لماذا يفضل السوق الخلايا الكهروضوئية؟هل يمكن لتوليد الطاقة الكهروضوئية الموزعة أن يتمتع بالفرص؟

قال ماسك ذات مرة: أعطني مكانًا بظفر على خريطة الولايات المتحدة، وسوف أستطيع إنتاج طاقة يمكنها إمداد الولايات المتحدة بأكملها.الطريقة التي قالها هي توليد الطاقة الكهروضوئية +تخزين الطاقة.

إذا كانت مقاطعة كبيرة في الصين، مثل منغوليا الداخلية/تشينغهاي وغيرها من المقاطعات ذات المساحة الكبيرة، يتم فيها استخدام كل ضوء الشمس وموارد الأرض لتوليد الطاقة، فيمكنها بالفعل توفير الطاقة الكهربائية للبلاد في ظل ظروف مثالية.

تبلغ القدرة المركبة التراكمية الحالية للخلايا الكهروضوئية في الصين 254.4 جيجاوات، ولكن في ظل فرضية الحياد الكربوني، تعد الطاقة الشمسية النظيفة والخالية من التلوث / التي لا تنضب حاليًا الاتجاه الأكثر واعدة.

وفي تقرير صدر في مارس من هذا العام، ذكر أنه بحلول عام 2030، ستصل قدرة توليد الطاقة الكهروضوئية المثبتة في الصين إلى 1025 جيجاوات، وبحلول عام 2060، ستصل قدرة توليد الطاقة الكهروضوئية المثبتة إلى 3800 جيجاوات.وتشمل الطاقة النظيفة الحالية الطاقة الكهرومائية/الطاقة النووية/طاقة الرياح/توليد الطاقة الكهروضوئية، وهي ليست كبيرة الحجم.والرقم الأكثر وضوحا هو أن القدرة المركبة للطاقة الكهرومائية بلغت في العام الماضي 370 مليون كيلووات، والطاقة النووية 50 مليون كيلووات، وطاقة الرياح 280 مليون كيلووات، والطاقة الكهروضوئية 250 مليون كيلووات.

هناك الكثير من مصادر الطاقة النظيفة، والقدرة المركبة للطاقة الكهروضوئية أقل حتى من طاقة الرياح.لماذا السوق متفائل جدًا بشأن الطاقة الكهروضوئية؟

1. منخفضة التكلفة

وفي السنوات العشر الماضية، انخفضت تكلفة توليد الطاقة الكهروضوئية لكل كيلووات/ساعة بنسبة 89%، ويعد متوسط ​​تكلفة الكهرباء لكل كيلووات/ساعة من أقل مصادر الطاقة تكلفة بين جميع أنواع توليد الطاقة.ويبلغ متوسط ​​تكلفة بناء محطات الطاقة الأرضية في عام 2019 4.55 يوان لكل واط، وفي ذلك الوقت يبلغ سعر الكهرباء 0.44 يوان لكل كيلووات في الساعة؛وفي عام 2020، بلغ سعر الكهرباء 3.8 يوان لكل واط، وسعر الكهرباء 0.36 يوان لكل كيلووات في الساعة.وستستمر تكلفة البناء في الانخفاض بمعدل 5-10% سنويًا في المستقبل، وتتوقع البيانات أنها ستنخفض إلى 2.62 يوان/واط بحلول عام 2025.

نفذت الطاقة الكهروضوئية في الصين إمكانية الوصول إلى الإنترنت على قدم المساواة.في الوقت الحاضر، لا يزال هناك عدد قليل فقط من مدن الدرجة الأولى والثانية والمناطق الأخرى التي لديها موارد أقل من أشعة الشمس تتمتع بإعانات الطاقة الكهروضوئية.لقد حققت معظم المناطق بالفعل الاكتفاء الذاتي، وخفض تكلفة الخلايا الكهروضوئية، وزيادة كفاءة توليد الطاقة، وتحسين كفاءة توليد الطاقة من السيليكون أحادي البلورات / السيليكون متعدد البلورات، وسيتم تخفيض التكلفة بشكل أكبر في المستقبل.

ما نواجهه الآن هو مشكلة النقص في المنبع، والقدرة الإنتاجية لمواد السيليكون لا تستطيع مواكبة الاستهلاك، مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف بشكل مفرط.أصبحت الوحدات والأقواس الكهروضوئية أرخص بكثير مما كانت عليه قبل بضع سنوات.

2. فترة البناء القصيرة

بناء محطة الطاقة الكهرومائية أمر صعب للغاية.استغرق بناء سد الخوانق الثلاثة 15 عامًا، وتم تهجير 1.13 مليون من السكان الأصليين.في ظل الوضع الحالي، من الصعب إعادة بناء المضائق الثلاثة، والدورة طويلة للغاية والتكلفة مرتفعة للغاية.بشكل عام، تتراوح فترة بناء محطات الطاقة الكهرومائية الكبيرة والمتوسطة الحجم من 5 إلى 10 سنوات، وتستغرق فترة بناء محطات الطاقة الكهرومائية الصغيرة أيضًا من 2 إلى 3 سنوات.الميزة الوحيدة هي أن محطة الطاقة الكهرومائية تتمتع بدورة تشغيل طويلة تصل إلى مائة عام على الأقل.

تعتبر محطات الطاقة النووية مشاريع أكبر، وتنطوي على قضايا السلامة النووية.ستستغرق العملية الكاملة للموافقة التنظيمية والهندسة المدنية والتركيب والتشغيل من 5 إلى 8 سنوات.

وقت تركيب طاقة الرياح ليس طويلاً نسبيًا، حوالي عام واحد يكفي.

نسبيا، توليد الطاقة الكهروضوئية هو محطة الطاقة الأكثر توفيرا للوقت.قد يضيع توليد الطاقة الكهروضوئية المركزية أيضًا بعض الوقت، ولكن الآن يمكن الانتهاء من بناء محطة الطاقة الكهروضوئية الشائعة، أي محطات الطاقة الكهروضوئية بمفهوم شبكات الطاقة أو حتى الشبكات الصغيرة، في غضون 3 أشهر، ويمكن الانتهاء من بناء محطة الطاقة، والفترة القصيرة مناسبة جدًا لبناء استثمار رأس المال.

بعد الحديث عن المزايا، دعونا ننظر إلى العيوب.لماذا لا يزال السوق مليئًا بالشكوك حول الخلايا الكهروضوئية؟

يواجه توليد الطاقة الكهروضوئية الآن ثلاث مشاكل رئيسية.الأول هو توليد الطاقة غير المستقر، وهناك كمية كبيرة من نفايات الضوء والكهرباء؛ثانياً، تتركز محطات الطاقة في مواقع نائية ويصعب نقلها؛ثالثًا، تشغل الخلايا الكهروضوئية المركزية مساحة كبيرة من مساحة الأرض.

وسوف نقوم بتحليل هذه القضايا الثلاث واحدة تلو الأخرى.

أ.التخلي عن الضوء والكهرباء

سبب التخلي عن الضوء هو أن هناك الكثير من توليد الطاقة.

على الرغم من أن جميع الحكومات المحلية تعمل على تقليص الكهرباء، إلا أن الكهرباء ليست كلها غير كافية.على سبيل المثال، المقاطعات ذات الموارد الطبيعية الوفيرة مثل تشينغهاي ومنغوليا الداخلية لديها بالفعل ما يكفي من توليد الطاقة.ولكن على الرغم من ذلك، لا تواجه طاقة الرياح أو الخلايا الكهروضوئية فقط مشكلة كبيرة: توليد الطاقة بشكل غير متساو.

يحدد الطقس كمية الكهرباء المولدة.مصدر توليد الطاقة الكهروضوئية هو الشمس، ومن المؤكد أن توليد الطاقة في النهار أكبر منه في المساء، ومن المؤكد أن توليد الطاقة في يوم مشمس أكبر منه في الطقس الممطر.ونتيجة لذلك، يعتمد توليد الطاقة الكهروضوئية على الطقس وليس لديه استقلالية على الإطلاق.

تخزين الطاقة هو تخزين الكهرباء المولدة خلال فترات الذروة بطريقة ما.تهدف تقنية تخزين الطاقة إلى جعل توليد الطاقة الكهروضوئية أكثر استقرارًا وتحقيق حالة ذروة الحلاقة وملء الوادي.يوجد حاليًا طريقتان رئيسيتان لتخزين الطاقة.الأول هو تخزين الطاقة الكهروكيميائية، والذي يستخدم البطاريات لتخزين الطاقة الكهربائية؛والآخر هو الطاقة الهيدروجينية، التي تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة هيدروجينية، وهي مناسبة للنقل والتخزين، ويمكن استخدامها عند الحاجة.

الخلايا الكهروضوئية لها عيب آخر: معدل التحويل الكهروضوئي سوف يتحلل بمرور الوقت.بعد بناء محطة الطاقة الكهرومائية، قد تعمل لمدة مائة عام، لكن مكونات محطة الطاقة الكهروضوئية تتقادم ببطء بمرور الوقت، وقد تتقاعد خلال 15 عامًا.

ب.نقل الكهرباء

ويمثل توليد الطاقة غير المتكافئ في أماكن مختلفة مشكلة نظامية.

تتمتع الصين بأراضي شاسعة وموارد وفيرة، ولا يمكن تعميم طرق توليد الطاقة.وفي أماكن مثل يونان وسيتشوان، حيث الموارد المائية وفيرة، يمكن استخدام المزيد من الطاقة الكهرومائية، ويتم استخدام طاقة الرياح والطاقة الكهروضوئية بشكل أكبر في الشمال الغربي.الموقع الجغرافي يحدد بشكل مباشر كمية توليد الطاقة.يجب أن يكون توليد الطاقة في المناطق القاحلة في الشمال الغربي أقوى بكثير مما هو عليه في الأماكن التي تكثر فيها الأمطار في الجنوب الشرقي والجنوب الغربي وما إلى ذلك. والأمر الأكثر إحراجًا هو أن المناطق الغنية بالموارد بها عدد أقل من السكان؛المناطق ذات الكثافة السكانية العالية لا تملك موارد كافية.على الرغم من أن المناطق الشرقية والجنوبية بها عدد كبير من السكان، إلا أن توليد الطاقة الحرارية والطاقة النظيفة مقيد.

إن مشكلة التوزيع غير المتكافئ للموارد الناجمة عن الموقع الجغرافي هي المشكلة التي يتعين حلها لنقل الطاقة من الغرب إلى الشرق.يجب نقل طاقة الرياح الشمالية الغربية والطاقة الكهروضوئية والطاقة الكهرومائية الجنوبية الغربية إلى المناطق المتقدمة في جنوب الشرق الأوسط، الأمر الذي يتطلب تنظيم شبكة الطاقة والحاجة إلى نقل وتحويل الطاقة ذات الجهد العالي لمسافات طويلة.

مشاريع UHV، بما في ذلك المعدات والأبراج،الكابلات الضوئيةوالبنية التحتية، وما إلى ذلك، هي المزيد من الاستثمار الرأسمالي في المعدات والكابلات في السوق.وتشمل المعدات معدات التيار المستمر ومعدات التيار المتردد، مثل المحولات والمفاعلات.

ج.القيود الإقليمية

لماذا يمكن لشمال غرب الصين فقط استخدام الخلايا الكهروضوئية؟لأنه في التكنولوجيا السابقة، كان السوق حريصًا على توليد الطاقة الكهروضوئية المركزية، حيث يشغل عدد كبير من الألواح الكهروضوئية الأرض لتوليد قدر كبير من الكهرباء.

تراكم الألواح المركزي، فقط المناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة مثل الشمال الغربي يمكن أن تعاني من هذه الحالة.ومع ذلك، فإن موارد الأراضي في المناطق الوسطى والشرقية ثمينة نسبيًا، ولا يوجد مثل هذا الشرط للمشاركة في توليد الطاقة الكهروضوئية المركزية، لذلك أصبح توليد الطاقة الكهروضوئية الموزعة شائعًا الآن.

هناك نوعان من الخلايا الموزعة، أحدهما كهروضوئي على السطح، والآخر كهروضوئي متكامل.تتميز الخلايا الكهروضوئية على الأسطح بقيود قوية وكفاءة منخفضة، وبالتالي فإن نتائج الترويج ليست جيدة.الآن أصبح السوق أكثر تفاؤلاً بشأن التكامل الكهروضوئي، أي السقف الكهروضوئي + الجدار الساتر الكهروضوئي.تشير محطات الطاقة الكهروضوئية الموزعة إلى محطات الطاقة الكهروضوئية التي تقل قدرتها عن 6 ميجاوات، وعادةً ما تكون مشاريع توليد الطاقة الكهروضوئية مبنية على أسطح المباني وغيرها من الأراضي القاحلة.المسافة إلى الحمل قصيرة، ومسافة النقل قصيرة، ومن السهل استيعابها على الفور، وبالتالي فإن الآفاق واعدة للغاية.