در موج انتقال انرژی جهانی ، نیروگاه های فتوولتائیک ، به عنوان یک حامل کلیدی برای استفاده در مقیاس بزرگ از انرژی خورشیدی ، با سرعت بی سابقه ای در حال گسترش هستند. براساس داده های آژانس انرژی بین المللی (IEA) ، ظرفیت نصب جهانی فتوولتائیک خورشیدی در سال 2023 به 375 گیگاوات می رسد ، با افزایش سال به سال 31.8 ٪ در کل ظرفیت نصب شده ، نشان دهنده حرکت سریع است. از روند توسعه کشورها و مناطق مختلف ، ظرفیت تازه نصب شده چین در سال 2023 معادل افزایش جهانی جدید سال گذشته است و نشان دهنده موقعیت غالب آن در زمینه جهانی فتوولتائیک است. و سایر کشورها و مناطق حاضر به عقب نشینی نیستند ، به طور فعال چیدمان و تسریع در ساخت نیروگاه های فتوولتائیک و ترویج ساختار انرژی جهانی برای حرکت به سمت پاکیزگی و پایداری.
1 تجزیه و تحلیل وضعیت توسعه فعلی نیروگاه های فتوولتائیک جهانی
(1) چین: رهبری ساخت نیروگاه های جهانی فتوولتائیک
چین در زمینه نیروگاه های فتوولتائیک به نتایج قابل توجهی رسیده است و در رده های برتر جهان قرار دارد. در سال 2023 ، ظرفیت فتوولتائیک تازه نصب شده چین به 200 گرم ولت خواهد رسید ، بسیار فراتر از سایر کشورها. با در نظر گرفتن نیروگاه نیروگاه فتوولتائیک Talatan در استان چینگای به عنوان نمونه ، مساحت 609 کیلومتر مربع را در بر می گیرد و ظرفیت نصب شده 8.5 میلیون کیلووات دارد و آن را به یکی از بزرگترین نیروگاه های فتوولتائیک در جهان تبدیل می کند. نیروگاه نه تنها در تولید برق ، با تولید سالانه تا 14 میلیارد کیلووات ساعت عملکردی برجسته دارد ، بلکه در بهبود محیط زیست محیطی محلی از طریق مدل "فتوولتائیک+ترمیم اکولوژیکی" به نتایج قابل توجهی می رسد. کاشت در مقیاس بزرگ گیاهان مقاوم در برابر خشکسالی مانند Seabuckthorn به طور موثری خطر بیابانی زمین را کاهش می دهد ، پوشش پوشش گیاهی را افزایش می دهد و یک چرخه فضیلت از "تولید برق در داخل ، بازسازی تخته و کاشت بین تخته" را تشکیل می دهد ، و الگویی برای توسعه هماهنگ ساخت نیروگاه های فوتوولتائیک در مقیاس بزرگ و ساخت و سازهای زیست محیطی و محافظت از محیط زیست.
(2) اروپا و آمریکا: به طور پیوسته ترویج چیدمان نیروگاه های فتوولتائیک
در اروپا ، آلمان در صدر توسعه نیروگاه های فتوولتائیک با پشتیبانی از سیاست صوتی و فناوری بالغ قرار دارد. در پایان سال 2023 ، ظرفیت نصب شده فتوولتائیک در آلمان به 80 گرم ولت می رسد ، با فتوولتائیک های توزیع شده بیش از 70 ٪. پروژه های فتوولتائیک جامعه در آلمان کاملاً متمایز است و مشارکت گسترده ای در سرمایه گذاری و ساخت و ساز دارد. این نه تنها آستانه سرمایه گذاری را کاهش می دهد ، بلکه باعث افزایش حس شناسایی ساکنان با انرژی پاک می شود. در ایالات متحده ، کالیفرنیا یک کانون برای توسعه فتوولتائیک است که دارای نیروگاههای متمرکز فتوولتائیک در مقیاس بزرگ در مناطق بیابانی آن است. سیستم تولید انرژی خورشیدی Ivanpah واقع در صحرای Mojave دارای ظرفیت نصب شده 392 مگاوات است و فناوری پیشرفته انرژی خورشیدی متمرکز (CSP) را اتخاذ می کند. این نور خورشید را از طریق تعداد زیادی از هلیوستات ها بر روی یک گیرنده برتر برج متمرکز می کند و باعث ایجاد بخار درجه حرارت بالا می شود تا یک توربین بخار را برای تولید برق هدایت کند. این نماینده کاربردهای نوآورانه فناوری فتوولتائیک در ایالات متحده است.
(3) بازارهای نوظهور: پتانسیل عظیمی برای نیروگاه های فتوولتائیک
در خاورمیانه ، عربستان سعودی به طور فعال "چشم انداز 2030" را پیاده سازی می کند و با جدیت صنعت فتوولتائیک را توسعه می دهد. نیروگاه فتوولتائیک Alshubach در حال ساخت دارای ظرفیت نصب شده 4GW است و پس از اتمام به بزرگترین نیروگاه فتوولتائیک تک جهان تبدیل می شود. انتظار می رود ترکیبی از منابع انرژی فراوان خورشیدی عربستان سعودی و قدرت مالی قوی به یک صادر کننده مهم جهانی انرژی فتوولتائیک در آینده تبدیل شود. Egypt, located in the African region, has proposed in its "2035 Comprehensive Sustainable Energy Strategy" that the installed capacity of photovoltaic power generation will reach 43GW by 2035. Currently, Egypt has built multiple large-scale photovoltaic projects, such as the Benban Solar Park, with an installed capacity of 1.8GW, effectively alleviating the local electricity shortage and injecting new impetus into economic development.
2 چالش با نیروگاه های جهانی فتوولتائیک روبرو است
(1) مشکلات متناوب و مصرف
نیروگاه های فتوولتائیک برای تولید برق ، که دارای متناوب و نوسانات آشکار است ، به نور متکی هستند و چالش هایی را برای عملکرد پایدار سیستم قدرت ایجاد می کنند. در بعضی از مناطق با نسبت بالایی از ظرفیت نصب شده فتوولتائیک ، مانند برخی از استانهای غربی در چین ، هنگامی که نور خورشید کافی وجود دارد ، میزان تولید انرژی فتوولتائیک به طور قابل توجهی افزایش می یابد ، که ممکن است از ظرفیت مصرف شبکه برق محلی فراتر رفته و منجر به پدیده انرژی خورشیدی شود. طبق آمار ، میزان محدودیت در برخی از مناطق چین در سال 2023 هنوز به 5 ٪ -10 ٪ خواهد رسید و در نتیجه زباله های انرژی به وجود می آید. برخی از کشورها در اروپا و آمریکا نیز با مشکلات مشابهی روبرو هستند ، مانند آلمان که نیاز به تعادل عرضه و تقاضای برق با تنظیم خروجی سایر منابع انرژی یا انتقال برق به کشورهای همسایه در دوره هایی با تولید برق فتوولتائیک بالا دارند.
(2) معضل سود هزینه
اگرچه قیمت ماژول های فتوولتائیک در سالهای اخیر به طور قابل توجهی کاهش یافته است ، اما هزینه های ساخت و کار نیروگاه های فتوولتائیک هنوز نسبتاً زیاد است. از نظر ساخت و ساز ، لیزینگ زمین ، بررسی اولیه و طراحی ، هزینه های تهیه تجهیزات و هزینه های نصب ، نسبت نسبتاً زیادی را تشکیل می دهد. در مرحله بهره برداری ، هزینه هایی مانند نگهداری تجهیزات ، مدیریت دستی و به روزرسانی تجهیزات همچنان وجود دارد. برای برخی از نیروگاه های فتوولتائیک در مقیاس کوچک ، به ویژه فتوولتائیک های توزیع شده ، به دلیل محدود کردن برق ، دوره بازپرداخت سرمایه گذاری تحت مکانیسم فعلی قیمت گذاری برق طولانی است و تضمین درآمد آن دشوار است ، که این امر بر شور و شوق سرمایه گذاران تأثیر می گذارد. در بازارهای نوظهور مانند برخی از کشورهای آفریقایی ، به دلیل زیرساخت های ضعیف ، هزینه های پشتیبانی از ساخت نیروگاه های فتوولتائیک بیشتر است و حاشیه سود بیشتر را فشرده می کند.
(3) خط مشی و خطرات بازار
در سیاست های فتوولتائیک در بین کشورهای جهان تفاوت های چشمگیری وجود دارد و ثبات و تداوم سیاست ها بر توسعه طولانی مدت نیروگاه های فتوولتائیک تأثیر می گذارد. یارانه های سیاست برخی از کشورها خیلی سریع عقب نشینی کرده اند ، مانند برخی از کشورهای اروپایی که یارانه های نیروگاه های فتوولتائیک را در سال 2023 قطع می کنند و در نتیجه باعث کاهش سرعت رشد ظرفیت جدید نصب شده می شود. علاوه بر این ، اصطکاک تجارت بین المللی همچنین خطرات بازار را برای ساخت نیروگاه های فتوولتائیک به وجود می آورد. ایالات متحده ، اتحادیه اروپا و سایر کشورها موانع تجاری را علیه محصولات فتوولتائیک چینی تنظیم کرده اند که بر پایداری زنجیره تأمین جهانی ماژول های فتوولتائیک تأثیر گذاشته ، هزینه های ساخت نیروگاه های فتوولتائیک را افزایش داده و باعث افزایش عدم اطمینان پروژه می شود.
3 چشم انداز در مورد روند توسعه نیروگاه های فتوولتائیک جهانی
(1) نوآوری فن آوری باعث بهبود کارآیی می شود
در آینده ، فناوری فتوولتائیک به نوآوری و ارتقاء بهره وری تولید برق ادامه خواهد داد. به عنوان یک فناوری در حال ظهور ، سلولهای خورشیدی Perovskite به بازده تبدیل آزمایشگاهی بیش از 30 ٪ دست یافته اند ، که بسیار بیش از سلولهای سیلیکون کریستالی سنتی است. پیش بینی می شود در 5-10 سال آینده ، سلولهای پروسکیت به کاربردهای تجاری در مقیاس بزرگ دست یابند ، و به طور قابل توجهی هزینه هر کیلووات ساعت نیروگاههای فتوولتائیک را کاهش می دهد. فن آوری عملکرد و نگهداری هوشمند در ادغام سیستم های نیروگاه فتوولتائیک به طور گسترده ای کاربرد دارد. با نصب تعداد زیادی از سنسورها برای نظارت بر وضعیت عملکرد زمان واقعی ماژول های فتوولتائیک ، با استفاده از الگوریتم های هوش مصنوعی برای پیش بینی پیش بینی گسل ها ، می توان هزینه های دقیق را به دست آورد ، می توان هزینه های عملکرد و نگهداری را کاهش داد و قابلیت اطمینان و تولید نیروگاه نیروگاه می تواند بهبود یابد.
(2) توسعه یکپارچه ذخیره انرژی و فتوولتا
برای حل مشکل متناوب فتوولتائیک ، ادغام ذخیره انرژی و فتوولتائیک به یک روند اجتناب ناپذیر تبدیل شده است. نیروگاه های فتوولتائیک بیشتر و بیشتر در حال ساخت امکانات ذخیره انرژی در سطح جهان هستند. در استرالیا ، برخی از نیروگاه های فتوولتائیک مجهز به سیستم های ذخیره انرژی باتری لیتیوم هستند که در صورت تولید انرژی بیش از حد فتوولتائیک برق ، برق را ذخیره می کنند و آن را در زمان اوج مصرف برق یا نور کافی خورشید آزاد می کنند. این نه تنها ثبات منبع تغذیه را بهبود می بخشد ، بلکه در تراشیدن اوج بازار برق نیز شرکت می کند و باعث افزایش درآمد می شود. با کاهش هزینه فناوری ذخیره انرژی ، مدل "فتوولتائیک+ذخیره انرژی" به طور گسترده ای در سراسر جهان ترویج می شود. پیش بینی می شود تا سال 2030 ، بیش از 50 ٪ از نیروگاه های تازه اضافه شده فتوولتائیک در سراسر جهان به سیستم های ذخیره انرژی مجهز شوند.
(3) هم افزایی صنعتی و همکاری جهانی
توسعه هماهنگ بالادست و پایین دست صنعت نیروگاه فتوولتائیک حتی نزدیکتر خواهد شد. تولید کنندگان ماژول فتوولتائیک ، تولید کنندگان اینورتر ، توسعه دهندگان نیروگاه و ارائه دهندگان خدمات و خدمات درمانی ، همکاری ، ادغام منابع ، بهینه سازی زنجیره صنعتی ، کاهش هزینه ها و بهبود رقابت کلی را تقویت می کنند. در زمینه جهانی سازی ، کشورها همکاری در فناوری فتوولتائیک ، بودجه ، استعداد و جنبه های دیگر را تقویت می کنند. با داشتن فناوری پیشرفته و زنجیره صنعتی بالغ ، چین نقش بیشتری در ساخت نیروگاه های جهانی فتوولتائیک بازی خواهد کرد ، همکاری های گسترده ای را با کشورها در امتداد "کمربند و جاده" انجام می دهد ، به طور مشترک پروژه های نیروگاه فتوولتائیک را می سازند و به تحول جهانی انرژی کمک می کنند.