
資料來源:Fraunhofer ISE,PlanEnergi和Chalmers University
太陽能收集器的年能量產(chǎn)出比其他可再生能源技術要高得多,如上圖所示。太陽能集熱器年平均產(chǎn)生千瓦時是光伏的3倍。與生物質(zhì)或生物乙醇相比,產(chǎn)量平均高達43倍。該圖表顯示終端能源生產(chǎn),熱和電力千瓦時的直接比較。每個欄的灰色部分根據(jù)不同的估計標示收益偏差。絕對值可以在本文底部的表中找到。
直接太陽能用途的技術,如太陽能熱能和光伏,間接與太陽能相關的風能或生物質(zhì)結(jié)合每平方米會產(chǎn)生更高的能量。本文考慮了幾位專家的評估,以量化基于面積的可再生能源產(chǎn)量:德國弗朗霍夫Fraunhofer太陽能系統(tǒng)研究所的Florian Dallhammer和Christoph Kost,瑞典查爾姆斯Chalmers理工大學的Jan-OlofDalenbäck和丹麥PlanEnergi公司的顧問Per Alex Sørensen。
Dalenbäck和Sørensen發(fā)現(xiàn),丹麥大型項目的集熱器產(chǎn)生約450 kWh/m²a。此外,奧地利和丹麥的大面積測量顯示產(chǎn)量在400-500 kWh/m²a 。兩位專家都認為安裝1平方米集熱器需要3平方米的地面,這意味著地面年平均太陽能熱效應在133-167 kWh/m²a。
然后,Dalenbäck和Sørensen對光伏進行了相同的計算,結(jié)果是150 kWh /m²a。按照1 m²光伏板需要3平方米的面積測算,這意味著光伏每平方米年產(chǎn)能為50 kWh /m²a。
他們的估計得到了德國專家Dallhammer和Kost證實。 Dallhammer和Kost在評估不同可再生能源的空間需求時,發(fā)現(xiàn)光伏電站的運行時間為1,000到1,100個小時。 1兆瓦光伏將需要1.6-2公頃(每公頃=10,000 m²)的土地。這樣結(jié)果是50-69 kWh/m²a。這個范圍還包括傾斜屋頂?shù)墓夥到y(tǒng),其中總屋頂面積(包括未使用的一面,例如北部)已經(jīng)是計算的一部分。
關于生物量,弗勞恩霍夫研究人員發(fā)現(xiàn),每公頃土地可以收獲50噸玉米青貯飼料。這種青貯飼料可用于產(chǎn)生18.5兆瓦時的電力或1.85 kWh/m²a。顯然,生物質(zhì)產(chǎn)熱更高效率。
Sørensen還估計了生物質(zhì)熱產(chǎn)量的產(chǎn)量。他發(fā)現(xiàn),北歐的生物質(zhì)產(chǎn)量約為每公頃(10,000平方米)12萬噸有機干物質(zhì)。一噸約5 MWhth or 5 kWh/m²a。他表示,如果生物質(zhì)生產(chǎn)乙醇,效率可能會達到30%左右,這意味著產(chǎn)量約為1.5 kWh /m²a。
Dalenbäck估計也是在同一個范圍內(nèi)。快速生長的固體生物質(zhì),例如蘆葦草,可用于在最佳耕地上每公頃生產(chǎn)20至40 MWh。具有廢氣回收的熱鍋爐將效率提高到100%,產(chǎn)能的結(jié)果為2至4 kWhth /m²。
太陽能光熱 | 光伏 | 生物質(zhì)/生物乙醇 | |
平均收益范圍 | 133 to 167 kWhth/m² | 50 to 69 kWhel/m² | 2 to 5 kWhth/m² |
平均年產(chǎn)量 | 150 kWhth/m² | 59.5 kWhel/m² | 3.5 kWhth/m² |
太陽能熱增加(倍數(shù)) | 3 | 43 |
上表顯示不同可再生能源的每平方米年能量產(chǎn)量
資料來源:Fraunhofer ISE,PlanEnergi和Chalmers University
