Fotovoltaikler Piyasada Neden Tercih Ediliyor?Dağıtılmış Fotovoltaik Enerji Üretiminin Fırsatları Olabilir mi?

Musk bir keresinde şöyle demişti: Amerika Birleşik Devletleri haritasında bana tırnağınızla bir yer verin, ben de tüm Amerika Birleşik Devletleri'ni besleyebilecek enerjiyi yaratabilirim.Söylediği yöntem fotovoltaik enerji üretimi +enerji depolama.

Çin'in İç Moğolistan/Qinghai gibi büyük bir eyaleti ve geniş alana sahip diğer eyaletleri, tüm güneş ışığı ve toprak kaynaklarını elektrik üretimi için kullanırsa, gerçekten de ülkenin elektrik gücünü ideal koşullar altında sağlayabilir.

Çin'in mevcut kümülatif kurulu fotovoltaik kapasitesi 254,4 GW'tır, ancak karbon nötrlüğü öncülüğünde temiz, kirlilikten arındırılmış/tükenmez güneş enerjisi şu anda en umut verici yöndür.

Bu yıl mart ayında yayınlanan bir raporda, Çin'in fotovoltaik kurulu enerji üretim kapasitesinin 2030 yılına kadar 1.025GW'a, 2060 yılında ise kurulu fotovoltaik enerji üretim kapasitesinin 3800GW'a ulaşacağı belirtilmişti.Mevcut temiz enerji, ölçek olarak büyük olmayan hidroelektrik/nükleer enerji/rüzgar enerjisi/fotovoltaik enerji üretimini içermektedir.Daha net bir rakam ise geçen yıl hidroelektrik kurulu gücünün 370 milyon kilovat, nükleer enerjinin 50 milyon kilovat, rüzgar enerjisinin 280 milyon kilovat, fotovoltaik kurulu gücünün ise 250 milyon kilovat olduğudur.

O kadar çok temiz enerji kaynağı var ki, fotovoltaik enerjinin kurulu kapasitesi rüzgar enerjisinden bile daha düşük.Piyasa neden fotovoltaik enerji konusunda bu kadar iyimser?

1. Düşük Maliyet

Son on yılda, fotovoltaik enerji üretiminin kilovat saat başına maliyeti %89 oranında düştü ve kilovat saat başına elektriğin ortalama maliyeti, tüm enerji üretimi türleri arasında en düşük maliyetli güç kaynaklarından biri oldu.2019'da yerdeki elektrik santrallerinin ortalama inşaat maliyeti watt başına 4,55 yuan iken, elektrik fiyatı kilovatsaat başına 0,44 yuan oldu;2020'de elektrik fiyatı watt başına 3,8 yuan, elektrik fiyatı kilovatsaat başına 0,36 yuan'dır.İnşaat maliyeti gelecekte yılda %5-10 oranında düşmeye devam edecek ve veriler, bunun 2025 yılına kadar 2,62 yuan/W'a düşeceğini öngörüyor.

Çin'in fotovoltaik tesisi, eşit İnternet erişimini hayata geçirdi.Şu anda yalnızca birkaç birinci ve ikinci kademe şehir ve daha az güneş ışığı kaynağına sahip diğer bölgeler hala fotovoltaik sübvansiyonlarına sahiptir.Çoğu bölge halihazırda kendi kendine yeterliliğe ulaşmış, fotovoltaik maliyeti düşürmüş, enerji üretim verimliliğini arttırmış, monokristalin silikon / polikristalin silikonun enerji üretim verimliliğini arttırmıştır ve maliyet gelecekte daha da düşecektir.

Şu anda karşı karşıya olduğumuz şey, hammadde kıtlığı sorunu ve silikon malzemelerin üretim kapasitesinin tüketimi karşılayamaması, bunun da aşırı yüksek maliyetlere yol açması.Fotovoltaik modüller ve braketler birkaç yıl öncesine göre çok daha ucuz.

2. Kısa İnşaat Süresi

Hidroelektrik santralinin inşası oldukça zordur.Three Gorges Barajı'nın inşaatının tamamlanması 15 yıl sürdü ve 1,13 milyon yerli insan yerinden edildi.Mevcut durumda Three Gorges'ı yeniden inşa etmek zor, döngü çok uzun ve maliyet çok yüksek.Genel olarak büyük ve orta ölçekli hidroelektrik santrallerin yapım süresi 5-10 yıl, küçük hidroelektrik santrallerin ise yapım süresi 2-3 yıl sürmektedir.Tek avantajı hidroelektrik santralinin en az yüz yıl kadar uzun bir işletme döngüsüne sahip olmasıdır.

Nükleer santraller nükleer güvenlik konularını içeren daha da büyük projelerdir.Düzenleyici onay, inşaat mühendisliği, kurulum ve devreye alma sürecinin tamamı 5-8 yıl sürecek.

Rüzgar enerjisinin kurulum süresi nispeten uzun değildir, yaklaşık bir yıl yeterlidir.

Göreceli olarak konuşursak, fotovoltaik enerji üretimi en çok zaman kazandıran enerji santralidir.Merkezi fotovoltaik enerji üretimi de biraz zaman kaybettirebilir, ancak artık popüler olan dağıtılmış fotovoltaik, yani elektrik şebekeleri ve hatta mikro şebeke konseptine sahip fotovoltaik enerji santralleri, 3 ay içinde Elektrik santralinin inşaatı tamamlanabilir ve kısa sürede sermaye yatırımı inşaatına çok uygundur.

Avantajlarından bahsettikten sonra dezavantajlarına bakalım.Piyasa neden hala fotovoltaik konusunda şüphelerle dolu?

Fotovoltaik enerji üretimi şu anda üç büyük sorunla karşı karşıyadır.Birincisi dengesiz enerji üretimi ve büyük miktarda atık ışık ve elektrik var;ikincisi, elektrik santralleri daha uzak yerlerde yoğunlaşmıştır ve taşınması zordur;üçüncüsü, merkezi fotovoltaikler büyük miktarda Kara alanını kaplar.

Bu üç konuyu tek tek analiz edeceğiz.

A.Işığı ve Elektriği Terk Etmek

Işığın terk edilmesinin nedeni ise çok fazla elektrik üretiminin olmasıdır.

Her ne kadar tüm yerel yönetimler elektriği kesse de elektriğin tamamı yetersiz değil.Örneğin, Qinghai ve İç Moğolistan gibi manzara kaynakları bol olan iller aslında yeterli enerji üretimine sahiptir.Ancak yine de sadece rüzgar enerjisi veya fotovoltaikler değil, hepsi büyük bir sorunla karşı karşıya: dengesiz enerji üretimi.

Üretilen elektrik miktarını hava durumu belirler.Fotovoltaik enerji üretiminin kaynağı güneştir, gündüz elektrik üretimi kesinlikle akşamdan daha fazladır ve güneşli bir günde elektrik üretimi yağmurlu havadakinden kesinlikle daha fazladır.Sonuç olarak, fotovoltaik enerji üretimi hava koşullarına bağlıdır ve hiçbir özerkliğe sahip değildir.

Enerji depolama, yoğun dönemlerde üretilen elektriğin bir şekilde depolanmasıdır.Enerji depolama teknolojisi, fotovoltaik enerji üretimini daha istikrarlı hale getirmek ve zirve tıraşlama ve vadi doldurma durumuna ulaşmaktır.Şu anda iki ana enerji depolama yöntemi vardır.Bunlardan biri, elektrik enerjisini depolamak için pilleri kullanan elektrokimyasal enerji depolamadır;diğeri ise elektrik enerjisini hidrojen enerjisine dönüştüren, taşınması ve depolanması kolay, ihtiyaç duyulduğunda kullanılabilen hidrojen enerjisidir.

Fotovoltaik'in başka bir dezavantajı daha vardır: fotoelektrik dönüşüm oranı zamanla azalacaktır.Hidroelektrik santral inşa edildikten sonra yüz yıl boyunca çalışabilir ancak fotovoltaik enerji santralinin bileşenleri zamanla yavaş yavaş eskir ve 15 yıl içinde kullanımdan kaldırılabilir.

B.Elektrik Taşımacılığı

Çeşitli yerlerde eşit olmayan enerji üretimi sistemik bir sorundur.

Çin'in geniş toprakları ve bol kaynakları var ve enerji üretim yöntemleri genelleştirilemez.Yunnan ve Sichuan gibi su kaynaklarının bol olduğu yerlerde hidroelektrik enerjiden daha fazla yararlanılabilirken, kuzeybatıda rüzgar enerjisi ve fotovoltaik enerjiden daha fazla yararlanılıyor.Coğrafi konum, elektrik üretim miktarını doğrudan belirler.Kuzeybatıdaki kurak bölgelerdeki elektrik üretimi, güneydoğu, güneybatı vb. yerlerde çok yağmur alan yerlere göre çok daha güçlü olmalıdır. Daha da utanç verici olan şey, kaynak açısından zengin alanların daha az nüfusa sahip olmasıdır;Nüfusun yoğun olduğu bölgelerde kaynaklar yetersizdir.Doğu ve güney bölgeleri büyük bir nüfusa sahip olmasına rağmen hem termik enerji hem de temiz enerji üretimi sınırlıdır.

Coğrafi konumun neden olduğu kaynakların dengesiz dağılımı sorunu, batıdan doğuya enerji aktarımında çözülmesi gereken bir sorundur.Kuzeybatı rüzgar enerjisi, fotovoltaik enerji ve güneybatı hidroelektrik enerjisinin Orta Doğu'nun güneyindeki gelişmiş bölgelere taşınması gerekiyor, bu da elektrik şebekesinin düzenlenmesini ve uzun mesafeli UHV enerji iletimi ve dönüşümü ihtiyacını gerektiriyor.

Ekipman, kuleler dahil olmak üzere UHV projeleri,fotovoltaik kablolarve altyapı vb. piyasadaki ekipman ve kablolara daha fazla sermaye yatırımıdır.Ekipman, transformatörler ve reaktörler gibi DC ekipmanlarını ve AC ekipmanlarını içerir.

C.Bölgesel Kısıtlamalar

Neden sadece Kuzeybatı Çin fotovoltaik kullanabiliyor?Önceki teknolojide piyasa merkezi fotovoltaik enerji üretimine meraklı olduğundan, çok sayıda fotovoltaik panel önemli miktarda elektrik üretmek için zemini kaplıyor.

Merkezi panel birikimi, yalnızca Kuzeybatı gibi seyrek nüfuslu bölgelerde bu duruma sahip olabilir.Ancak orta ve doğu bölgelerdeki arazi kaynaklarının nispeten kıymetli olması ve merkezi fotovoltaik enerji üretimi yapabilmenin herhangi bir koşulunun bulunmaması nedeniyle dağıtık fotovoltaik enerji üretimi artık popüler hale gelmiştir.

İki tür dağıtılmış fotovoltaik vardır; biri çatı üstü fotovoltaik, diğeri ise entegre fotovoltaiktir.Çatı üstü fotovoltaiklerin güçlü sınırlamaları ve düşük verimliliği vardır, bu nedenle tanıtım sonuçları iyi değildir.Artık piyasa, fotovoltaik entegrasyon, yani fotovoltaik çatı + fotovoltaik perde duvar konusunda daha iyimser.Dağıtılmış fotovoltaik enerji santralleri, 6MW'ın altındaki fotovoltaik enerji santrallerini ifade eder; genellikle bina çatıları ve diğer boş araziler üzerine inşa edilen fotovoltaik enerji üretim projeleridir.Yüke olan mesafe kısadır, iletim mesafesi kısadır ve yerinde absorbe edilmesi kolaydır, bu nedenle beklentiler oldukça umut vericidir.