Солнечная энергия в США - Solar power in the United States

Мощности по производству солнечной энергии для коммунальных предприятий с фиксированным наклоном, что составляет 40% от выработки солнечной энергии в США. Карта не включает системы слежения .
Часть солнечного комплекса SEGS мощностью 354 МВт в северном округе Сан-Бернардино, Калифорния
Панели солнечных батарей, установленные в 2011 году на крыше штаба командования космических и военно-морских систем в Сан-Диего. Фотоэлектрическая установка на крыше поддерживает цель Министерства обороны по увеличению возобновляемых источников энергии до 25 процентов всей потребляемой энергии к 2025 году.

Солнечная энергия в Соединенных Штатах включает в себя утилиту масштаба солнечной электростанции растений, а также местное распределенное поколение , в основном из крыши фотовольтаики . По состоянию на конец 2020 года в Соединенных Штатах было 97 275 мегаватт (МВт) установленной мощности фотоэлектрической и концентрированной солнечной энергии вместе взятых. В 2018 году солнечная энергия коммунальных предприятий произвела 66,6 тераватт-часов (ТВт-ч), что составляет 1,66% от общего объема электроэнергии в США. За тот же период общая солнечная генерация, включая расчетную маломасштабную фотоэлектрическую генерацию, составила 96,1 ТВт-ч, что составляет 2,30% от общего объема электроэнергии в США. По общей совокупной установленной мощности к концу 2017 года США занимали 2-е место в мире после Китая . В 2016 году 39% всех новых генерирующих мощностей в стране приходилось на солнечную энергию, больше, чем из любого другого источника и опережая природный газ (29%). К 2015 году использование солнечной энергии обогнало занятость в сфере добычи нефти и газа, а также угля в Соединенных Штатах. В 2016 году более 260 000 американцев были заняты в солнечной отрасли.

В Соединенных Штатах было проведено много ранних исследований в области фотоэлектрической и концентрированной солнечной энергии. Это одна из ведущих стран в мире по производству электроэнергии, производимой Солнцем, и несколько крупнейших в мире инженерных сетей расположены на юго-западе пустыни. Самая старая солнечная электростанция в мире - тепловая электростанция SEGS мощностью 354 мегаватта (МВт) в Калифорнии. Айванпа Solar Electric Создание системы является солнечная тепловая электростанция проект в Калифорнии пустыне Мохаве , в 40 милях (64 км) к юго - западу от Лас - Вегас , с общей мощностью 392 МВт. Электростанция Solana мощностью 280 МВт - это солнечная электростанция недалеко от Хила-Бенд , штат Аризона , примерно в 70 милях (110 км) к юго-западу от Феникса , построенная в 2013 году. Когда она была введена в эксплуатацию, это была крупнейшая в мире электростанция с параболическим желобом и первая солнечная электростанция в США. с накопителем тепловой энергии в солевом расплаве .

Есть планы построить много других крупных солнечных электростанций в Соединенных Штатах. Многие штаты установили индивидуальные цели в области возобновляемых источников энергии, при этом солнечная энергия включается в различных пропорциях. Гавайи планируют к 2045 году производить электричество из возобновляемых источников на 100%. Губернатор Джерри Браун подписал закон, обязывающий коммунальные предприятия Калифорнии получать 100% электроэнергии из источников с нулевым выбросом углерода к концу 2045 года (включая 60% возобновляемых источников энергии к 2030 году).

Солнечный потенциал

Карта инсоляции США с установленной фотоэлектрической мощностью

В отчете Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) за 2012 год описываются технически доступные возобновляемые источники энергии для каждого штата и подсчитано, что фотоэлектрические системы городского коммунального хозяйства могут обеспечивать 2232 ТВтч / год, сельские коммунальные услуги - 280 613 ТВтч / год, крыши - 818 ТВтч / год. и CSP 116 146 ТВт-ч / год, что в сумме составляет почти 400 000 ТВт-ч / год, что в 100 раз больше текущего потребления, составлявшего 3 856 ТВт-ч в 2011 году. Для сравнения, потенциал берегового ветра оценивается в 32 784 ТВт-ч / год, а морской ветер - 16 976 ТВт-ч / год. , в то время как общая доступная из всех возобновляемых ресурсов оценивается в 481 963 ТВтч / год.

История

Ежемесячное производство солнечной энергии в США с 2008 г.
Тенденции коммерческого производства солнечной электроэнергии в пяти ведущих штатах, 1990–2012 гг. (Данные US EIA)

Согласно отраслевым отчетам, в 2008 году внедрение солнечной энергии увеличилось рекордными темпами в США и во всем мире . В обзоре 2008 года, проведенном Ассоциацией предприятий солнечной энергетики США, было обнаружено, что мощность солнечной энергии в США увеличилась на 17% в 2007 году, достигнув общего эквивалента 8 775  мегаватт (МВт). В докладе SEIA бирок все типы солнечной энергии, а в 2007 году Соединенные Штаты установили 342 МВт солнечных фотоэлектрических (PV) электроэнергии, 139 тепловых мегаватт ( МВт - й ) из солнечного нагрева воды , 762 МВт - й из обогревом бассейна , и 21 МВт th солнечной энергии для обогрева и охлаждения помещений.

Еще один доклад в 2008 году исследований и издательской фирмы Clean Edge , и некоммерческий Кооператив Америка нашла вклад солнечную энергию могла бы вырасти до 10% энергетических потребностей страны к 2025 году, с почти 2% электроэнергии страны наступающем от концентрации солнечной энергии системы , в то время как солнечные фотоэлектрические системы будут обеспечивать более 8% электроэнергии страны. Эти цифры соответствуют почти 50 000 мегаватт солнечных фотоэлектрических систем и более 6 600 мегаватт концентрированной солнечной энергии. В отчете отмечается, что стоимость киловатт-часа солнечных фотоэлектрических систем снижается, в то время как электроэнергия, вырабатываемая из ископаемого топлива, дорожает. В результате в отчете прогнозируется, что солнечная энергия, как ожидается, достигнет паритета стоимости с традиционными источниками энергии на многих рынках США к 2015 году. Чтобы достичь цели в 10%, компаниям, занимающимся солнечной фотоэлектрической системой, необходимо будет сделать солнечную энергию по принципу «включай и работай». технологии », или упростить развертывание солнечных систем. В отчете также подчеркивается важность будущих технологий « умных сетей ».

Ассоциация предприятий солнечной энергетики и GTM Research обнаружили, что количество новых солнечных электростанций увеличилось в 2012 году на 76 процентов по сравнению с 2011 годом, в результате чего доля рынка Соединенных Штатов в мировых установках превысила 10 процентов по сравнению с примерно 5 до 7 процентов в прошлом. семь лет. По данным Управления энергетической информации США , по состоянию на сентябрь 2014 года солнечная энергия коммунального предприятия отправила в сеть США 12 303 гигаватт-часа электроэнергии. Это более чем на 100% больше по сравнению с аналогичным периодом 2013 года (6 048 ГВтч). Количество домов с установленными солнечными системами быстро увеличивалось; с 30 000 в 2006 году до 1,3 миллиона в 2016 году, согласно исследованию Министерства энергетики США, эта цифра может достигнуть 3,8 миллиона домов к 2020 году.

В 2015 году в статье сообщалось, что коммунальные предприятия в Соединенных Штатах провели в значительной степени неудачную кампанию по замедлению роста солнечной энергии.

Солнечная фотоэлектрическая энергия

Согласно прогнозу EIA США, мощность производства солнечной энергии в США в период с 2011 по 2040 год увеличится более чем в десять раз. Прогнозируемая общая мощность на 2035 год была достигнута в 2016 году, а прогнозируемая мощность на 2040 год - в 2017 году.

Установленная мощность солнечных фотоэлектрических систем

Мощность солнечных панелей в США по годам
Год Всего (МВтп) Рост в годовом исчислении Установленная мощность (МВт)
1992 г. 43,5
1993 г. 50,3 15,60% 6,8
1994 г. 57,8 14,90% 7,5
1995 г. 66,8 15,60% 9.0
1996 г. 76,5 14,50% 9,7
1997 г. 88,2 15.30% 11,7
1998 г. 100,1 13,50% 11,9
1999 г. 117,3 17,20% 17,2
2000 г. 138,8 18,30% 21,5
2001 г. 167,8 20,90% 29,0
2002 г. 212,2 26,50% 44,4
2003 г. 275,2 29,70% 63,0
2004 г. 376,0 36,60% 100,8
2005 г. 479,0 27,40% 103,0
2006 г. 624,0 30,30% 145,0
2007 г. 830,5 33,10% 206,5
2008 г. 1,169 40,70% 338,0
2009 г. 1,642 40,50% 473,1
2010 г. 2,534 55,90% 918,0
2011 г. 4383 73,20% 1855
2012 г. 7 410 69,06% 3027
2013 12 176 64,32% 4 766
2014 г. 18 421 51,29% 6 245
2015 г. 25 930 40,76% 7 509
2016 г. 41 034 58,25% 15 104
2017 г. 52 114 27,00% 11 080
2018 г. 62 869 20,64% 10,755
2019 г. 76 353 21,44% 13 484
2020 г. 95 574 25,17% 19 221
Среднемесячные коэффициенты мощности для выработки электроэнергии солнечными электростанциями коммунального масштаба, 2011–2014 гг. (Данные Управления энергетической информации США)

В США в 2016 году было установлено 14 626 МВт фотоэлектрических систем, что на 95% больше, чем в 2015 году (7 493 МВт). В течение 2016 года 22 государства добавили не менее 100 МВт мощности. В 2013 году было завершено всего 4 751 МВт фотоэлектрических установок. По состоянию на конец 2010 года в США было около 440 МВт автономных фотоэлектрических установок. К концу 2005 года большинство фотоэлектрических установок в Соединенных Штатах было отключено от сети.

Солнечные фотоэлектрические генераторы

Производство солнечной фотоэлектрической электроэнергии в масштабах коммунальных предприятий в США
Год Летняя мощность
(ГВт) 		Производство электроэнергии
(ТВтч) 		Коэффициент мощности Годовой рост
генерирующих мощностей 		Годовой рост
произведенной энергии 		Доля
возобновляемой электроэнергии 		Доля от
общего количества электроэнергии
2018 г. 31,93 66,59 0,238 18,4% 25% 9% 1,60%
2017 г. 26,97 53,29 0,226 22,8% 47,8% 7,5% 1,30%
2016 г. 20,19 32,67 0,183 66,0% 54,0% 5,4% 0,80%
2015 г. 11,91 23,233 0,208 36,5% 36,5% 4,0% 0,53%
2014 г. 8,37 15,87 0,216 56,74% 90,55% 2,94% 0,39%
2013 5,34 8,33 0,178 98,51% 141,45% 1,60% 0,20%
2012 г. 2,69 3,45 0,146 156,19% 241,58% 0,70% 0,09%
2011 г. 1.05 1.01 0,110 138,77% 0,20% 0,02%
2010 г. 0,423 0,203 169,43% 0,10% 0,01%
2009 г. 0,157 0,206 106,58% 0,04% 0,00%
2008 г. 0,076 0,225 375,00% 0,02% 0,00%
2007 г. 0,016 6,67% 0,00% 0,00%
2006 г. 0,015 -6,25% 0,00% 0,00%
2005 г. 0,016 166,67% 0,00% 0,00%
2004 г. 0,006 0,00% 0,00% 0,00%

Количество электроэнергии, которое установка способна производить в течение длительного периода времени, определяется путем умножения мощности на коэффициент мощности . Коэффициент мощности солнечных фотоэлектрических установок в значительной степени зависит от климата и географической широты и поэтому значительно варьируется от штата к штату. Национальная лаборатория возобновляемой энергии подсчитали , что самые высокие в масштабе штата средние солнечные вольтовой факторы мощности находятся в Аризоне, Нью - Мексико и Невада (каждый 26,3 процента), а самый низкий на Аляске (10,5 процента). Самый низкий средний коэффициент использования мощности по штату из 48 смежных штатов находится в Западной Вирджинии (17,2 процента).

Солнечные фотоэлектрические системы по типу

Солнечная генерация (фотоэлектрическая + тепловая + предполагаемая мелкая) в США, 2018 г.
Источник Летняя мощность
(ГВт) 		Производство электроэнергии
(ТВтч) 		Коэффициент мощности Годовой рост
произведенной энергии 		Доля от
общего количества электроэнергии
PV (шкала полезности) 30,17 63,00 0,238 26% 1,5%
Фотоэлектрические малогабаритные 19,52 29,54 0,173 23% 0,7%
Тепловой 1,76 3,59 0,233 9,8% 0,09%
ОБЩИЙ 51,45 96,13 0,213 24,4% 2,3%
Показатели мощности и выработки округлены до 2 дп. для облегчения сравнения.

В приведенной выше таблице показано распределение солнечных фотоэлектрических модулей между различными типами на конец 2018 года. Цифры мощности могут показаться меньшими, чем те, которые приводятся из других источников, и вполне вероятно, что мощности измеряются в МВт переменного тока, а не в МВт постоянного тока. первый из которых дает более низкие показания из-за потерь преобразования в процессе преобразования мощности инверторами с постоянного тока на переменный. На фотоэлектрическую мощность коммунальных предприятий приходился самый большой показатель - 30,17 ГВт и 63 ТВт-ч выработки. Затем последовали маломасштабные фотоэлектрические системы мощностью 19,52 ГВт и выработкой 29,54 ТВт-ч. Доля солнечной энергии для жилых и коммерческих помещений и солнечной энергии для коммунальных предприятий сильно различается в зависимости от штата (см. Раздел о распределенной генерации ниже). Наконец, солнечная тепловая генерация была наименьшим развертыванием по номинальной мощности: мощность 1,76 ГВт и выработка 3,59 ТВтч.

Первой плавающей солнечной батареей в США была батарея мощностью 160 кВт, установленная рядом с международным аэропортом Майами компанией Florida Power and Light в партнерстве с округом Майами-Дейд в 2020 году.

Крупномасштабные фотоэлектрические установки

Основная статья: Список фотоэлектрических электростанций
Солнечная батарея на базе ВВС Неллис . Эти панели отслеживают солнце по одной оси. Предоставлено: фотография ВВС США, сделанная старшим летчиком Ларри Рейдом-младшим.

Текущая ситуация

Крупномасштабные фотоэлектрические электростанции в Соединенных Штатах часто состоят из двух или более блоков, которые соответствуют этапам строительства и / или этапам совершенствования технологий конкретного проекта развития. Обычно эти блоки расположены рядом с одной и той же передающей подстанцией с высокой пропускной способностью и могут также питать эту подстанцию ​​другими крупными фотоэлектрическими установками, которые расположены рядом, но отдельно построены. По состоянию на 2018 год десять крупнейших действующих станций в США, исходя из групп развития и общей мощности переменного тока, включают:

  1. На момент завершения строительства в 2015 году электростанция Solar Star мощностью 579  мегаватт (МВт переменного тока ) (блоки I и II) в Калифорнии была крупнейшей в мире фотоэлектрической электростанцией. Позже в том же году она была заменена парком солнечных батарей на плотине Longyangxia в Китае.
  2. Copper Mountain Solar Facility является 882 МВт AC солнечная электростанция в Eldorado Valley , штат Невада , которая состоит из четырех блоков. Sempra Generation завершила строительство первого блока в 2010 году, а последний был введен в эксплуатацию в конце 2016 года.
  3. Topaz Solar Farm является 550 МВт AC фотоэлектрической электростанции близ Сан - Луис - Обиспо, штат Калифорния , который был полностью функционирует с ноября 2014 года.
  4. Desert Sunlight Solar Farm является 550 МВт AC солнечная электростанция находится в пустыне Сонора в Калифорнии и был завершен в январе 2015 года.
  5. 460 МВт AC Mount Signal Solar достиг своего нынешнего потенциала , когда блок III пришел в Интернете в конце 2018 года; проект достигнет 600 МВт, когда будет завершен второй блок примерно в 2020 году.
  6. В конце 2016 года проект AC Mesquite Solar мощностью 400 МВт в Аризоне состоит из трех блоков и все еще расширяется.
  7. Проект Agua Caliente Solar Project - это объект переменного тока мощностью 290 МВт в округе Юма, штат Аризона, работающий на полную мощность с апреля 2014 года.
  8. Проект California Flats Solar Project в округе Монтерей, штат Калифорния, достиг мощности 280 МВт переменного тока, когда в конце 2018 года был запущен второй блок.
  9. Прыгуна Solar Farm является MW 260 AC объект в Kern County, штат Калифорния с двумя блоками завершенным. Ожидается, что после завершения строительства третьего блока в 2019 году он достигнет 350 МВт.
  10. Имеется пять электростанций мощностью 250 МВт переменного тока каждая: проект McCoy Solar Energy Project , Silver State South Solar Project , California Valley Solar Ranch , Desert Stateline Solar Facility и Moapa Southern Paiute Solar Project .

Распределенная генерация

В пределах совокупной фотоэлектрической мощности в Соединенных Штатах наблюдается рост сегмента распределенной генерации , который представляет собой все фотоэлектрические установки, подключенные к сети, на рынке жилых и нежилых помещений. Рынок нежилых помещений включает установки на объектах коммерческой, государственной, школьной и некоммерческой организации.

В период с 2000 по 2013 год было установлено 2261 МВт солнечной энергии в жилых домах и 4 051 МВт солнечной энергии в нежилых помещениях. После нескольких лет снижения затрат средняя цена за ватт в США в 2020 году составляла от 2,51 до 3,31 доллара.

Другим типом распределенной генерации, внедренным коммунальной компанией, были первые в мире подключенные к сети солнечные панели с подключением к полюсу, принадлежащие группе предприятий общественного обслуживания в Нью-Джерси. Более 174 000 фотоэлектрических панелей смонтированы на опорах инженерных сетей вдоль улиц Нью-Джерси общей мощностью 40 МВт.

По состоянию на ноябрь 2017 года в США было около 5500 школ с солнечными установками общей мощностью около 910 МВт. В пятерку лучших штатов вошли Невада, Калифорния, Гавайи, Аризона и Нью-Джерси с 23,10%, 14,50%, 14,50%, 14,10% и 13,00% школ в соответствующих штатах, в которых было установлено оборудование. По состоянию на апрель 2018 года общая мощность коммерческих солнечных установок составляла 2562 МВт от более чем 4000 компаний в 7400 населенных пунктах. В пятерку крупнейших корпораций вошли Target, Walmart, Prologis, Apple и Kohl's.

  • Фотоэлектрические панели на крыше дома в Бостоне

  • Фотоэлектрические панели на ратуше

  • Фотоэлектрические панели на здании школы

  • Установленные на столб солнечные панели в Нью-Джерси

Производство солнечных батарей

Завод SolarWorld в Хиллсборо, Орегон

В конце сентября 2008 года Sanyo Electric Company, Ltd. объявила о своем решении построить завод по производству солнечных слитков и пластин (строительных блоков для кремниевых солнечных элементов) в Салеме, штат Орегон. Завод должен был начать работу в октябре 2009 года и выйти на полную производственную мощность в 70 мегаватт (МВт) солнечных пластин в год к апрелю 2010 года. В апреле 2013 года завод закрыл операцию по нарезке пластин. В феврале 2016 года материнская компания Panasonic объявила о сокращении 37% оставшейся рабочей силы. В начале октября 2008 года First Solar , Inc. приступила к расширению своего Перрисбурга, штат Огайо , и планировала добавить мощность, достаточную для производства еще 57 МВт в год солнечных модулей на объекте, доведя его общую мощность примерно до 192 МВт в год. . В ноябре 2016 года компания сократила персонал на заводе в Перрисбурге на 20% в рамках всемирной реструктуризации. В середине октября 2008 года SolarWorld AG открыла завод в Хиллсборо, штат Орегон . В 2016 году завод в Хиллсборо был крупнейшим заводом по производству фотоэлектрической техники в Западном полушарии. Он поддерживает мощность производства ячеек 500 мегаватт и мощность сборки модулей 350 мегаватт.

Стремительно падающие цены на фотоэлектрические батареи приостановили строительство запланированного завода General Electric в Колорадо и привели к банкротству Konarka Technologies , которая рассчитывала производить 1000 МВт солнечных модулей в год к 2011 году, и Solyndra , которая не выполнила своих обязательств по кредитной гарантии на 535 миллионов долларов. побуждение республиканских членов комитета по энергетике и торговле проголосовать за прекращение приема новых заявок на кредитную программу. Корпорация HelioVolt открыла производственный объект в Остине, штат Техас, который будет иметь первоначальную мощность для производства 20 МВт солнечных элементов в год. Начиная с солнечных «чернил», разработанных в Национальной лаборатории возобновляемой энергии Министерства энергетики США , которые наносятся струями чернил , HelioVolt использует запатентованный процесс «печати» для производства солнечных элементов, состоящих из тонких пленок селенида меди, индия и галлия, или CIGS . В 2008 году эта технология получила награду R&D 100 Award и награду Editor's Choice Award как самая революционная технология. Процесс печати с реактивным переносом HelioVolt « FASST » в 10–100 раз быстрее, чем другие производственные процессы CIGS, и его также можно комбинировать с методами вакуумного напыления или ультразвукового напыления . На своем новом производственном предприятии в Остине HelioVolt планирует производить как солнечные модули, так и интегрированные в здания солнечные продукты следующего поколения, используя процесс FASST.

В 2012 году Министерство торговли США ввело тариф в размере 31% на солнечные элементы, произведенные в Китае. В 2018 году администрация Трампа ввела тариф в размере 30% на все импортируемое солнечное оборудование. В сентябре 2014 года SolarCity открыла завод по производству солнечных панелей в Буффало, штат Нью-Йорк . Планируется, что после завершения строительства в 2016 году он станет крупнейшим предприятием по производству солнечной энергии в Западном полушарии с годовой производственной мощностью 1 гигаватт (ГВт). Однако по состоянию на 2019 год предприятие не выполнило прогнозы по производству или созданию рабочих мест.

Концентрированная солнечная энергия (CSP)

Невада Solar One с долиной Лас-Вегаса за горами за ней

История

Одним из первых применений концентрированной солнечной энергии стал двигатель на солнечной энергии мощностью 6 лошадиных сил (4,5 кВт), сделанный Х.Э. Уилси и Джоном Бойлом в 1904 году.

Один из первых пионеров солнечной энергетики XIX и XX веков, Фрэнк Шуман , построил демонстрационную установку, которая использовала солнечную энергию для перекачивания воды с помощью массива зеркал в желобе для генерации пара. Расположенная в Филадельфии солнечная водонасосная станция была способна перекачивать 3000 галлонов США (11000 л) в час на этой широте, что соответствует 25 лошадиным силам (19 кВт). После семи недель испытаний установка была разобрана и отправлена ​​в Египет для испытаний в качестве оросительной установки.

В 1973 году Карл Бёр из Университета Делавэра построил экспериментальный дом под названием Solar One, первый дом, который преобразовывал солнечный свет в энергию.

Solar One , первая экспериментальная конструкция солнечной электростанции, была завершена в 1981 году. Параболический желоб Solar Energy Generating Systems открыла свой первый блок в 1984 году, это первая крупная солнечная тепловая электростанция в мире.

Избранный список растений

Основная статья: Список солнечных тепловых электростанций
Взгляд на север в сторону восточной котельной башни завода по производству солнечной энергии Иванпа с межштатной автомагистрали 15 в Калифорнии.
Проект солнечной энергии Мохаве возле озера Харпер в Калифорнии с параболическими желобами в уложенном положении

Соединенные Штаты первыми применили технологии солнечных батарей и желобов. В США используется ряд различных солнечных тепловых технологий:

Быстро падающая цена на фотоэлектрические солнечные батареи привела к тому, что несколько проектов были заброшены или преобразованы в фотоэлектрические технологии. Проект солнечной энергии Blythe преобразован в проект солнечной энергии, проект солнечной энергии Rice был приостановлен на неопределенный срок, проект Palen Solar Project пытался перейти на фотоэлектрическую энергию, но в его разрешениях было отказано, проект Hidden Hills Solar был приостановлен в 2013 году, а затем отменен. Никаких крупных заводов CSP в стадии строительства в Соединенных Штатах не осталось.

Емкость и генерация CSP

Проект CSP компании Abengoa мощностью 280 МВт переменного тока был запущен в 3-м квартале, а первая фаза Genesis Solar мощностью 125 МВт переменного тока была введена в эксплуатацию в 4-м квартале 2013 года, в результате чего общая сумма составила 410 МВт переменного тока в год и 918 МВт переменного тока в целом. Ivanpah уже завершено в первом квартале 2014 года. В настоящее время крупнейшая в мире электростанция CSP мощностью 392 МВт переменного тока доведет общую до 1310 МВт переменного тока. Проект Crescent Dunes мощностью 110 МВт переменного тока начал вводиться в эксплуатацию в феврале. Ожидается, что в 2014 году будут введены в эксплуатацию солнечная электростанция Mojave мощностью 250 МВт, вторая фаза Genesis Solar мощностью 125 МВт и электростанция Tooele Army Depot Solar мощностью 1,5 МВт. В 2016 году ожидается ввод в эксплуатацию в общей сложности около 9,5 ГВт солнечных фотоэлектрических систем и мощностей CSP. , больше, чем любой другой источник.

  • Общие цифры в США с 2016 года включают только мощности коммунальных предприятий.
Производство солнечной тепловой энергии в США
Год Летняя мощность
(ГВт) 		Производство электроэнергии
(ТВтч) 		Коэффициент мощности Годовой рост
генерирующих мощностей 		Годовой рост
произведенной энергии 		Доля
возобновляемой электроэнергии 		Доля от
общего количества электроэнергии
2018 г. 1,76 3,59 0,233 0% 9,8% 0,48% 0,09%
2017 г. 1,76 3,27 0,212 0% -3% 0,46% 0,08%
2016 г. 1,76 3,384 0,220 0% 5% 0,56% 0,08%
2015 г. 1,76 3,227 0,210 5,4% 32,0% 0,60% 0,09%
2014 г. 1,66 2,446 0,168 28,68% 164,15% 0,45% 0,06%
2013 1,29 0,926 0,082 171,01% 5,71% 0,18% 0,02%
2012 г. 0,476 0,876 0,210 1,06% 8,68% 0,18% 0,02%
2011 г. 0,471 0,806 0,195 2,15% 0,16% 0,02%
2010 г. 0,789 0,245 7,35% 0,18% 0,02%
2009 г. 0,735 0,236 -6,73% 0,18% 0,02%
2008 г. 0,788 0,195 32,21% 0,21% 0,02%
2007 г. 0,596 20,89% 0,17% 0,01%
2006 г. 0,493 -7,85% 0,13% 0,01%
2005 г. 0,535 -5,98% 0,15% 0,01%
2004 г. 0,569 0,16% 0,01%

Государственная поддержка

Полный список стимулов поддерживается в Базе данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии (DSIRE) (см. Внешнюю ссылку). Большинство солнечных энергетических систем подключены к сети и используют законы об измерении сети, чтобы разрешить использование электроэнергии в вечернее время, которая была произведена в дневное время. Нью-Джерси лидирует в стране с наименее строгим законом об измерениях сети, в то время как Калифорния лидирует по общему количеству домов, в которых установлены солнечные батареи. Многие из них были установлены из-за инициативы «Миллионная солнечная крыша». В некоторых штатах, например во Флориде , на солнечную энергию распространяются законодательные ограничения, препятствующие ее использованию.

Федеральный

Федеральный налоговый кредит для солнечной энергии был продлен на восемь лет в рамках законопроекта о финансовой помощи , HR 1424, до конца 2016 года. Предполагалось, что это создаст 440 000 рабочих мест, 28 гигаватт солнечной энергии и приведет к созданию 300 миллиардов долларов. рынок солнечных батарей. Эта оценка не учитывала отмену предела в размере 2000 долларов для жилищных налоговых льгот в конце 2008 года. 30% налоговых льгот предоставляется для жилых и коммерческих объектов. С 2009 по 2011 год это был грант в размере 30%, а не налоговый кредит, известный как программа грантов 1603.

Федеральный кредит на жилищную энергоэффективную недвижимость ( налоговый кредит по форме IRS 5695) для жилых фотоэлектрических и солнечных батарей был продлен в декабре 2015 года и останется на уровне 30% от стоимости системы (детали и установка) для систем, введенных в эксплуатацию к концу 2019 года. , затем 26% до конца 2020 года, а затем 22% до конца 2021 года. Это относится к основному жилью налогоплательщика и / или второму месту жительства, но не к недвижимости, сдаваемой в аренду. Максимального предела для кредита не существует, и кредит может быть использован в качестве альтернативного минимального налога , а любой избыток кредита (превышающий налоговые обязательства этого года) может быть перенесен на следующий год. Солнечная промышленность и коммунальные услуги столкнулись с серьезными конфликтами по поводу обновления, но солнечная промышленность преобладала. Ожидается, что обновление добавит 38 миллиардов долларов инвестиций на 20 ГВт солнечной энергии.

Раздел 1603 Гранты

Законопроект о стимулах, принятый президентом Обамой в 2009 году, создал программу, известную как гранты Раздела 1603 . Программа была разработана для предоставления федеральных грантов солнечным компаниям на 30 процентов инвестиций в солнечную энергетику. С 2009 года в рамках этой программы федеральное правительство предоставило компаниям, работающим в сфере солнечной энергетики, 25 миллиардов долларов в виде грантов. Программа грантов Раздела 1603 истекла в 2011 году.

9 июня 2016 года сенатор Оррин Хэтч запросил у министерства финансов, налоговой службы (IRS) и генерального инспектора казначейства по налоговой администрации (TIGTA) подробную информацию о том, как компании используют гранты и налоговые льготы согласно Разделу 1603. В марте 2016 года Хэтч попросила Налоговое управление США и Казначейство продемонстрировать, что агентства используют меры предосторожности и координируют свои действия при рассмотрении заявок на гранты по Разделу 1603.

Инициатива Солнечной Америки

Барак Обама смотрит на солнечные батареи в Денверском музее природы и науки , 17 февраля 2009 г.

Министерство энергетики США (DOE) объявили 29 сентября 2008 года , что она инвестирует $ 17,6 млн , при условии ежегодного ассигнования , в шесть компании под руководством, на ранней стадию фотоэлектрических (PV) проекты под Америкой инициатива Solar «PV«s Возможность финансирования инкубатора, предназначенная для финансирования прототипов фотоэлектрических компонентов и систем с целью их продвижения в процессе коммерциализации к 2010 году и обеспечения их конкурентоспособности с точки зрения затрат по сравнению с традиционными формами электроэнергии к 2015 году ( паритет энергосистемы ).

Инициатива SunShot

Инициатива SunShot направлена на снижение стоимости солнечной энергии на 75% по сравнению с 2010 г. до 2020 г. название основано на «лунной выстрел», цель Кеннеди достижения Луны в течение десятилетия.

Цели:

  • Цены на жилые системы снижены с 6 долларов за Вт до 1,50 доллара за Вт.
  • Цены на коммерческие системы снижены с 5 долларов за Вт до 1,25 доллара за Вт.
  • Цены на коммунальные системы снижены с 4 долл. / Вт до 1,00 долл. / Вт (CSP, CPV и PV)

Администрация Трампа

В 2018 году в рамках торговой войны между США и Китаем президент США Трамп ввел тарифы на импортные солнечные элементы. Толчок к введению тарифов для защиты американского производства и рабочих мест в солнечной энергетике начался в апреле 2017 года, когда обанкротившийся производитель солнечных элементов из Джорджии подал торговую жалобу о том, что поток дешевого импорта поставил их в серьезное невыгодное положение. В ответ президент ввел 30% -ные тарифы на импорт солнечной энергии в январе 2018 года. Солнечная промышленность в настоящее время является одной из самых быстрорастущих в Соединенных Штатах, в ней занято более 250 000 человек по состоянию на 2018 год. С одной стороны, эти тарифы вынудили отменить или сокращение многих проектов и ограничение возможностей компаний нанимать больше сотрудников. С другой стороны, они имеют предполагаемый эффект стимулирования внутреннего производства. Многие компании, производящие солнечную энергию, переходят на автоматизацию и, следовательно, станут менее зависимыми от импорта, особенно из Китая. Аналитики считают, что тарифы Трампа оказали явное влияние. Они утверждают, что без них производственные мощности солнечных элементов в Соединенных Штатах, вероятно, не выросли бы значительно: с 1,8 гигаватт в 2017 году до не менее 3,4 гигаватт в 2018 году. Однако из-за растущей зависимости от автоматизации будет создано не так много новых рабочих мест, а прибыль будет поступать в другие страны, поскольку многие фирмы являются иностранными. К 2019 году солнечная энергетика оправилась от первоначальных неудач, связанных с тарифами Трампа, благодаря инициативам различных штатов, таких как Калифорния. Более того, он получает значительную поддержку со стороны Министерства энергетики. В июне 2018 года Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) объявила о начале конкурса «Американский приз за солнечную энергию» и вручила денежные призы от десятков до сотен тысяч долларов за наиболее многообещающие конструкции солнечных элементов. Цены на солнечные элементы продолжают снижаться.

Государственные и местные

Государственные инициативы

Солнечная магистраль мощностью 104 кВт вдоль развязки между штатами 5 и 205 недалеко от Туалатина, штат Орегон, в декабре 2008 г.
  • Губернатор Джерри Браун подписал закон, требующий, чтобы коммунальные предприятия Калифорнии получали 50 процентов своей электроэнергии из возобновляемых источников энергии к концу 2030 года.
  • Сан - Франциско Попечительский совет прошли солнечные стимулы до $ 6000 для домовладельцев и до 10 000 $ для бизнеса. Подача заявок на участие в программе началась 1 июля 2008 года. В апреле 2016 года они приняли закон, требующий, чтобы все новые здания ниже 10 этажей имели солнечные панели на крыше, что сделало его первым крупным городом США, который сделал это.
  • В 2008 году Беркли инициировал революционную пилотную программу, согласно которой домовладельцы могут добавлять стоимость солнечных панелей к своей налоговой оценке и оплачивать их за счет экономии на электроэнергии. В 2009 году более десятка штатов приняли законы, разрешающие финансирование налога на имущество. В целом 27 штатов предлагают кредиты на солнечные проекты (хотя после завершения пилотной программы из-за проблем с Fannie Mae и Freddie Mac, Беркли больше не предлагает этот механизм финансирования).
  • Солнечная инициатива Калифорнии поставила перед собой целью создать 3000 мегаватт новой, солнечное производство электроэнергии к 2016 году.
  • В Нью-Гэмпшире действует программа скидок для жилых домов на сумму 3750 долларов, которая покрывает до 50% стоимости системы для систем мощностью менее 5 кВт (6000 долларов с 1 июля 2008 г. по 2010 г.).
  • Луизиана имеет 50-процентную налоговую скидку до 12 500 долларов на установку ветряной или солнечной системы.
  • Закон штата Нью-Джерси предусматривает освобождение новых солнечных электростанций от налога с продаж штата в размере 7% и от любого повышения оценки собственности ( повышение местного налога на имущество ) при соблюдении определенных требований к регистрации.

Зеленые тарифы

Опыт показал, что зеленый тариф - это и наименее затратное, и наиболее эффективное средство развития солнечной энергетики. Инвесторам нужна уверенность, которую они получают от зеленого тарифа. Калифорния ввела в действие зеленый тариф, действие которого началось 14 февраля 2008 года. В штате Вашингтон действует зеленый тариф в размере 15 центов / кВтч, который увеличивается до 54 центов / кВтч, если компоненты производятся в штате. На Гавайях , Мичигане и Вермонте также действуют льготные тарифы. В 2010 году Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) постановила, что штаты могут вводить льготные тарифы выше рыночных для определенных технологий.

Сертификаты солнечной возобновляемой энергии

В последние годы штаты, которые приняли законы о стандарте портфеля возобновляемых источников энергии (RPS) или стандарте возобновляемой электроэнергии (RES), полагались на использование сертификатов солнечной возобновляемой энергии (SREC) для удовлетворения государственных требований. Это делается путем добавления определенного исключения солнечной энергии в государственный стандарт портфеля возобновляемых источников энергии (RPS). Первая программа SREC была реализована в 2005 году в штате Нью-Джерси и с тех пор распространилась на несколько других штатов, включая Мэриленд, Делавэр, Огайо, Массачусетс, Северную Каролину и Пенсильванию.

Программа SREC является альтернативой популярной в Европе модели зеленого тарифа. Ключевое различие между двумя моделями заключается в рыночном механизме, который определяет стоимость SREC и, следовательно, стоимость субсидии на солнечную энергию. В модели зеленого тарифа правительство устанавливает стоимость электроэнергии, производимой солнечной электростанцией. Если уровень выше, создается больше солнечной энергии и программа обходится дороже. Если зеленый тариф установлен ниже, вырабатывается меньше солнечной энергии и программа неэффективна. Проблема с SREC заключается в отсутствии уверенности для инвесторов. Зеленый тариф обеспечивает известную окупаемость инвестиций, в то время как программа SREC обеспечивает возможную окупаемость инвестиций.

Договоры купли-продажи электроэнергии

В 2006 году инвесторы начали предлагать бесплатную установку солнечных панелей в обмен на 25-летний контракт или договор купли-продажи электроэнергии для покупки электроэнергии по фиксированной цене, обычно устанавливаемой на уровне текущих тарифов на электроэнергию или ниже. К 2009 году более 90% коммерческих фотоэлектрических устройств, установленных в Соединенных Штатах, были установлены по соглашению о покупке электроэнергии. Примерно 90% фотоэлектрических установок, установленных в Соединенных Штатах, находится в штатах, в которых конкретно оговорены соглашения о покупке электроэнергии.

Новые строительные мандаты

В марте 2013 года Ланкастер, штат Калифорния, стал первым городом США, который потребовал установки солнечных панелей в новых домах, требуя, чтобы «каждое новое жилищное строительство в среднем должно было составлять 1 киловатт на дом».

ШАГ

Основная статья: Финансирование ПАСЕ

Инновационное финансирование аранжировка впервые в Беркли, штат Калифорния , и Палм - Спрингс , кредитует домовладельца для солнечной системы, которая будет погашена с помощью дополнительной оценки налога на имущество в течение 20 лет. Это позволяет установить солнечную систему «при относительно небольших первоначальных затратах для собственника». Теперь известная как PACE, для чистой энергии с оценкой собственности, она доступна в 28 штатах. Freddie Mac и Fannie Mae возражали против того, чтобы погашение кредитов на солнечную энергию было приоритетным по сравнению с ипотечными кредитами, а в некоторых штатах ссуды PACE были переведены в категорию младших ссуд. HR 2599 был введен для предотвращения вмешательства в программу PACE со стороны других кредиторов. Основная особенность программы заключается в том, что остаток ссуды передается новым владельцам в случае продажи недвижимости, а ссуда полностью оплачивается за счет экономии на счетах за электроэнергию. В отличие от ипотечного кредита, при продаже недвижимости денежные средства не передаются - передается только обязательство по возврату. Программы PACE в настоящее время действуют в восьми штатах: Калифорния, Колорадо, Флорида, Мэн, Мичиган, Миссури, Нью-Йорк и Висконсин, и приостановлены во многих других до разрешения возражений Фредди Мака и Фанни Мэй.

Противоречие и расследование Конгресса

В 2016 году Комитет по финансам Сената и Комитет по методам и средствам Палаты представителей провели официальное расследование налоговых льгот на миллиарды долларов, которые получили компании, работающие в сфере солнечной энергии. Расследование также сосредоточилось на том, выдавала ли администрация Обамы ненадлежащим образом налоговые льготы за солнечную энергию. Расследование возглавили сенатор Оррин Хэтч (штат Юта), председатель финансового комитета сената, и представитель США Кевин Брэди (штат Техас), председатель комитета по методам и средствам.

Генерация (PV и CSP)

Производство солнечной энергии в коммунальном масштабе в США (ГВтч)
Год
Всего NREL
Итого EIA Util		 EIA Util
% от общей суммы 		Янв Фев Мар Апр Может Июн Июл Авг Сентябрь Октябрь Ноя Декабрь
1998 г. 502
1999 г. 495
2000 г. 804 493
2001 г. 822 543 7 13 31 год 39 81 год 91 92 85 65 21 год 14 4
2002 г. 857 555 11 24 44 46 58 96 86 75 53 31 год 28 год 4
2003 г. 929 533 13 18 50 60 68 91 62 62 56 36 14 4
2004 г. 1,020 575 0,01% 13 11 53 57 82 88 82 73 61 34 15 8
2005 г. 1,145 551 0,01% 8 13 37 57 81 год 87 71 75 60 37 12 2
2006 г. 1,312 508 0,01% 13 20 33 52 71 70 62 83 54 32 16 3
2007 г. 1,718 612 0,01% 13 19 48 54 84 84 86 75 68 48 23 3
2008 г. 2 208 864 0,02% 16 36 75 94 99 128 111 105 93 60 29 19
2009 г. 2 922 892 0,02% 7 30 78 99 110 103 121 116 95 68 40 21 год
2010 г. 4 505 1,212 0,03% 10 33 76 112 153 176 161 156 138 75 77 44
2011 г. 7 454 1818 0,04% 40 85 122 164 191 223 191 229 186 159 107 121
2012 г. 12 692 4 327 0,11% 95 135 231 319 462 527 509 462 458 431 347 349
2013 21 074 9 253 0,23% 318 479 668 734 826 930 861 1 001 979 967 750 737
2014 г. 32 553 18 321 0,45% 775 858 1,355 1 607 1880 2,061 1874 1 937 1,925 1,701 1,387 985
2015 г. 44 296 26 473 0,65% 1,173 1,634 2,221 2,567 2,665 2 765 2 813 2 880 2350 2 021 1889 1,623
2016 г. 52 833 36 754 0,90% 1,546 2,423 2 721 2 981 3 644 3,591 4 064 3 936 3 613 3 132 2 642 2,299
2017 г. 77 097 52 958 1,32% 2,220 2,562 4 475 4 816 5 815 6 272 5 544 5 427 5145 4804 3072 3059
2018 г. 96 147 66 604 1,59% 3 262 4 037 5 099 6111 7 091 7 815 6 869 6 982 6 471 5,225 3945 3 158
2019 г. 107 275 72 234 1,75% 3 652 3 913 6 020 6 949 7 292 8 216 8 256 7 844 6,726 6 110 4 373 3 494
2020 г. 132 631 90 891 2,27% 4,555 5 652 6 314 8 010 9 742 9 467 10 284 9 370 7 757 7 326 5 890 5 381
2021 г. 69 007 2,90% 5732 6 502 9 342 10 923 12 467 12 063 11 978
Последняя запись,% от общей суммы 1,63% 1,99% 3,01% 3,73% 3,93% 3,22% 2,96% 2,34% 2,32% 2,33% 1,95% 1,56%

Источник: NREL EIA.

NREL включает распределенную генерацию, EIA, включая ежемесячные данные, указанные выше, включает только генерацию коммунальных услуг. «EIA% of total» - это процент всей произведенной электроэнергии, произведенной с помощью солнечной энергии.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки