2021-2022 ، [68] كانت الطاقة الشمسية على نطاق المرافق لا تزال أقل مصادر الطاقة تكلفة في العديد من البلدان بسبب ارتفاع تكاليف مصادر الطاقة الأخرى، مثل الغاز الطبيعي. [69] في عام 2022، تجاوزت سعة توليد الطاقة الشمسية العالمية 1 تيراواط لأول مرة. [70] ومع ذلك، أدت إعانات الوقود الأحفوري إلى إبطاء نمو سعة توليد الطاقة الشمسية. [71]

الحالة الحالية

حوالي نصف القدرة المركبة هي من نطاق المرافق. [72]

خريطة الموارد الشمسية من البنك الدولي

التوقعات

النشر السنوي الفعلي للطاقة الشمسية الكهروضوئية مقارنة بتوقعات وكالة الطاقة الدولية للفترة 2002-2016. لقد قللت التوقعات إلى حد كبير وبشكل ثابت من تقدير النمو الفعلي.

من المتوقع أن تكون معظم القدرة المتجددة الجديدة بين عامي 2022 و2027 من الطاقة الشمسية، متجاوزة الفحم كأكبر مصدر لقدرة الطاقة المركبة. [73] : 26  ومن المتوقع أن يصبح نطاق المرافق أكبر مصدر للكهرباء في جميع المناطق باستثناء أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى بحلول عام 2050. [72]

وفقًا لدراسة أجريت عام 2021، تقدر إمكانات توليد الكهرباء العالمية من الألواح الشمسية على أسطح المنازل بنحو 27 بيتا وات في الساعة سنويًا بتكلفة تتراوح من 40 دولارًا (آسيا) إلى 240 دولارًا لكل ميغاواط/ساعة (الولايات المتحدة وأوروبا). ومع ذلك، فإن تحقيقها العملي سيعتمد على توافر وتكلفة حلول تخزين الكهرباء القابلة للتطوير. [74]

محطات الطاقة الكهروضوئية

حديقة الطاقة الشمسية
محطة الطاقة الشمسية Jännersdorf بقدرة 40.5 ميجاوات في Prignitz ، ألمانيا

محطة الطاقة الكهروضوئية ، والمعروفة أيضًا باسم الحديقة الشمسية أو المزرعة الشمسية أو محطة الطاقة الشمسية، هي نظام طاقة كهروضوئية متصل بالشبكة على نطاق واسع (نظام PV) مصمم لتوفير الطاقة التجارية . وهي تختلف عن معظم الطاقة الشمسية المثبتة على المباني وغيرها من الطاقة الشمسية اللامركزية لأنها توفر الطاقة على مستوى المرافق ، وليس لمستخدم أو مستخدمين محليين. تُستخدم الطاقة الشمسية على نطاق المرافق أحيانًا لوصف هذا النوع من المشاريع.

يختلف هذا النهج عن الطاقة الشمسية المركزة ، وهي تقنية توليد الطاقة الشمسية الكبرى الأخرى على نطاق واسع، والتي تستخدم الحرارة لتشغيل مجموعة متنوعة من أنظمة المولدات التقليدية. يتمتع كلا النهجين بمزايا وعيوب خاصة بهما، ولكن حتى الآن، ولعدة أسباب، شهدت تقنية الطاقة الكهروضوئية استخدامًا أوسع بكثير. اعتبارًا من عام 2019 ، كان حوالي 97٪ من سعة الطاقة الشمسية على نطاق المرافق عبارة عن طاقة كهروضوئية. [75] [76]

في بعض البلدان، يتم تصنيف سعة لوحة اسم محطات الطاقة الكهروضوئية بالميجاواط الذروة (MW p )، والتي تشير إلى أقصى خرج نظري للطاقة المستمرة لمجموعة الألواح الشمسية . في بلدان أخرى، يذكر المصنع السطح والكفاءة. ومع ذلك، غالبًا ما تحدد كندا واليابان وإسبانيا والولايات المتحدة باستخدام خرج الطاقة الاسمي الأدنى المحول بالميجاواط المتردد ، وهو مقياس يمكن مقارنته بشكل مباشر بأشكال أخرى من توليد الطاقة. يتم تطوير معظم المتنزهات الشمسية على نطاق لا يقل عن 1 ميجاواط p . اعتبارًا من عام 2018، تجاوزت أكبر محطات الطاقة الكهروضوئية العاملة في العالم 1 جيجاواط . في نهاية عام 2019، كان هناك حوالي 9000 مزرعة شمسية أكبر من 4 ميجاواط تيار متردد (مقياس المرافق)، بسعة إجمالية تزيد عن 220 جيجاواط تيار متردد . [75]

معظم محطات الطاقة الكهروضوئية الكبيرة الحالية مملوكة ومدارة من قبل منتجي الطاقة المستقلين ، ولكن مشاركة المشاريع المملوكة للمجتمع والمرافق آخذة في الازدياد. [77] في السابق، كانت جميعها تقريبًا مدعومة جزئيًا على الأقل بحوافز تنظيمية مثل التعريفات التغذوية أو الاعتمادات الضريبية ، ولكن مع انخفاض التكاليف المستوية بشكل كبير في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين والوصول إلى تكافؤ الشبكة في معظم الأسواق، فإن الحوافز الخارجية عادة لا تكون ضرورية.

محطات الطاقة الشمسية المركزة

نظام توليد الطاقة الكهربائية بالطاقة الشمسية في إيفانباه مع تحميل الأبراج الثلاثة
جزء من مجمع الطاقة الشمسية المكافئة لأنظمة توليد الطاقة الشمسية (SEGS) بقدرة 354 ميجاوات في شمال مقاطعة سان برناردينو، كاليفورنيا

تم تطوير محطات الطاقة الشمسية المركزة التجارية (CSP)، والتي تسمى أيضًا "محطات الطاقة الشمسية الحرارية"، لأول مرة في ثمانينيات القرن العشرين. تعد محطة إيفانباه للطاقة الشمسية التي تبلغ قدرتها 377 ميجاوات ، والتي تقع في صحراء موهافي في كاليفورنيا، أكبر مشروع محطة طاقة شمسية حرارية في العالم. تشمل محطات الطاقة الشمسية المركزة الكبيرة الأخرى محطة سولنوفا للطاقة الشمسية (150 ميجاوات)، ومحطة أنداسول للطاقة الشمسية (150 ميجاوات)، ومحطة إكستريسول للطاقة الشمسية (150 ميجاوات)، وكلها في إسبانيا. تتمثل الميزة الرئيسية لمحطات الطاقة الشمسية المركزة في القدرة على إضافة التخزين الحراري بكفاءة، مما يسمح بإرسال الكهرباء على مدار فترة تصل إلى 24 ساعة. نظرًا لأن ذروة الطلب على الكهرباء تحدث عادةً في حوالي الساعة 5 مساءً، فإن العديد من محطات الطاقة الشمسية المركزة تستخدم من 3 إلى 5 ساعات من التخزين الحراري. [78]

الاقتصاد

التكلفة لكل واط

تشمل عوامل التكلفة النموذجية للطاقة الشمسية تكاليف الوحدات، والإطار الذي يحملها، والأسلاك، والمحولات، وتكلفة العمالة، وأي أرض قد تكون مطلوبة، والاتصال بالشبكة، والصيانة، وأشعة الشمس الشمسية التي سيحصل عليها هذا الموقع.

لا تستخدم الأنظمة الكهروضوئية أي وقود، وتدوم الوحدات عادة من 25 إلى 40 عامًا. [79] وبالتالي فإن تكاليف رأس المال والتمويل الأولية تشكل من 80% إلى 90% من تكلفة الطاقة الشمسية، [73] : 165  وهي مشكلة بالنسبة للدول التي قد لا يتم فيها احترام العقود، مثل بعض الدول الأفريقية. [5] تفكر بعض الدول في فرض حدود سعرية ، [80] بينما تفضل دول أخرى عقود الفروقات . [81]

في العديد من البلدان، تعد الطاقة الشمسية المصدر الأقل تكلفة للكهرباء. [82] وفي المملكة العربية السعودية، تم توقيع اتفاقية شراء الطاقة (PPA) في أبريل 2021 لمحطة طاقة شمسية جديدة في الفيصلية. سجل المشروع أدنى تكلفة في العالم لإنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية الكهروضوئية بواقع 1.04 سنتًا أمريكيًا / كيلووات ساعة. [83]

أسعار التركيب

انخفضت تكاليف وحدات الطاقة الشمسية عالية الطاقة بشكل كبير بمرور الوقت. بدءًا من عام 1982، كانت التكلفة لكل كيلو وات حوالي 27000 دولار أمريكي، وفي عام 2006 انخفضت التكلفة إلى حوالي 4000 دولار أمريكي لكل كيلو وات. بلغت تكلفة نظام الطاقة الكهروضوئية في عام 1992 حوالي 16000 دولار أمريكي لكل كيلو وات وانخفضت إلى حوالي 6000 دولار أمريكي لكل كيلو وات في عام 2008. [84] في عام 2021 في الولايات المتحدة، بلغت تكلفة الطاقة الشمسية السكنية من 2 إلى 4 دولارات / واط (لكن تكلفة الألواح الشمسية أعلى بكثير) [85] وكانت تكاليف الطاقة الشمسية للمرافق حوالي 1 دولار / واط. [86]

الإنتاجية حسب الموقع

تعتمد إنتاجية الطاقة الشمسية في منطقة ما على الإشعاع الشمسي ، الذي يختلف على مدار اليوم والسنة ويتأثر بخط العرض والمناخ . كما تعتمد طاقة خرج نظام الطاقة الكهروضوئية أيضًا على درجة الحرارة المحيطة وسرعة الرياح والطيف الشمسي وظروف التلوث المحلية وعوامل أخرى.

تميل طاقة الرياح البرية إلى أن تكون المصدر الأرخص للكهرباء في شمال أوراسيا وكندا وبعض أجزاء من الولايات المتحدة وباتاغونيا في الأرجنتين بينما في أجزاء أخرى من العالم يُعتقد أن الطاقة الشمسية (أو في كثير من الأحيان مزيج من طاقة الرياح والطاقة الشمسية وغيرها من الطاقة المنخفضة الكربون) هي الأفضل. [87] : 8  تشير النمذجة التي أجرتها جامعة إكستر إلى أنه بحلول عام 2030، ستكون الطاقة الشمسية الأقل تكلفة في جميع البلدان باستثناء بعضها في شمال شرق أوروبا. [88]

تقع المواقع ذات أعلى إشعاع شمسي سنوي في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية القاحلة. عادةً ما تحتوي الصحاري الواقعة في خطوط العرض المنخفضة على عدد قليل من السحب ويمكن أن تتلقى أشعة الشمس لأكثر من عشر ساعات في اليوم. [89] [90] تشكل هذه الصحاري الحارة حزام الشمس العالمي الذي يحيط بالعالم. يتكون هذا الحزام من مساحات شاسعة من الأراضي في شمال إفريقيا وجنوب إفريقيا وجنوب غرب آسيا والشرق الأوسط وأستراليا ، بالإضافة إلى الصحاري الأصغر بكثير في أمريكا الشمالية والجنوبية . [91]

وبالتالي فإن الطاقة الشمسية هي (أو من المتوقع أن تصبح) أرخص مصدر للطاقة في كل من أمريكا الوسطى وأفريقيا والشرق الأوسط والهند وجنوب شرق آسيا وأستراليا والعديد من المناطق الأخرى. [87] : 8 

تم رسم القياسات المختلفة للإشعاع الشمسي (الإشعاع الطبيعي المباشر، الإشعاع الأفقي العالمي) أدناه:

  • أمريكا الشمالية
    أمريكا الشمالية
  • أمريكا الجنوبية
    أمريكا الجنوبية
  • أوروبا
    أوروبا
  • افريقيا والشرق الأوسط
    افريقيا والشرق الأوسط
  • جنوب وجنوب شرق آسيا
    جنوب وجنوب شرق آسيا
  • أستراليا
    أستراليا
  • عالم
    عالم

الاستهلاك الذاتي

في حالات الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية، يتم حساب وقت الاسترداد بناءً على كمية الكهرباء التي لم يتم شراؤها من الشبكة. [92] ومع ذلك، في كثير من الحالات، لا تتطابق أنماط التوليد والاستهلاك، ويتم إرجاع بعض أو كل الطاقة إلى الشبكة. يتم بيع الكهرباء، وفي أوقات أخرى عندما يتم أخذ الطاقة من الشبكة، يتم شراء الكهرباء. تؤثر التكاليف والأسعار النسبية التي تم الحصول عليها على الاقتصاد. في العديد من الأسواق، يكون السعر المدفوع مقابل الكهرباء الكهروضوئية المباعة أقل بكثير من سعر الكهرباء المشتراة، مما يحفز الاستهلاك الذاتي. [93] علاوة على ذلك، تم استخدام حوافز الاستهلاك الذاتي المنفصلة في ألمانيا وإيطاليا على سبيل المثال. [93] كما تضمن تنظيم تفاعل الشبكة أيضًا قيودًا على تغذية الشبكة في بعض المناطق في ألمانيا ذات الكميات الكبيرة من سعة الطاقة الكهروضوئية المثبتة. [93] [94] من خلال زيادة الاستهلاك الذاتي، يمكن الحد من تغذية الشبكة دون تقليص ، مما يهدر الكهرباء. [95]

إن التوافق الجيد بين التوليد والاستهلاك هو المفتاح لاستهلاك ذاتي مرتفع. يمكن تحسين التوافق باستخدام البطاريات أو استهلاك الكهرباء القابل للتحكم. [95] ومع ذلك، فإن البطاريات باهظة الثمن، وقد تتطلب الربحية توفير خدمات أخرى منها إلى جانب زيادة الاستهلاك الذاتي، [96] على سبيل المثال تجنب انقطاع التيار الكهربائي . [97] يمكن أن توفر خزانات تخزين الماء الساخن مع التدفئة الكهربائية بمضخات الحرارة أو سخانات المقاومة تخزينًا منخفض التكلفة للاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية. [95] يمكن للأحمال القابلة للتحويل، مثل غسالات الصحون ومجففات الملابس والغسالات، توفير استهلاك يمكن التحكم فيه مع تأثير محدود فقط على المستخدمين، ولكن تأثيرها على الاستهلاك الذاتي للطاقة الشمسية قد يكون محدودًا. [95]

تسعير الطاقة والحوافز والضرائب

كان الغرض السياسي الأصلي من سياسات الحوافز للطاقة الكهروضوئية هو تسهيل النشر الأولي على نطاق صغير لبدء تنمية الصناعة، حتى عندما كانت تكلفة الطاقة الكهروضوئية أعلى بكثير من تكافؤ الشبكة، للسماح للصناعة بتحقيق اقتصاديات الحجم اللازمة للوصول إلى تكافؤ الشبكة. منذ الوصول إلى تكافؤ الشبكة، تم تنفيذ بعض السياسات لتعزيز الاستقلال الوطني في مجال الطاقة، [98] وخلق فرص العمل عالية التقنية [99] والحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون . [98]

تختلف الحوافز المالية للطاقة الكهروضوئية عبر البلدان، بما في ذلك أستراليا ، [100] والصين ، [101] وألمانيا ، [102] والهند ، [103] واليابان ، والولايات المتحدة وحتى عبر الولايات داخل الولايات المتحدة.

القياس الصافي

يتطلب القياس الصافي ، على عكس التعرفة التغذوية ، عدادًا واحدًا فقط، ولكن يجب أن يكون ثنائي الاتجاه.

في القياس الصافي، يكون سعر الكهرباء المنتجة هو نفس السعر المقدم للمستهلك، ويتم محاسبة المستهلك على الفرق بين الإنتاج والاستهلاك. يمكن إجراء القياس الصافي عادةً دون أي تغييرات على عدادات الكهرباء القياسية ، والتي تقيس الطاقة بدقة في كلا الاتجاهين وتبلغ تلقائيًا عن الفرق، ولأنها تسمح لأصحاب المنازل والشركات بتوليد الكهرباء في وقت مختلف عن الاستهلاك، باستخدام الشبكة بشكل فعال كبطارية تخزين عملاقة. مع القياس الصافي، يتم إصدار فواتير العجز كل شهر بينما يتم ترحيل الفوائض إلى الشهر التالي. تدعو أفضل الممارسات إلى ترحيل دائم لائتمانات كيلووات ساعة. [104] يتم فقدان الائتمانات الزائدة عند إنهاء الخدمة أو دفعها بمعدل يتراوح من سعر الجملة إلى سعر التجزئة أو أعلى، كما يمكن أن تكون ائتمانات سنوية زائدة. [105]

الطاقة الشمسية المجتمعية

مزرعة الطاقة الشمسية المجتمعية في بلدة ويتلاند، ويسكونسن [106]

مشروع الطاقة الشمسية المجتمعي هو منشأة للطاقة الشمسية تقبل رأس المال من عملاء متعددين، بما في ذلك الأفراد والشركات والمنظمات غير الربحية والمستثمرين الآخرين، وتوفر لهم ائتمانات الإنتاج والفوائد الضريبية. يستثمر المشاركون عادةً في أو يشتركون في سعة معينة من كيلووات أو كيلووات ساعة من إنتاج الكهرباء عن بعد. [107]

الضرائب

في بعض البلدان يتم فرض رسوم جمركية (ضرائب استيراد) على الألواح الشمسية المستوردة. [108] [109]

تكامل الشبكة

التنوع

يتم استخدام الغالبية العظمى من الكهرباء المنتجة في جميع أنحاء العالم على الفور لأن المولدات التقليدية يمكنها التكيف مع الطلب والتخزين عادة ما يكون أكثر تكلفة. كل من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح هي مصادر للطاقة المتجددة المتغيرة ، مما يعني أنه يجب استخدام كل الناتج المتاح محليًا، أو نقله على خطوط النقل لاستخدامه في مكان آخر، أو تخزينه (على سبيل المثال، في بطارية). نظرًا لأن الطاقة الشمسية غير متوفرة في الليل، فإن تخزينها بحيث يكون هناك توفر مستمر للكهرباء يعد قضية مهمة محتملة، خاصة في التطبيقات خارج الشبكة وفي سيناريوهات الطاقة المتجددة بنسبة 100٪ في المستقبل . [113]

الطاقة الشمسية متقطعة بسبب دورات الليل والنهار وظروف الطقس المتغيرة. ومع ذلك، يمكن التنبؤ بالطاقة الشمسية إلى حد ما حسب الوقت من اليوم والموقع والفصول. يختلف التحدي المتمثل في دمج الطاقة الشمسية في أي مرفق كهربائي معين بشكل كبير. في الأماكن ذات الصيف الحار والشتاء المعتدل، تميل الطاقة الشمسية إلى أن تكون مناسبة لمتطلبات التبريد أثناء النهار. [114]

تخزين الطاقة

قد تستخدم محطات الطاقة الشمسية المركزة التخزين الحراري لتخزين الطاقة الشمسية، كما هو الحال في الأملاح المنصهرة عالية الحرارة. تعد هذه الأملاح وسيلة تخزين فعالة لأنها منخفضة التكلفة، ولديها سعة حرارية نوعية عالية، ويمكنها توصيل الحرارة في درجات حرارة متوافقة مع أنظمة الطاقة التقليدية. تُستخدم طريقة تخزين الطاقة هذه، على سبيل المثال، من قبل محطة الطاقة Solar Two ، مما يسمح لها بتخزين 1.44  تيراجول في خزان تخزينها الذي تبلغ سعته 68 مترًا مكعبًا ، وهو ما يكفي لتوفير الناتج الكامل لمدة تقرب من 39 ساعة، بكفاءة تبلغ حوالي 99٪. [115]

في أنظمة الطاقة الكهروضوئية المستقلة ، تُستخدم البطاريات تقليديًا لتخزين الكهرباء الزائدة. مع أنظمة الطاقة الكهروضوئية المتصلة بالشبكة ، يمكن إرسال الكهرباء الزائدة إلى الشبكة الكهربائية . تمنح برامج القياس الصافي والتعرفة التغذوية هذه الأنظمة رصيدًا للكهرباء التي تنتجها. يعوض هذا الرصيد الكهرباء المقدمة من الشبكة عندما لا يستطيع النظام تلبية الطلب، ويتاجر بشكل فعال مع الشبكة بدلاً من تخزين الكهرباء الزائدة. [116] عندما تكون الرياح والطاقة الشمسية جزءًا صغيرًا من طاقة الشبكة، يمكن لتقنيات التوليد الأخرى تعديل إنتاجها بشكل مناسب، ولكن مع نمو هذه الأشكال من الطاقة المتغيرة، هناك حاجة إلى توازن إضافي على الشبكة. مع انخفاض الأسعار بسرعة، تستخدم أنظمة الطاقة الكهروضوئية بشكل متزايد البطاريات القابلة لإعادة الشحن لتخزين الفائض لاستخدامه في وقت لاحق من الليل. يمكن للبطاريات المستخدمة لتخزين الشبكة تثبيت الشبكة الكهربائية من خلال تسوية الأحمال القصوى لبضع ساعات. في المستقبل، يمكن للبطاريات الأقل تكلفة أن تلعب دورًا مهمًا في الشبكة الكهربائية، حيث يمكنها الشحن خلال الفترات التي يتجاوز فيها التوليد الطلب وتغذية الطاقة المخزنة في الشبكة عندما يكون الطلب أعلى من التوليد.

تشمل تقنيات البطاريات الشائعة المستخدمة في أنظمة الطاقة الكهروضوئية المنزلية اليوم النيكل والكادميوم والرصاص الحمضي وهيدريد النيكل المعدني والليثيوم أيون . [117] [118] [ مصدر أفضل مطلوب ] تتمتع بطاريات الليثيوم أيون بإمكانية استبدال بطاريات الرصاص الحمضية في المستقبل القريب، حيث يتم تطويرها بشكل مكثف ومن المتوقع انخفاض الأسعار بسبب اقتصاديات الحجم التي توفرها مرافق الإنتاج الكبيرة مثل مصنع تسلا جيجافاكتوري 1. بالإضافة إلى ذلك، قد تعمل بطاريات الليثيوم أيون للسيارات الكهربائية التي تعمل بالقابس كأجهزة تخزين مستقبلية في نظام من السيارة إلى الشبكة . نظرًا لأن معظم المركبات متوقفة في المتوسط ​​بنسبة 95٪ من الوقت، يمكن استخدام بطارياتها للسماح بتدفق الكهرباء من السيارة إلى خطوط الكهرباء والعودة.

يمكن إعادة استخدام بطاريات المركبات الكهربائية المتقاعدة. [119] تشمل البطاريات القابلة لإعادة الشحن الأخرى المستخدمة في أنظمة الطاقة الكهروضوئية الموزعة ، بطاريات الصوديوم والكبريت والفاناديوم المؤكسدة ، وهما نوعان بارزان من بطارية الملح المنصهر وبطارية التدفق ، على التوالي. [120] [121] [122]

الدورة الموسمية لعوامل القدرة لطاقة الرياح والطاقة الكهروضوئية في أوروبا موضحة تحت افتراضات مثالية. يوضح الشكل التأثيرات المتوازنة لطاقة الرياح والطاقة الشمسية على النطاق الموسمي (كاسبار وآخرون، 2019). [123]

تقنيات أخرى

محطات الطاقة الشمسية، على الرغم من إمكانية تقليصها، عادة ما تنتج أكبر قدر ممكن من الطاقة. لذلك في نظام كهرباء بدون تخزين طاقة الشبكة الكافي ، فإن توليد الطاقة من مصادر أخرى (الفحم والكتلة الحيوية والغاز الطبيعي والطاقة النووية والطاقة الكهرومائية ) يرتفع وينخفض ​​عمومًا استجابة لارتفاع وانخفاض الكهرباء الشمسية والتغيرات في الطلب (انظر محطة الطاقة التي تتبع الحمل ).

تعمل السدود الكهرومائية التقليدية بشكل جيد للغاية بالتزامن مع الطاقة الشمسية؛ حيث يمكن حجز المياه أو إطلاقها من الخزان حسب الحاجة. وفي حالة عدم توفر الجغرافيا المناسبة، يمكن للطاقة الكهرومائية المخزنة بالضخ استخدام الطاقة الشمسية لضخ المياه إلى خزان مرتفع في الأيام المشمسة، ثم يتم استرداد الطاقة في الليل وفي الطقس السيئ بإطلاق المياه عبر محطة كهرومائية إلى خزان منخفض حيث يمكن أن تبدأ الدورة مرة أخرى. [124]

في حين يمكن لمحطات الطاقة الكهرومائية والغاز الطبيعي الاستجابة بسرعة للتغيرات في الحمل؛ تستغرق محطات الفحم والكتلة الحيوية والنووية عادةً وقتًا طويلاً للاستجابة للحمل ولا يمكن جدولتها إلا لمتابعة التباين المتوقع. اعتمادًا على الظروف المحلية، بما يتجاوز حوالي 20-40٪ من إجمالي التوليد، تميل المصادر المتقطعة المتصلة بالشبكة مثل الطاقة الشمسية إلى طلب الاستثمار في بعض مجموعات الربط بالشبكة أو تخزين الطاقة أو إدارة جانب الطلب . في البلدان ذات التوليد الشمسي العالي، مثل أستراليا، قد تصبح أسعار الكهرباء سلبية في منتصف النهار عندما يكون توليد الطاقة الشمسية مرتفعًا، وبالتالي تحفيز تخزين البطاريات الجديدة . [125] [126]

إن الجمع بين طاقة الرياح والطاقة الشمسية الكهروضوئية له ميزة تتمثل في أن المصدرين يكملان بعضهما البعض لأن أوقات التشغيل القصوى لكل نظام تحدث في أوقات مختلفة من اليوم والسنة. [127] وبالتالي فإن توليد الطاقة من أنظمة الطاقة الشمسية الهجينة هذه أكثر ثباتًا ويتقلب أقل من كل من النظامين الفرعيين المكونين. [128] الطاقة الشمسية موسمية، وخاصة في المناخات الشمالية / الجنوبية، بعيدًا عن خط الاستواء، مما يشير إلى الحاجة إلى تخزين موسمي طويل الأجل في وسط مثل الهيدروجين أو الطاقة الكهرومائية المضخوخة. [129]

التأثيرات البيئية

انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري حسب مصدر الطاقة. الطاقة الشمسية هي أحد المصادر التي تنتج أقل قدر من انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري.
جزء من محطة الطاقة الشمسية سينفتنبرج سولاربارك ، وهي محطة للطاقة الشمسية الكهروضوئية تقع في مناطق التعدين المفتوحة السابقة بالقرب من مدينة سينفتنبرج ، في شرق ألمانيا. تم الانتهاء من المرحلة الأولى من المحطة التي تبلغ قدرتها 78 ميجاوات في غضون ثلاثة أشهر.

الطاقة الشمسية أنظف من الكهرباء من الوقود الأحفوري ، [21] لذا يمكن أن تكون أفضل للبيئة. [130] لا تؤدي الطاقة الشمسية إلى انبعاثات ضارة أثناء التشغيل، لكن إنتاج الألواح يخلق بعض التلوث. البصمة الكربونية للتصنيع أقل من 1 كجم ثاني أكسيد الكربون / وات، [131] ومن المتوقع أن تنخفض هذه البصمة مع استخدام الشركات المصنعة لمزيد من الكهرباء النظيفة والمواد المعاد تدويرها. [132] تحمل الطاقة الشمسية تكلفة أولية على البيئة من خلال الإنتاج مع فترة استرداد الكربون لعدة سنوات اعتبارًا من عام 2022 ، [132] ولكنها توفر طاقة نظيفة لبقية عمرها الذي يبلغ 30 عامًا. [133]

إن انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري خلال دورة حياة المزارع الشمسية أقل من 50 جرامًا (جم) لكل كيلوواط/ساعة (كيلوواط/ساعة)، [134] [135] [136] ولكن مع تخزين البطاريات يمكن أن تصل إلى 150 جرامًا/كيلوواط/ساعة. [137] وعلى النقيض من ذلك، فإن محطة الطاقة التي تعمل بالغاز ذات الدورة المركبة بدون التقاط الكربون وتخزينه تنبعث منها حوالي 500 جرام/كيلوواط/ساعة، ومحطة الطاقة التي تعمل بالفحم حوالي 1000 جرام/كيلوواط/ساعة. [138] وعلى غرار جميع مصادر الطاقة حيث تكون انبعاثات دورة حياتها الإجمالية في الغالب من البناء، فإن التحول إلى الطاقة منخفضة الكربون في تصنيع ونقل الأجهزة الشمسية من شأنه أن يقلل من انبعاثات الكربون بشكل أكبر. [136]

تختلف كثافة الطاقة السطحية لدورة حياة الطاقة الشمسية [139] ولكنها تبلغ في المتوسط ​​حوالي 7 وات/م2، مقارنة بحوالي 240 للطاقة النووية و480 للغاز. [140] ومع ذلك، عندما يتم احتساب الأرض المطلوبة لاستخراج الغاز ومعالجته، يُقدر أن كثافة الطاقة في طاقة الغاز ليست أعلى بكثير من الطاقة الشمسية. [21] تتطلب الطاقة الكهروضوئية كميات أكبر بكثير من سطح الأرض لإنتاج نفس الكمية الاسمية من الطاقة مثل المصادر [ التي؟ ] ذات كثافة الطاقة السطحية وعامل السعة الأعلى. وفقًا لدراسة أجريت عام 2021، فإن الحصول على 25% إلى 80% من الكهرباء من المزارع الشمسية في أراضيها بحلول عام 2050 سيتطلب من الألواح تغطية مساحة تتراوح من 0.5% إلى 2.8% من الاتحاد الأوروبي ، و0.3% إلى 1.4% في الهند ، و1.2% إلى 5.2% في اليابان وكوريا الجنوبية . [141] إن احتلال مثل هذه المناطق الكبيرة لمزارع الطاقة الكهروضوئية يمكن أن يدفع المعارضة السكنية وكذلك يؤدي إلى إزالة الغابات وإزالة النباتات وتحويل الأراضي الزراعية. [142] ومع ذلك، تستخدم بعض البلدان، مثل كوريا الجنوبية واليابان، الأراضي للزراعة تحت الطاقة الكهروضوئية ، [143] [144] أو الطاقة الشمسية العائمة، [145] جنبًا إلى جنب مع مصادر الطاقة الأخرى منخفضة الكربون . [146] [147] إن استخدام الأراضي في جميع أنحاء العالم له تأثير بيئي ضئيل. [148] يمكن تقليل استخدام الأراضي إلى مستوى طاقة الغاز عن طريق التثبيت على المباني والمناطق المبنية الأخرى. [139]

تُستخدم مواد ضارة في إنتاج الألواح الشمسية، ولكن بكميات صغيرة عمومًا. [149] اعتبارًا من عام 2022 ، من الصعب تقدير التأثير البيئي للبيروفسكايت، ولكن هناك بعض المخاوف من أن الرصاص قد يكون مشكلة. [21]

تتوقع دراسة أجرتها وكالة الطاقة الدولية عام 2021 أن يتضاعف الطلب على النحاس بحلول عام 2040. وتحذر الدراسة من أن العرض يحتاج إلى الزيادة بسرعة لمواكبة الطلب من النشر واسع النطاق للطاقة الشمسية والترقيات المطلوبة للشبكة. [150] [151] قد تكون هناك حاجة أيضًا إلى المزيد من التيلوريوم والإنديوم . [21]

قد يساعد إعادة التدوير. [21] نظرًا لأن الألواح الشمسية يتم استبدالها أحيانًا بألواح أكثر كفاءة، يتم إعادة استخدام الألواح المستعملة أحيانًا في البلدان النامية، على سبيل المثال في إفريقيا . [152] لدى العديد من البلدان لوائح محددة لإعادة تدوير الألواح الشمسية . [153] [154] [155] على الرغم من أن تكلفة الصيانة منخفضة بالفعل مقارنة بمصادر الطاقة الأخرى، [156] فقد دعا بعض الأكاديميين إلى تصميم أنظمة الطاقة الشمسية لتكون أكثر قابلية للإصلاح . [157] [158]

يمكن أن تؤدي الألواح الشمسية إلى زيادة درجة الحرارة المحلية. وفي المنشآت الكبيرة في الصحراء، قد يكون التأثير أقوى من جزيرة الحرارة الحضرية. [159]

تشكل الطاقة الشمسية المركزة نسبة صغيرة جدًا من الطاقة الشمسية . وقد تستخدم الطاقة الشمسية المركزة كمية مياه أكبر بكثير من الطاقة التي تعمل بالغاز. وقد يمثل هذا مشكلة، حيث يحتاج هذا النوع من الطاقة الشمسية إلى ضوء شمس قوي، لذا غالبًا ما يتم بناؤه في الصحاري. [160]

سياسة

إن قبول مرافق الرياح والطاقة الشمسية في مجتمع المرء أقوى بين الديمقراطيين في الولايات المتحدة (الأزرق)، في حين أن قبول محطات الطاقة النووية أقوى بين الجمهوريين في الولايات المتحدة (الأحمر). [161]

لا يمكن قطع توليد الطاقة الشمسية بسبب الجغرافيا السياسية بمجرد تركيبها، على عكس النفط والغاز، اللذين يساهمان في أمن الطاقة . [162]

اعتبارًا من عام 2022، يوجد أكثر من 40% من القدرة العالمية على تصنيع البولي سيليكون في شينجيانغ في الصين ، [163] مما يثير المخاوف بشأن انتهاكات حقوق الإنسان ( معسكرات الاعتقال في شينجيانغ ). [164]

وفقًا للجمعية الدولية للطاقة الشمسية فإن هيمنة الصين على التصنيع ليست مشكلة، وذلك لأنهم يقدرون أن تصنيع الطاقة الشمسية لا يمكن أن ينمو إلى أكثر من 400 مليار دولار أمريكي سنويًا، ولأن قطع الإمدادات الصينية سيجعل الدول الأخرى لديها سنوات لإنشاء صناعاتها الخاصة. [165]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ "الأطلس الشمسي العالمي". globalsolaratlas.info . تم الاسترجاع في 12 أغسطس 2022 .
  2. ^ "مصادر الطاقة: الطاقة الشمسية". وزارة الطاقة . مؤرشف من الأصل في 14 أبريل 2011. استرجاع 19 أبريل 2011 .
  3. ^ ab Gabbatiss, Josh (12 يناير 2024). "تحليل: العالم سيضيف ما يكفي من الطاقة المتجددة في خمس سنوات لتشغيل الولايات المتحدة وكندا". Carbon Brief . تم الاسترجاع في 11 فبراير 2024 .
  4. ^ "مراجعة الكهرباء العالمية 2024". Ember . 7 مايو 2024. تم الاسترجاع 2 سبتمبر 2024 .
  5. ^ abc "آلات الشمس". مجلة الإيكونوميست . ISSN  0013-0613 . تم الاسترجاع في 26 يونيو 2024 .
  6. ^ "تكلفة الطاقة المستوية لعام 2023+". لازارد . تم الاسترجاع في 14 يونيو 2023 .
  7. ^ "الملخص التنفيذي – تحديث سوق الطاقة المتجددة – تحليل". وكالة الطاقة الدولية . يونيو 2023. تم الاسترجاع في 14 يونيو 2023 .
  8. ^ "مراجعة الكهرباء العالمية 2024". Ember . 7 مايو 2024. تم الاسترجاع 2 سبتمبر 2024 .
  9. ^ نورمان، ويل (13 يونيو 2023). "من خلال السقف: 49.5٪ من إضافات الطاقة الكهروضوئية في العالم كانت على السطح في عام 2022 - SolarPower Europe". PV Tech . تم الاسترجاع في 14 يونيو 2023 .
  10. ^ "الطاقة الشمسية الكهروضوئية – تحليل". وكالة الطاقة الدولية . تم الاسترجاع في 10 نوفمبر 2022 .
  11. ^ جولدنبرج، خوسيه؛ برنامج الأمم المتحدة الإنمائي، محررون (2000). تقييم الطاقة في العالم: الطاقة وتحدي الاستدامة (طبعة مطبوعة واحدة). نيويورك، نيويورك: برنامج الأمم المتحدة الإنمائي. رقم ISBN 978-92-1-126126-4.
  12. ^ abc Lewis Fraas, Larry Partain. Solar Cells and their Applications, Second Edition, Wiley, 2010, ISBN 978-0-470-44633-1 , Section10.2. 
  13. ^ بيرلين 1999، ص 147.
  14. ^ بيرلين 1999، ص 18-20.
  15. ^ Corporation, Bonnier (يونيو 1931). "Magic Plates, Tap Sun For Power". Popular Science : 41 . تم الاسترجاع في 19 أبريل 2011 .
  16. ^ بيرلين 1999، ص 29.
  17. ^ بيرلين 1999، ص 29-30 ، 38.
  18. ^ بلاك، لاكلان إي. (2016). وجهات نظر جديدة حول التخميد السطحي: فهم واجهة Si-Al2O3 (PDF) . سبرينغر. ص. 13. ISBN 9783319325217.
  19. ^ لوجيك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 120 و321-323. رقم ISBN 9783540342588.
  20. ^ بلاك، لاكلان إي. (2016). وجهات نظر جديدة حول التخميد السطحي: فهم واجهة Si-Al2O3 (PDF) . سبرينغر. رقم ISBN 9783319325217.
  21. ^ abcdef Urbina, Antonio (26 October 2022). "Sustainability of photovoltaic technologies in future net-zero release scenarios". Progress in Photovoltaics: Research and Applications . 31 (12): 1255–1269. doi : 10.1002/pip.3642 . ISSN  1062-7995. S2CID  253195560. التناقض الواضح الذي يمكن أن ينشأ عن حقيقة أن محطات الطاقة الكهروضوئية الكبيرة تشغل مساحة أكبر من محطات الفحم أو الغاز المدمجة نسبيًا يرجع إلى إدراج التأثيرات في احتلال الأراضي الناشئة عن تعدين الفحم واستخراج النفط أو الغاز في حساب التأثيرات في احتلال الأراضي الناشئة عن تعدين الفحم واستخراج النفط أو الغاز؛ إذا تم تضمينها، فإن التأثير على احتلال الأراضي يكون أكبر بالنسبة للوقود الأحفوري.
  22. ^ "تقرير مسح اتجاهات تطبيقات الطاقة الكهروضوئية في بلدان مختارة من وكالة الطاقة الدولية بين عامي 1992 و2009، IEA-PVPS". مؤرشف من الأصل في 25 مايو 2017. تم الاسترجاع في 8 نوفمبر 2011 .
  23. ^ ab Budin, Jeremiah (17 January 2024). "Game-Changing Solar Power Technology to Get First US Installation: Valuable Land is almost Completely Preserved". The Cooldown . مؤرشف من الأصل في 17 يناير 2024.
  24. ^ "الألواح الشمسية ذات الأغشية الرقيقة | الجمعية الأمريكية للطاقة الشمسية".
  25. ^ ab Manser, Joseph S.; Christians, Jeffrey A.; Kamat, Prashant V. (2016). "Intriguing Optoelectronic Properties of Metal Halide Perovskites". مراجعات كيميائية . 116 (21): 12956–13008. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00136 . PMID  27327168.
  26. ^ هامرز، لوريل (26 يوليو 2017). "البيروفسكايت يعزز صناعة الطاقة الشمسية". أخبار العلوم .
  27. ^ كوجيما ، أكيهيرو. تيشيما، كينجيرو؛ شيراي، ياسو؛ مياساكا ، تسوتومو (6 مايو 2009). “بيروفسكايت الهاليد العضوي كمحسسات للضوء المرئي للخلايا الكهروضوئية”. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 131 (17): 6050-6051. دوى :10.1021/ja809598r. بميد  19366264.
  28. ^ "أفضل كفاءة لخلايا البحث" (PDF) . المختبر الوطني للطاقة المتجددة . 30 يونيو 2022. مؤرشف من الأصل (PDF) في 3 أغسطس 2022. تم الاسترجاع 12 يوليو 2022 .
  29. ^ مين هانول. لي، دو يون؛ كيم جونو. كيم جويسو. لي، كيونغ سو؛ كيم، جونغبيوم؛ بايك، مين جاي؛ كيم، يونغ كي؛ كيم، كوانغ س.؛ كيم، مين جيو؛ شين، تاي جو؛ إيل سوك ، سانغ (21 أكتوبر 2021). “خلايا البيروفسكايت الشمسية ذات الطبقات البينية المتماسكة ذريًا على أقطاب SnO2”. طبيعة . 598 (7881): 444-450. بيب كود :2021Natur.598..444M. دوى :10.1038/s41586-021-03964-8. بميد  34671136. S2CID  239052065.
  30. ^ هيلمهولتز-زينتروم برلين für Materialien und Energie. “الرقم القياسي العالمي مرة أخرى في HZB: ما يقرب من 30٪ من الكفاءة للجيل القادم من الخلايا الشمسية الترادفية”. موقع HZB .
  31. ^ صن، كاي؛ وانغ، يانيان؛ شو، هاويوان؛ تشانغ، جينغ؛ تشو، يوجين؛ هو، زيانج (2019). "الاستقرار قصير المدى لخلايا الطاقة الشمسية المصنوعة من البيروفسكايت المتأثرة بتعديل الواجهة في الموقع". مجلة الطاقة الشمسية RRL . 3 (9): 1900089. doi :10.1002/solr.201900089. S2CID  202229877.
  32. ^ "كيف تعمل تقنية الطاقة الشمسية المركزة: البرج، الحوض، فرينل أو الطبق". Solarpaces . 11 يونيو 2018 . تم الاسترجاع في 14 مارس 2020 .
  33. ^ مارتن وجوسوامي (2005)، ص 45.
  34. ^ لاسي، ستيفن (6 يوليو 2011). "محطة الطاقة الشمسية المركزة الإسبانية مع التخزين تنتج الكهرباء لمدة 24 ساعة متواصلة". مؤرشف من الأصل في 12 أكتوبر 2012.
  35. ^ "تتجه المزيد من البلدان إلى هذه التقنية للحصول على الطاقة النظيفة. إنها قادمة إلى أستراليا". ABC News . 5 أكتوبر 2022 . تم الاسترجاع في 4 نوفمبر 2022 .
  36. ^ "الكهرباء المتجددة – تحليل". وكالة الطاقة الدولية . تم الاسترجاع في 4 نوفمبر 2022 .
  37. ^ "تكاليف توليد الطاقة المتجددة في عام 2021". irena.org . 13 يوليو 2022 . تم الاسترجاع 4 نوفمبر 2022 .
  38. ^ كيسي، تينا (30 سبتمبر 2022). "وزارة الطاقة الأمريكية لا تزال تحمل الشعلة لتركيز الطاقة الشمسية". CleanTechnica . تم الاسترجاع في 4 نوفمبر 2022 .
  39. ^ جارانوفيتش، أمير (10 نوفمبر 2021). "أكبر محطة طاقة شمسية عائمة تعمل بالطاقة المائية في العالم تدخل الخدمة في تايلاند". الطاقة البحرية . تم الاسترجاع في 7 نوفمبر 2022 .
  40. ^ مينغ، بو؛ ليو، بان؛ جيو، يي (1 يناير 2022)، جوراس، جاكوب؛ بيلوكو، ألكسندر (المحررون)، "الفصل 20 - إدارة عمليات محطات الطاقة الهجينة الكهرومائية الكهروضوئية الكبيرة: دراسات حالة في الصين"، تكامل مصادر الطاقة المتجددة المتغيرة ، أكاديميك بريس، ص 439-502، رقم ISBN 978-0-323-85527-3تم استرجاعه في 7 نوفمبر 2022
  41. ^ "أكبر مجمع هجين للطاقة الشمسية وطاقة الرياح في العالم يبدأ العمل في الهند". Renewablesnow.com . تم الاسترجاع في 7 نوفمبر 2022 .
  42. ^ تودوروفيتش، إيغور (4 نوفمبر 2022). "الصين تكمل أول محطة طاقة شمسية هجينة بحرية في العالم". أخبار الطاقة الخضراء في البلقان . تم الاسترجاع في 7 نوفمبر 2022 .
  43. ^ Which?. "تخزين بطارية اللوحة الشمسية". Which? . تم الاسترجاع في 7 نوفمبر 2022 .
  44. ^ Brumana, Giovanni; Franchini, Giuseppe; Ghirardi, Elisa; Perdichizzi, Antonio (1 مايو 2022). "التحسين التقني والاقتصادي لأنظمة توليد الطاقة الهجينة: دراسة حالة مجتمع الطاقة المتجددة". الطاقة . 246 : 123427. رمز Bibcode : 2022Ene...24623427B. doi : 10.1016/j.energy.2022.123427. ISSN  0360-5442. S2CID  246695199.
  45. ^ وانغ، زيني؛ وين، شين؛ تان، كياوفينج؛ فانغ، قوه هوا؛ لي، شياوهوي؛ وانغ، هاو؛ يان، جينيوي (1 أغسطس 2021). "التقييم المحتمل لأنظمة الطاقة الكهروضوئية والرياح الهجينة واسعة النطاق على نطاق عالمي". مراجعات الطاقة المتجددة والمستدامة . 146 : 111154. doi :10.1016/j.rser.2021.111154. ISSN  1364-0321. S2CID  235925315.
  46. ^ تودوروفيتش، إيغور (22 يوليو 2022). "البرتغال وسويسرا تطلقان محطات طاقة كهرومائية تعمل بالضخ والتخزين بقدرة إجمالية تزيد عن 2 جيجاوات". أخبار الطاقة الخضراء في البلقان . تم الاسترجاع في 8 نوفمبر 2022 .
  47. ^ البنك الآسيوي للتنمية، "تقرير شراكة بنك التنمية الآسيوي 2019: بناء شراكات قوية من أجل التقدم المشترك". بنك التنمية الآسيوي . تم الاسترجاع في 7 نوفمبر 2022 .
  48. ^ ميرليت، ستانيسلاس؛ ثورود، بيورن (18 نوفمبر 2020). "قد تكون الطاقة الشمسية العائمة المتصلة بالطاقة الكهرومائية هي مستقبل الطاقة المتجددة". sciencenorway.no . تم الاسترجاع في 7 نوفمبر 2022 .
  49. ^ "حصة إنتاج الكهرباء من الطاقة الشمسية". عالمنا في البيانات . تم الاسترجاع في 15 أغسطس 2023 .
  50. ^ "مخطط: تركيبات الطاقة الشمسية ستحطم الأرقام القياسية العالمية والأمريكية في عام 2023". كاناري ميديا. 15 سبتمبر 2023. مؤرشف من الأصل في 17 سبتمبر 2023.بالنسبة للرسم البياني ذي الصلة، تنسب Canary Media الفضل إلى: "المصدر: BloombergNEF، سبتمبر 2023"
  51. ^ تشيس، جيني (5 سبتمبر 2023). "توقعات سوق الطاقة الكهروضوئية العالمية للربع الثالث من عام 2023". بلومبرج إن إي إف. مؤرشف من الأصل في 21 سبتمبر 2023.
  52. ^ بيانات عام 2023: تشيس، جيني (4 مارس 2024). "توقعات سوق الطاقة الكهروضوئية العالمية للربع الأول من عام 2024". BNEF.com . BloombergNEF. مؤرشف من الأصل في 13 يونيو 2024.
  53. ^ Scientific American. Munn & Company. 10 أبريل 1869. ص 227.
  54. ^ "الحلم الكهروضوئي 1875–1905: المحاولات الأولى لتسويق الطاقة الكهروضوئية". cleantechnica.com . 31 ديسمبر 2014. مؤرشف من الأصل في 25 مايو 2017 . تم الاسترجاع 30 أبريل 2018 .
  55. ^ بطي وبيرلين (1981)، الصفحات 63، 77، 101.
  56. ^ ”بطارية بيل الشمسية“ (إعلان). الصوت، يوليو 1964، 15.
  57. ^ "Vanguard I أقدم قمر صناعي في العالم لا يزال في مداره". مؤرشف من الأصل في 21 مارس 2015. تم الاسترجاع في 24 سبتمبر 2007 . المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، والذي ينتمي إلى المجال العام .
  58. ^ abc Levy, Adam (13 January 2021). "The dazzling history of solar power". مجلة Knowable . doi : 10.1146/knowable-011321-1 . S2CID  234124275 . تم الاسترجاع في 25 مارس 2022 .
  59. ^ "كتاب الطاقة الشمسية - مرة أخرى". Mother Earth News 31: 16–17، يناير 1975.
  60. ^ بطي وبيرلين (1981)، ص. 249.
  61. ^ يرجين (1991)، ص 634، 653-673.
  62. ^ "Chronicle of Fraunhofer-Gesellschaft". Fraunhofer-Gesellschaft. مؤرشف من الأصل في 12 ديسمبر 2007. تم الاسترجاع في 4 نوفمبر 2007 .
  63. ^ الطاقة الشمسية: الطاقة الضوئية: إضاءة العالم تم الاسترجاع في 19 مايو 2009 تم أرشفته في 13 أغسطس 2010 على موقع واي باك مشين .
  64. ^ كولفيل، فينلي (30 يناير 2017). "أفضل 10 منتجين للخلايا الشمسية في عام 2016". PV-Tech . مؤرشف من الأصل في 2 فبراير 2017.
  65. ^ Ball, Jeffrey; et al. (21 March 2017). "The New Solar System – Executive Summary" (PDF) . كلية الحقوق بجامعة ستانفورد، مركز ستير تايلور لسياسة الطاقة والتمويل . مؤرشف من الأصل (PDF) في 20 أبريل 2017. تم الاسترجاع في 27 يونيو 2017 .
  66. ^ REN21 (2014). "Renewables 2014: Global Status Report" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 15 سبتمبر 2014.{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)
  67. ^ سانتامارتا، خوسيه. "انخفضت تكلفة الطاقة الشمسية المركزة بنسبة 16٪". HELIOSCSP . تم الاسترجاع في 15 سبتمبر 2022 .
  68. ^ "ما هو تأثير ارتفاع أسعار السلع والطاقة على الطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح والوقود الحيوي؟ - تحليل". وكالة الطاقة الدولية . ديسمبر 2021. تم الاسترجاع في 4 أبريل 2022 .
  69. ^ "التكلفة المتساوية للطاقة، والتكلفة المتساوية للتخزين، والتكلفة المتساوية للهيدروجين". Lazard.com . تم الاسترجاع في 4 أبريل 2022 .
  70. ^ "العالم يركب 168 جيجاوات من الطاقة الشمسية في عام 2021، ويدخل عصر التيراواط الشمسي". SolarPower Europe .
  71. ^ ماكدونيل، تيم (29 أغسطس 2022). "ارتفاع إعانات الوقود الأحفوري تعيق الطاقة النظيفة". كوارتز . تم الاسترجاع في 4 سبتمبر 2022 .
  72. ^ أب أولسون ، دانا. باكن، بنت إريك. “الطاقة الشمسية الكهروضوئية على نطاق المرافق: من الأكبر إلى الأكبر”. ديت نورسكي فيريتاس . تم الاسترجاع في 15 يناير 2024 .
  73. ^ ab "الكهرباء المتجددة – الطاقة المتجددة 2022 – تحليل". وكالة الطاقة الدولية . تم الاسترجاع في 12 ديسمبر 2022 .
  74. ^ كورك، كلية الجامعة. "تقييم إمكانات توليد الكهرباء العالمية من الخلايا الشمسية الكهروضوئية على أسطح المنازل". techxplore.com . تم الاسترجاع في 11 أكتوبر 2021 .
  75. ^ ab Wolfe, Philip (17 مارس 2020). "الطاقة الشمسية على نطاق المرافق تسجل رقمًا قياسيًا جديدًا" (PDF) . Wiki-Solar . تم الاسترجاع في 11 مايو 2010 .
  76. ^ "بلغ إجمالي القدرة المركبة للطاقة الشمسية المركزة على مستوى العالم 6451 ميجاوات في عام 2019". HelioCSP. 2 فبراير 2020. تم الاسترجاع في 11 مايو 2020 .
  77. ^ "توسيع الطاقة المتجددة في مزيج الكهرباء في باكستان". البنك الدولي . تم استرجاعه في 17 يوليو 2022 .
  78. ^ ما هو الطلب الأقصى؟ أرشيف 11 أغسطس 2012 على موقع Wayback Machine ، موقع Energex.com.au.
  79. ^ نيان، فيكتور؛ ميجناكا، بينيتو؛ لوكاتيلي، جورجيو (15 أغسطس 2022). "السياسات نحو صافي الصفر: معايرة القدرة التنافسية الاقتصادية للطاقة النووية مقابل طاقة الرياح والطاقة الشمسية". الطاقة التطبيقية . 320 : 119275. رمز Bibcode : 2022ApEn..32019275N. doi : 10.1016/j.apenergy.2022.119275. hdl : 11311/1227558 . ISSN  0306-2619. S2CID  249223353.
  80. ^ "الاتحاد الأوروبي يتوقع جمع 140 مليار يورو من ضريبة الأرباح غير المتوقعة على شركات الطاقة". الجارديان . 14 سبتمبر 2022. تم الاسترجاع في 15 سبتمبر 2022 .
  81. ^ "ضريبة الطاقة غير المتوقعة التي فرضها الاتحاد الأوروبي تمنح الوزراء البريطانيين معيارًا لمحادثاتهم". الجارديان . 14 سبتمبر 2022 . تم الاسترجاع في 15 سبتمبر 2022 .
  82. ^ "لماذا تعتبر طاقة الرياح والطاقة الشمسية من الحلول الرئيسية لمكافحة تغير المناخ". Ember . 9 فبراير 2024. تم الاسترجاع 11 فبراير 2024 .
  83. ^ "السعودية توقع اتفاقية شراء الطاقة لمشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية بقدرة 2970 ميجاوات". saudigulfprojects.com . 8 أبريل 2021 . تم الاسترجاع 28 أغسطس 2022 .
  84. ^ Timilsina, Govinda R.; Kurdgelashvili, Lado; Narbel, Patrick A. (1 January 2012). "Solar energy: Markets, economics and politics". Renewable and Sustainable Energy Reviews . 16 (1): 449–465. doi :10.1016/j.rser.2011.08.009. ISSN  1364-0321.
  85. ^ "الألواح الشمسية مقابل الألواح الشمسية: التكلفة والكفاءة والمزيد (2021)". EcoWatch . 8 أغسطس 2021 . تم الاسترجاع في 25 أغسطس 2021 .
  86. ^ "مزارع الطاقة الشمسية: ما هي وكم تكلف؟ | EnergySage". Solar News . 18 يونيو 2021 . تم الاسترجاع في 25 أغسطس 2021 .
  87. ^ ab Bogdanov, Dmitrii; Ram, Manish; Aghahosseini, Arman; Gulagi, Ashish; Oyewo, Ayobami Solomon; Child, Michael; Caldera, Upeksha; Sadovskaia, Kristina; Farfan, Javier; De Souza Noel Simas Barbosa, Larissa; Fasihi, Mahdi (15 يوليو 2021). "الكهرباء المتجددة منخفضة التكلفة كمحرك رئيسي للتحول العالمي للطاقة نحو الاستدامة". الطاقة . 227 : 120467. رمز Bibcode : 2021Ene...22720467B. doi : 10.1016/j.energy.2021.120467 . ISSN  0360-5442. S2CID  233706454.
  88. ^ "هل مستقبل الطاقة الشمسية حتمي؟" (PDF) . جامعة إكستر . تم الاسترجاع في 2 أكتوبر 2023 .
  89. ^ "خطوط ساحلية واضحة لجزء من السحب أثناء النهار". مؤرشف من الأصل في 22 أغسطس 2017. استرجاع 22 أغسطس 2017 .
  90. ^ "Sunshine". مؤرشف من الأصل في 23 سبتمبر 2015. اطلع عليه بتاريخ 6 سبتمبر 2015 .
  91. ^ "العيش في حزام الشمس: إمكانات الطاقة الشمسية في الشرق الأوسط". 27 يوليو 2016. مؤرشف من الأصل في 26 أغسطس 2017. اطلع عليه بتاريخ 22 أغسطس 2017 .
  92. ^ "الأموال التي تم توفيرها من إنتاج الكهرباء من الطاقة الكهروضوئية وسنوات الاسترداد". مؤرشف من الأصل في 28 ديسمبر 2014.
  93. ^ Stetz, T.; Marten, F.; Braun, M. (2013). "تحسين تكامل شبكات الجهد المنخفض لأنظمة الطاقة الكهروضوئية في ألمانيا". معاملات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات للطاقة المستدامة . 4 (2): 534–542. رمز Bibcode :2013ITSE....4..534S. doi :10.1109/TSTE.2012.2198925. S2CID  47032066.
  94. ^ abcd Salpakari, Jyri; Lund, Peter (2016). "Optimal and rule-based control strategies for energy elasticity in buildings with PV". Applied Energy . 161 : 425–436. Bibcode :2016ApEn..161..425S. doi :10.1016/j.apenergy.2015.10.036. S2CID  59037572.
  95. ^ فيتزجيرالد، جاريت؛ ماندل، جيمس؛ موريس، جيسي؛ تواتي، هيرفي (2015). اقتصاديات تخزين طاقة البطاريات (PDF) (تقرير). معهد روكي ماونتن. مؤرشف من الأصل (PDF) في 30 نوفمبر 2016.
  96. ^ "قيمة موثوقية الكهرباء: الأدلة من تبني البطاريات". موارد المستقبل . تم الاسترجاع في 14 يونيو 2023 .
  97. ^ "ألمانيا تعزز مصادر الطاقة المتجددة من خلال "أكبر إصلاح لسياسة الطاقة منذ عقود"". Clean Energy Wire . 6 أبريل 2022 . تم الاسترجاع في 8 نوفمبر 2022 .
  98. ^ "توطين تصنيع الطاقة الشمسية: رسم المسار نحو الاكتفاء الذاتي من الطاقة الشمسية في الهند". www.saurenergy.com . تم الاسترجاع في 8 نوفمبر 2022 .
  99. ^ "حوافز الطاقة المتجددة".
  100. ^ الصين تسبق أميركا في السباق نحو التحول إلى الطاقة الشمسية. أرشيف 6 يوليو 2013 على موقع واي باك مشين .
  101. ^ "تكنولوجيا الطاقة والطاقة – IHS Technology". مؤرشف من الأصل في 2 يناير 2010.
  102. ^ شانكار، رافي (20 يوليو 2022). "ما هو مخطط دعم أسطح المنازل الشمسية/اليوجانا؟". صحيفة تايمز أوف إنديا . تم الاسترجاع في 8 نوفمبر 2022 .
  103. ^ "Net Metering original on 21 October 2012". dsireusa.org . 16 June 2010 . Retrieved 12 October 2021 .
  104. ^ "Net Metering and Interconnection – NJ OCE Web Site". مؤرشف من الأصل في 12 مايو 2012.
  105. ^ منتزل، داشال (25 أكتوبر 2023). "الشراكة تجلب فوائد الطاقة الشمسية المجتمعية إلى مقاطعة فيرنون". WEAU . تم الاسترجاع في 22 نوفمبر 2023 .
  106. ^ "أساسيات الطاقة الشمسية المجتمعية". Energy.gov . تم الاسترجاع في 17 سبتمبر 2021 .
  107. ^ فيليب، جينيفر (7 سبتمبر 2022). "الطاقة الشمسية في أفريقيا في صعود". بورجين . تم الاسترجاع في 15 سبتمبر 2022 .
  108. ^ بوش، مارك ل. (2 سبتمبر 2022). "لغز التعريفات الشمسية الجديدة في الهند". ذا هيل . تم الاسترجاع في 15 سبتمبر 2022 .
  109. ^ رايت، ماثيو؛ هيربس، باتريك؛ وآخرون. الطاقة المستدامة الأسترالية: خطة الطاقة الثابتة الأسترالية الخالية من الكربون، مؤرشف من الأصل في 24 نوفمبر 2015 على موقع واي باك مشين ، معهد أبحاث الطاقة، جامعة ملبورن ، أكتوبر 2010، ص. 33. مأخوذ من موقع BeyondZeroEmissions.org.
  110. ^ بالجريف، روبرت (1 ديسمبر 2008). "الابتكار في الطاقة الشمسية المركزة". التركيز على الطاقة المتجددة . 9 (6). إلسفير : 44-49. doi :10.1016/S1755-0084(08)70066-8. مؤرشف من الأصل في 24 سبتمبر 2015.
  111. ^ راي ستيرن (10 أكتوبر 2013). "سولانا: 10 حقائق لم تكن تعرفها عن محطة الطاقة الشمسية المركزة بالقرب من جيلا بيند". فينيكس نيو تايمز . مؤرشف من الأصل في 11 أكتوبر 2013.
  112. ^ كار (1976)، ص 85.
  113. ^ Ruggles, Tyler H.; Caldeira, Ken (1 January 2022). "قد يقلل توليد طاقة الرياح والطاقة الشمسية من التباين السنوي للحمل المتبقي الأقصى في أنظمة كهرباء معينة". Applied Energy . 305 : 117773. Bibcode :2022ApEn..30517773R. doi : 10.1016/j.apenergy.2021.117773 . ISSN  0306-2619. S2CID  239113921.
  114. ^ "مزايا استخدام الملح المنصهر". مختبر ساندي الوطني. مؤرشف من الأصل في 5 يونيو 2011. تم الاسترجاع في 29 سبتمبر 2007 .
  115. ^ "أنظمة الطاقة الكهروضوئية وقياس صافي الاستهلاك". وزارة الطاقة (الولايات المتحدة). مؤرشف من الأصل في 4 يوليو 2008. تم الاسترجاع في 31 يوليو 2008 .
  116. ^ موهانتي، باريميتا؛ منير، طارق؛ كولهي، موهان (30 أكتوبر 2015). تطبيقات نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية: دليل للكهرباء خارج الشبكة. سبرينغر. ص. 91. ISBN 978-3-319-14663-8تم الاسترجاع بتاريخ 22 أغسطس 2022 .
  117. ^ Xiao, Weidong (24 يوليو 2017). نظام الطاقة الكهروضوئية: النمذجة والتصميم والتحكم. John Wiley & Sons. ص 288. ISBN 978-1-119-28034-7تم الاسترجاع بتاريخ 22 أغسطس 2022 .
  118. ^ العلوي، محمد خليفة؛ كوجلي، جيمس؛ حسنين، هاني (1 ديسمبر 2022). "الجدوى التقنية والاقتصادية لإعادة توظيف/إعادة استخدام بطاريات السيارات الكهربائية المتقاعدة في تطبيقات الحياة الثانية: مراجعة منهجية". الطاقة وتغير المناخ . 3 : 100086. doi :10.1016/j.egycc.2022.100086. ISSN  2666-2787.
  119. ^ هوبمان، يورن؛ فولاند، جوناس؛ شميدت، توبياس س؛ هوفمان، فولكر هـ. (يوليو 2014). "الجدوى الاقتصادية لتخزين البطاريات لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية السكنية - مراجعة ونموذج محاكاة". المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ، جامعة هارفارد. مؤرشف من الأصل في 3 أبريل 2015.
  120. ^ جيرديس، جوستين. "تخزين الطاقة الشمسية على وشك الانطلاق في ألمانيا وكاليفورنيا". فوربس . مؤرشف من الأصل في 29 يوليو 2017. تم الاسترجاع في 8 فبراير 2023 .
  121. ^ "تسلا تطلق بطارية Powerwall المنزلية بهدف إحداث ثورة في استهلاك الطاقة". أسوشيتد برس. 1 مايو 2015. مؤرشف من الأصل في 7 يونيو 2015.
  122. ^ كاسبار، فرانك؛ بورش، مايكل؛ فايفروث، أوي؛ ترينتمان، يورج؛ دروك، جاكلين؛ بيكر، بول (2 يوليو 2019). "تقييم مناخي لتأثيرات التوازن ومخاطر العجز في الطاقة الكهروضوئية وطاقة الرياح في ألمانيا وأوروبا". التقدم في العلوم والبحث . 16. شركة كوبرنيكوس المحدودة: 119-128. رمز Bibcode : 2019AdSR...16..119K. doi : 10.5194/asr-16-119-2019 . S2CID  198316727. مؤرشف من الأصل في 24 نوفمبر 2021.
  123. ^ "Pumped Hydro Storage". Electricity Storage Association. مؤرشف من الأصل في 21 يونيو 2008. تم استرجاعه في 31 يوليو 2008 .
  124. ^ باركنسون، جايلز (23 أكتوبر 2022). "نحن لا نحتاج إلى اختراقات في تكنولوجيا الطاقة الشمسية، نحن بحاجة فقط إلى الاتصالات". RenewEconomy . تم الاسترجاع في 8 نوفمبر 2022 .
  125. ^ Vorrath, Sophie (17 October 2022). "MPower تحصل على الضوء الأخضر لربط مشاريع البطاريات الشمسية، والاستفادة من التسعير السلبي". RenewEconomy . تم الاسترجاع في 8 نوفمبر 2022 .
  126. ^ نيناه، إيمانويل؛ ستيرل، سيباستيان؛ تييري، ويم (1 مايو 2022). "قطع من اللغز: التآزر بين طاقة الشمس والرياح على المقاييس الزمنية الموسمية واليومية يميل إلى أن يكون ممتازًا في جميع أنحاء العالم". اتصالات البحوث البيئية . 4 (5): 055011. رمز Bibcode : 2022ERCom...4e5011N. doi : 10.1088/2515-7620/ac71fb . ISSN  2515-7620. S2CID  249227821.
  127. ^ "أنظمة الطاقة الهجينة من الرياح والطاقة الشمسية". وزارة الطاقة الأمريكية . 2 يوليو 2012. مؤرشف من الأصل في 26 مايو 2015.
  128. ^ كونفيرس، ألفين أو. (2012). "تخزين الطاقة الموسمية في نظام الطاقة المتجددة" (PDF) . وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 100 (2): 401-409. doi :10.1109/JPROC.2011.2105231. S2CID  9195655. مؤرشف من الأصل (PDF) في 8 نوفمبر 2016. تم الاسترجاع في 30 أبريل 2018 .
  129. ^ "الطاقة الشمسية والبيئة – إدارة معلومات الطاقة الأمريكية (EIA)". www.eia.gov . تم الاسترجاع في 31 مايو 2023 .
  130. ^ مولر، أميلي؛ فريدريش، لورينز؛ رايشل، كريستيان؛ هيرسيج، سينا؛ ميتاج، ماكس؛ نيوهاوس، ديرك هولجر (15 سبتمبر 2021). "تقييم مقارن لدورة حياة وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المصنوعة من السيليكون: تأثير تصميم الوحدة وموقع التصنيع والمخزون". مواد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية . 230 : 111277. doi : 10.1016/j.solmat.2021.111277.
  131. ^ "إمكانات الطاقة الشمسية محدودة ما لم "تفعل كل شيء بشكل مثالي" كما يقول عالم الطاقة الشمسية". Dezeen . 21 سبتمبر 2022 . تم الاسترجاع 15 أكتوبر 2022 .
  132. ^ "الشيخوخة برشاقة: كيف يعمل المختبر الوطني للطاقة المتجددة على إطالة عمر الوحدات الشمسية". www.nrel.gov . تم الاسترجاع في 15 أكتوبر 2022 .
  133. ^ تشو، شياونان؛ وانغ، شورونغ؛ وانغ، لي (أبريل 2022). "تحليل دورة حياة انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري من توليد الطاقة في الصين على نطاق مكاني وزمني". علوم وهندسة الطاقة . 10 (4): 1083-1095. رمز Bibcode : 2022EneSE..10.1083Z. doi : 10.1002/ese3.1100 . ISSN  2050-0505. S2CID  247443046.
  134. ^ "الحياد الكربوني في منطقة اللجنة الاقتصادية لأوروبا التابعة للأمم المتحدة: تقييم متكامل لدورة حياة مصادر الكهرباء" (PDF) ص 49.
  135. ^ "دورة حياة انبعاثات غازات الاحتباس الحراري من الخلايا الشمسية الكهروضوئية" (PDF) .
  136. ^ مهدي، تنوير حسن؛ جيميشو، إسكندر؛ كومار، أميت (15 مايو 2022). "انبعاثات غازات الاحتباس الحراري ودورة حياة أنظمة الطاقة الشمسية على نطاق المرافق". الطاقة التطبيقية . 314 : 118918. رمز Bibcode : 2022ApEn..31418918M. doi : 10.1016/j.apenergy.2022.118918. ISSN  0306-2619. S2CID  247726728.
  137. ^ "تنسيق تقييم دورة الحياة". www.nrel.gov . تم الاسترجاع في 4 ديسمبر 2021 .
  138. ^ ab "كيف تتم مقارنة استخدام الأراضي لمصادر الكهرباء المختلفة؟". عالمنا في البيانات . تم الاسترجاع في 3 نوفمبر 2022 .
  139. ^ فان زالك، جون؛ بهرنس، بول (1 ديسمبر 2018). "المدى المكاني لتوليد الطاقة المتجددة وغير المتجددة: مراجعة وتحليل تلوي لكثافات الطاقة وتطبيقها في الولايات المتحدة" سياسة الطاقة . 123 : 83-91. رمز Bibcode : 2018EnPol.123...83V. doi : 10.1016/j.enpol.2018.08.023 . hdl : 1887/64883 . ISSN  0301-4215.
  140. ^ فان دي فين، ديرك جان؛ كابيلان بيريز، إينييجو؛ أرتو، إيناكي؛ كازكارو، اجناسيو؛ دي كاسترو، كارلوس؛ باتيل، براليت؛ جونزاليس إيجوينو ، ميكيل (3 فبراير 2021). “إن متطلبات الأراضي المحتملة واستخدام الأراضي ذات الصلة تغير انبعاثات الطاقة الشمسية”. التقارير العلمية . 11 (1): 2907. بيب كود :2021NatSR..11.2907V. دوى :10.1038/s41598-021-82042-5. ISSN  2045-2322. بمك 7859221 . بميد  33536519. 
  141. ^ دياب، خالد. "هناك أسباب للقلق بشأن الطاقة الشمسية". www.aljazeera.com . استرجاع 15 أبريل 2021 .
  142. ^ طاقم العمل، Carbon Brief (25 أغسطس 2022). "Factcheck: Is solar power a 'threat' to UK farmland?". Carbon Brief . تم الاسترجاع في 15 سبتمبر 2022 .
  143. ^ أودا، شوكو (21 مايو 2022). "المزارع الكهربائية في اليابان تستخدم الطاقة الشمسية لزيادة الأرباح والمحاصيل". صحيفة جابان تايمز . تم الاسترجاع في 14 أكتوبر 2022 .
  144. ^ جيريتسين، إيزابيل. "الألواح الشمسية العائمة التي تتعقب الشمس". www.bbc.com . تم الاسترجاع في 29 نوفمبر 2022 .
  145. ^ بولارد، جيم (29 مايو 2023). "هيئة طاقة الرياح تخطط لتوفير ثلث كهرباء اليابان". آسيا المالية . تم الاسترجاع في 31 مايو 2023 .
  146. ^ "الطاقة النظيفة في كوريا الجنوبية" (PDF) .
  147. ^ دونيت، سيباستيان؛ هولاند، روبرت أ.؛ تايلور، جيل؛ إيجينبرود، فيليكس (8 فبراير 2022). "التوسع المتوقع لطاقة الرياح والطاقة الشمسية له تداخل ضئيل مع أولويات الحفاظ المتعددة عبر المناطق العالمية". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 119 (6). Bibcode :2022PNAS..11904764D. doi : 10.1073/pnas.2104764119 . ISSN  0027-8424. PMC 8832964. PMID 35101973  . 
  148. ^ رابعة، مالك كمال حسين؛ عبد الكريم، محمد علي؛ سيد، إيناس طه؛ السعيد، خالد؛ تشاي، كيو-جونغ؛ ويلبر فورس، تابي؛ أولابي، إيه جي (2021). "التأثيرات البيئية لأنظمة الطاقة الشمسية: مراجعة". علم البيئة الكلية . 754 : 141989. رمز Bibcode : 2021ScTEn.75441989R. doi : 10.1016/j.scitotenv.2020.141989. ISSN  0048-9697. PMID  32920388. S2CID  221671774.
  149. ^ "الثورة المتجددة ستدفع الطلب على المعادن الحيوية". RenewEconomy . 5 مايو 2021 . تم الاسترجاع 5 مايو 2021 .
  150. ^ "الطلب على الطاقة النظيفة للمعادن الحيوية من المتوقع أن يرتفع مع سعي العالم لتحقيق أهداف صافي الانبعاثات الصفرية - أخبار". وكالة الطاقة الدولية . 5 مايو 2021. تم الاسترجاع في 5 مايو 2021 .
  151. ^ "الألواح الشمسية المستعملة تزود العالم النامي بالطاقة". بلومبرج.كوم . 25 أغسطس 2021. تم الاسترجاع في 15 سبتمبر 2022 .
  152. ^ وكالة حماية البيئة الأمريكية، OLEM (23 أغسطس 2021). "الألواح الشمسية التي انتهت صلاحيتها: اللوائح والإدارة". www.epa.gov . تم الاسترجاع في 15 سبتمبر 2022 .
  153. ^ "الإطار القانوني المقترح بشأن مسؤولية المنتجين و..." www.roedl.com . تم الاسترجاع في 15 سبتمبر 2022 .
  154. ^ Majewski, Peter; Al-shammari, Weam; Dudley, Michael; Jit, Joytishna; Lee, Sang-Heon; Myoung-Kug, Kim; Sung-Jim, Kim (1 فبراير 2021). "إعادة تدوير الألواح الشمسية الكهروضوئية - إدارة المنتجات والنهج التنظيمية". سياسة الطاقة . 149 : 112062. رمز Bibcode : 2021EnPol.14912062M. doi : 10.1016/j.enpol.2020.112062. ISSN  0301-4215. S2CID  230529644.
  155. ^ جورتورك، ميرت (15 مارس 2019). "الجدوى الاقتصادية لمحطات الطاقة الشمسية القائمة على وحدة الطاقة الكهروضوئية مع تحليل التكلفة المستوية". الطاقة . 171 : 866-878. رمز Bibcode : 2019Ene...171..866G. doi : 10.1016/j.energy.2019.01.090. ISSN  0360-5442. S2CID  116733543.
  156. ^ كروس، جيمي؛ موراي، ديكلان (1 أكتوبر 2018). "الحياة اللاحقة للطاقة الشمسية: النفايات والإصلاح خارج الشبكة في كينيا". أبحاث الطاقة والعلوم الاجتماعية . 44 : 100-109. رمز Bibcode : 2018ERSS...44..100C. doi : 10.1016/j.erss.2018.04.034 . ISSN  2214-6296. S2CID  53058260.
  157. ^ جانج، إستر؛ باريلا، ماري كلير؛ جونسون، مات؛ مارتينيز، فيليب؛ فيستين، سيدريك؛ لين، مارغريت؛ ديونيسيو، جوزفين؛ هايميرل، كورتيس (19 أبريل 2018). "الاستعانة بمصادر خارجية لصيانة وإصلاح الشبكات الريفية عبر الرسائل الشبكية". وقائع مؤتمر CHI لعام 2018 حول العوامل البشرية في أنظمة الحوسبة . CHI '18. نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة: رابطة آلات الحوسبة. ص. 1-12. doi :10.1145/3173574.3173641. ISBN 978-1-4503-5620-6. S2CID  4950067.
  158. ^ "تأثير جزيرة الحرارة الكهروضوئية: محطات الطاقة الشمسية الأكبر حجمًا تزيد درجات الحرارة المحلية". التقارير العلمية . 6. 13 أكتوبر 2016. تم الاسترجاع في 2 سبتمبر 2024 .
  159. ^ "حل استهلاك المياه للطاقة الشمسية المركزة الفعالة | البحث والابتكار". ec.europa.eu . تم الاسترجاع في 4 ديسمبر 2021 .
  160. ^ تشيو، أليسون؛ جوسكين، إميلي؛ كليمنت، سكوت (3 أكتوبر 2023). "الأميركيون لا يكرهون العيش بالقرب من مزارع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح بقدر ما قد تظن". واشنطن بوست . مؤرشف من الأصل في 3 أكتوبر 2023.
  161. ^ "جعل الطاقة الشمسية مصدرًا لأمن الطاقة في الاتحاد الأوروبي | مركز أبحاث | البرلمان الأوروبي". www.europarl.europa.eu . تم الاسترجاع في 3 نوفمبر 2022 .
  162. ^ بلانت، كاثرين؛ دفوراك، فريد (9 أغسطس 2022). "أخبار حصرية من صحيفة وول ستريت جورنال | شحنات الطاقة الشمسية الأمريكية تتعرض لحظر الاستيراد في منطقة شينجيانج الصينية". وول ستريت جورنال . ISSN  0099-9660 . تم الاسترجاع في 8 سبتمبر 2022 .
  163. ^ "المخاوف بشأن العمالة القسرية للمسلمين في الصين تلوح في الأفق بشأن الطاقة الشمسية في الاتحاد الأوروبي". بوليتيكو . 10 فبراير 2021. تم الاسترجاع في 15 أبريل 2021 .
  164. ^ "هيمنة الصين على الطاقة الشمسية ليست مشكلة". 24 يوليو 2024.

فهرس

  • بيرلين، جون (1999). من الفضاء إلى الأرض: قصة الكهرباء الشمسية. إيرثسكان. ص 50. رقم ISBN 978-0-937948-14-9.

قراءة إضافية

مصادر المكتبة حول
الطاقة الشمسية
  • الموارد الموجودة في مكتبتك
  • الموارد في المكتبات الأخرى
  • سيفارام، فارون (2018). ترويض الشمس: الابتكار لتسخير الطاقة الشمسية وتشغيل الكوكب . كامبريدج، ماساتشوستس: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. رقم ISBN 978-0-262-03768-6.
تحتوي ويكيميديا ​​كومنز على وسائط متعلقة بالطاقة الشمسية .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Solar_power&oldid=1248101150"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate