Mengapa Fotovoltaik Digemari oleh Pasaran?Bolehkah Penjanaan Kuasa Fotovoltaik Teragih mempunyai Peluang?

Musk pernah berkata: Beri saya tempat dengan kuku di peta Amerika Syarikat, dan saya boleh mencipta tenaga yang boleh membekalkan seluruh Amerika Syarikat.Kaedah yang dia katakan ialah penjanaan kuasa fotovoltaik +simpanan tenaga.

Jika sebuah wilayah besar di China, seperti Inner Mongolia/Qinghai dan wilayah lain yang mempunyai keluasan yang luas, semua cahaya matahari dan sumber tanah digunakan untuk penjanaan kuasa, ia sememangnya dapat menyediakan kuasa elektrik negara dalam keadaan yang ideal.

Kapasiti terkumpul terkumpul fotovoltaik semasa China ialah 254.4GW, tetapi di bawah premis neutraliti karbon, tenaga suria yang bersih, bebas pencemaran/tidak habis-habis merupakan arah yang paling menjanjikan pada masa ini.

Dalam laporan yang dikeluarkan pada bulan Mac tahun ini, disebutkan bahawa menjelang 2030, kapasiti penjanaan kuasa fotovoltaik terpasang di China akan mencapai 1,025GW, dan menjelang 2060, kapasiti penjanaan kuasa fotovoltaik terpasang akan mencapai 3800GW.Tenaga bersih semasa termasuk kuasa hidro/kuasa nuklear/kuasa angin/penjanaan kuasa fotovoltaik, yang tidak berskala besar.Angka yang lebih jelas ialah tahun lepas, kapasiti terpasang kuasa hidro ialah 370 juta kilowatt, kuasa nuklear ialah 50 juta kilowatt, kuasa angin ialah 280 juta kilowatt, dan kuasa fotovoltaik ialah 250 juta kilowatt.

Terdapat begitu banyak sumber tenaga bersih, dan kapasiti terpasang kuasa fotovoltaik adalah lebih rendah daripada kuasa angin.Mengapakah pasaran begitu optimistik tentang kuasa fotovoltaik?

1. Kos Rendah

Dalam sepuluh tahun yang lalu, kos penjanaan kuasa fotovoltaik setiap kilowatt-jam telah menurun sebanyak 89%, dan purata kos elektrik setiap kilowatt-jam adalah salah satu sumber kuasa kos terendah bagi semua jenis penjanaan kuasa.Purata kos pembinaan stesen janakuasa berasaskan darat pada 2019 ialah 4.55 yuan per watt, pada masa itu harga elektrik ialah 0.44 yuan setiap kilowatt-jam;pada tahun 2020, harga elektrik ialah 3.8 yuan per watt, dan harga elektrik ialah 0.36 yuan setiap kilowatt-jam.Kos pembinaan akan terus menurun pada kadar 5-10% setahun pada masa hadapan, dan data meramalkan bahawa ia akan turun kepada 2.62 yuan/W menjelang 2025.

Fotovoltaik China telah melaksanakan akses Internet pariti.Pada masa ini, hanya beberapa bandar tingkat pertama dan kedua serta wilayah lain dengan sumber cahaya matahari yang lebih sedikit masih mempunyai subsidi fotovoltaik.Kebanyakan wilayah telah pun mencapai sara diri, mengurangkan kos fotovoltaik, meningkatkan kecekapan penjanaan kuasa, meningkatkan kecekapan penjanaan kuasa silikon monohablur / polihabluran silikon, dan kos akan dikurangkan lagi pada masa hadapan.

Apa yang kita hadapi sekarang ialah masalah kekurangan huluan, dan kapasiti pengeluaran bahan silikon tidak dapat bersaing dengan penggunaan, mengakibatkan kos yang terlalu tinggi.Modul dan kurungan fotovoltaik jauh lebih murah daripada beberapa tahun lalu.

2. Tempoh Pembinaan Pendek

Pembinaan stesen janakuasa hidro adalah sangat sukar.Ia mengambil masa 15 tahun untuk menyiapkan pembinaan Empangan Three Gorges, dan 1.13 juta orang asli telah dialihkan.Dalam keadaan semasa, sukar untuk membina semula Three Gorges, kitarannya terlalu lama dan kosnya terlalu tinggi.Secara umumnya, tempoh pembinaan stesen janakuasa hidro besar dan sederhana adalah 5-10 tahun, dan tempoh pembinaan stesen janakuasa hidro kecil juga mengambil masa 2-3 tahun.Satu-satunya kelebihan ialah stesen janakuasa hidro mempunyai kitaran operasi yang panjang, sekurang-kurangnya selama seratus tahun.

Loji kuasa nuklear adalah projek yang lebih besar, melibatkan isu keselamatan nuklear.Keseluruhan proses kelulusan kawal selia, kejuruteraan awam, pemasangan dan pentauliahan akan mengambil masa 5-8 tahun.

Masa pemasangan kuasa angin agak tidak begitu lama, kira-kira satu tahun sudah cukup.

Secara relatifnya, penjanaan kuasa fotovoltaik adalah stesen janakuasa yang paling menjimatkan masa.Penjanaan kuasa fotovoltaik berpusat juga mungkin membuang sedikit masa, tetapi kini fotovoltaik teragih yang popular, iaitu, loji kuasa fotovoltaik dengan konsep grid kuasa atau bahkan mikrogrid, dalam masa 3 bulan Pembinaan stesen janakuasa boleh disiapkan, dan tempoh yang singkat sangat sesuai untuk pembinaan pelaburan modal.

Selepas bercakap tentang kelebihan, mari kita lihat keburukannya.Mengapa pasaran masih penuh dengan keraguan tentang fotovoltaik?

Penjanaan kuasa fotovoltaik kini menghadapi tiga masalah utama.Satu ialah penjanaan kuasa yang tidak stabil, dan terdapat sejumlah besar sisa cahaya dan elektrik;kedua, stesen janakuasa tertumpu di lokasi yang lebih terpencil dan sukar untuk diangkut;ketiga, fotovoltaik berpusat menduduki sejumlah besar kawasan Tanah.

Kami akan menganalisis ketiga-tiga isu ini satu persatu.

a.Meninggalkan Cahaya dan Elektrik

Sebab pengabaian cahaya ialah penjanaan kuasa terlalu banyak.

Walaupun semua kerajaan tempatan mengekang bekalan elektrik, tidak semua elektrik tidak mencukupi.Sebagai contoh, wilayah yang mempunyai sumber pemandangan yang banyak seperti Qinghai dan Mongolia Dalam sebenarnya mempunyai penjanaan kuasa yang mencukupi.Namun begitu, bukan sahaja kuasa angin atau fotovoltaik, mereka semua menghadapi masalah besar: penjanaan kuasa tidak sekata.

Cuaca menentukan jumlah tenaga elektrik yang dihasilkan.Sumber penjanaan kuasa fotovoltaik adalah matahari, penjanaan kuasa pada waktu siang pasti lebih besar daripada pada waktu petang, dan penjanaan kuasa pada hari yang cerah pasti lebih besar daripada pada cuaca hujan.Akibatnya, penjanaan kuasa fotovoltaik bergantung kepada cuaca dan tidak mempunyai autonomi sama sekali.

Penyimpanan tenaga adalah untuk menyimpan tenaga elektrik yang dijana semasa tempoh puncak dalam beberapa cara.Teknologi penyimpanan tenaga adalah untuk menjadikan penjanaan kuasa fotovoltaik lebih stabil dan mencapai keadaan pencukuran puncak dan pengisian lembah.Pada masa ini terdapat dua kaedah penyimpanan tenaga arus perdana.Satu ialah simpanan tenaga elektrokimia, yang menggunakan bateri untuk menyimpan tenaga elektrik;satu lagi ialah tenaga hidrogen, yang menukar tenaga elektrik kepada tenaga hidrogen, yang mudah untuk pengangkutan dan penyimpanan, dan boleh digunakan apabila diperlukan.

Photovoltaic mempunyai satu lagi kelemahan: kadar penukaran fotoelektrik akan mereput dari semasa ke semasa.Selepas stesen janakuasa hidro dibina, ia mungkin beroperasi selama seratus tahun, tetapi komponen stesen janakuasa fotovoltaik perlahan-lahan berumur dari semasa ke semasa, dan mungkin bersara dalam 15 tahun.

b.Pengangkutan Elektrik

Penjanaan kuasa yang tidak sekata di pelbagai tempat adalah masalah sistemik.

China mempunyai tanah yang luas dan sumber yang banyak, dan kaedah penjanaan kuasa tidak boleh digeneralisasikan.Di tempat seperti Yunnan dan Sichuan, di mana sumber air yang banyak, lebih banyak kuasa hidro boleh digunakan, dan kuasa angin dan kuasa fotovoltaik digunakan lebih banyak di barat laut.Lokasi geografi secara langsung menentukan jumlah penjanaan kuasa.Penjanaan kuasa di kawasan gersang di barat laut mestilah lebih kuat daripada di tempat yang mempunyai banyak hujan di tenggara, barat daya, dll. Apa yang lebih memalukan ialah kawasan yang kaya dengan sumber mempunyai populasi yang lebih sedikit;kawasan berpenduduk padat mempunyai sumber yang tidak mencukupi.Walaupun wilayah timur dan selatan mempunyai populasi yang besar, kedua-dua kuasa haba dan penjanaan tenaga bersih adalah terhad.

Masalah pengagihan sumber yang tidak sekata disebabkan oleh lokasi geografi adalah masalah yang perlu diselesaikan untuk penghantaran kuasa dari barat ke timur.Kuasa angin barat laut, kuasa fotovoltaik, dan kuasa hidro barat daya perlu diangkut ke kawasan maju di selatan Timur Tengah, yang memerlukan pengawalseliaan grid kuasa dan keperluan untuk penghantaran dan transformasi kuasa jarak jauh UHV.

Projek UHV, termasuk peralatan, menara,kabel fotovoltaikdan infrastruktur, dsb., adalah lebih banyak pelaburan modal dalam peralatan dan kabel di pasaran.Peralatan termasuk peralatan DC dan peralatan AC, seperti transformer dan reaktor.

c.Sekatan Wilayah

Mengapa hanya Barat Laut China boleh menggunakan fotovoltaik?Kerana dalam teknologi sebelumnya, pasaran berminat pada penjanaan kuasa fotovoltaik berpusat, sejumlah besar panel fotovoltaik menduduki tanah untuk menjana tenaga elektrik yang banyak.

Pengumpulan panel berpusat, hanya kawasan berpenduduk jarang seperti Barat Laut boleh mempunyai keadaan ini.Walau bagaimanapun, sumber tanah di kawasan tengah dan timur agak berharga, dan tidak ada syarat sedemikian untuk melibatkan diri dalam penjanaan kuasa fotovoltaik berpusat, jadi penjanaan kuasa fotovoltaik teragih kini popular.

Terdapat dua jenis teragih, satu ialah fotovoltaik atas bumbung, dan satu lagi adalah fotovoltaik bersepadu.Fotovoltaik atas bumbung mempunyai had yang kuat dan kecekapan yang rendah, jadi hasil promosi tidak baik.Kini pasaran lebih optimistik tentang integrasi fotovoltaik, iaitu bumbung fotovoltaik + dinding tirai fotovoltaik.Loji kuasa fotovoltaik teragih merujuk kepada loji kuasa fotovoltaik di bawah 6MW, biasanya projek penjanaan kuasa fotovoltaik yang dibina di atas bumbung bangunan dan kawasan terbiar lain.Jarak ke beban adalah pendek, jarak penghantaran adalah pendek, dan ia mudah untuk diserap di tempat kejadian, jadi prospek sangat menjanjikan.