非永续性、传统的发电方法，是在空间高度集中的设备中，使用铀、煤、石油、天然气等一次能源的最大能量密度，随后采用电网结构进行配电。这种类型的发电会产生巨大的一次能源营运成本，甚至会产生更高的经济后续成本，用于处理放射性废物，以及藉由所释放的二氧化碳而导致的气候变迁，及其所造成的巨大破坏。此外，根据热力学第二定律，只有大约25% 的一次能源可以将热转换为电能，其它75% 以纯热的形式，只会增加环境的温度。本着对未来负责的态度，这种类型的发电必须尽快停止，并改用对气候环境没有影响的发电方式。
光伏发电的基础 (PV)
基本上，太阳对地球的总辐照亮是人类能源消耗总量的一万倍!这是光伏电源极其稳固的前提。由于光伏发电是利用自然界的太阳辐射来发电的，所以相对来说需要较大的面积。太阳常数为 1.367 kW/m2, 这是垂直于地球表面全球辐照。 为了能够考虑到所有的变量，特别是辐照角度和云层覆盖程度，一年的确定期是有用的，在这一年中，所有的能量贡献都被加总起来。欧盟委员会于2001-2008 年进行了这些调查，并在图1中纪录了整个德国 (D) 八年的平均值 [1]。 图 1 显示了德国 (D) 每个地点的全球年平均辐射量，单位为 kWh/m2 ，并提供了整个德国 (D) 的平均值约为 1200 [kWh/m2]。一个目前效率为23 % 的优质太阳能模块，每年 1200 x 0,23 = 280[kWh/m2]。有了这个数值，我们就有一个进一步计算D 的实用单位。
德国 (D) 的光伏发电总供应量
2018年，德国的年度电力总消耗量为527 TWh (Tera = 1012)，年人均耗电量为 7.2 MWh [2]。如果想通过光伏发电生产全部的电量，简单计算一下所需的面积 FB 得出:
FB = 527×1012/ 280×103[Wh /(Wh/m2)]
= 1.88×109[m2]
= 1880[km2]
这个区域相当于一个边长为 43 公里的正方形。
图1: 德国的年度全球太阳辐照量 [1]
德国的面积为 357,000 平方公里，总光伏发电量的FB 仅为0,53 %! 照理说，这不应该成为实行上的障碍。然而，政治决策通常遵循不同的标准。
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参考数据
1. http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/ (欧盟委员会)
2. https://de.statista.com/statistik/daten/studie/164149/umfrage/netto-stromverbrauch-in-deutschland-seit-1999/ (Statista, 统计局的在线入口网站)
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