با شتاب انتقال انرژی جهانی ، نوع جدیدی از سیستم قدرت تحت تسلط انرژی جدید به تدریج ساخته می شود. در این سیستم ، نیروگاه های فتوولتائیک ، به عنوان یک مؤلفه مهم انرژی تجدید پذیر متناوب ، نقش اساسی در بهینه سازی ساختار انرژی ، تضمین امنیت انرژی و ترویج توسعه انرژی پایدار از طریق توسعه هماهنگ با فناوری ذخیره سازی انرژی و شبکه های هوشمند دارند.
1 بهینه سازی ساختار انرژی: کاهش وابستگی به سوخت های فسیلی
سیستم قدرت سنتی عمدتاً به سوخت های فسیلی مانند تولید نیروگاه زغال سنگ و بنزین متکی است ، که نه تنها مقدار زیادی از منابع غیر تجدید پذیر را مصرف می کند ، بلکه مقدار زیادی از گازهای گلخانه ای مانند دی اکسید کربن را نیز تولید می کند و تغییرات جهانی آب و هوا را تشدید می کند. نیروگاه های فتوولتائیک از انرژی خورشیدی برای تولید برق بدون انتشار آلاینده ها استفاده می کنند و آنها را به یک نوع انرژی تمیز و کم کربن تبدیل می کند. توسعه در مقیاس بزرگ نیروگاه های فتوولتائیک می تواند به طور مؤثر تولید انرژی فسیلی را جایگزین کرده و نسبت انرژی فسیلی را در ساختار انرژی کاهش دهد.
ظرفیت نصب شده نیروگاه های فتوولتائیک در چین از 0.8GW در سال 2012 به بیش از 400 گرم در سال 2023 افزایش یافته است ، که کمتر از 1 ٪ از کل ظرفیت تولید برق نصب شده کشور و حدود 20 ٪ را تشکیل می دهد. با توسعه مداوم نیروگاه های فتوولتائیک ، انتظار می رود که تا سال 2030 ، نسبت تولید برق فتوولتائیک در کل مصرف برق چین به بیش از 15 ٪ برسد ، به طور قابل توجهی وابستگی به سوخت های فسیلی مانند زغال سنگ و گاز طبیعی را کاهش می دهد و پایه ای محکم برای دستیابی به هدف "کربن دوگانه" می گذارد.
توسعه سریع نیروگاه های فتوولتائیک در سطح جهان نیز تحول سبز ساختار انرژی را هدایت کرده است. نسبت تولید انرژی فتوولتائیک در کشورهایی مانند آلمان و ژاپن از 10 ٪ فراتر رفته است. در بعضی از مناطق ، در دوره های نور خورشید کافی ، تولید انرژی فتوولتائیک حتی می تواند تمام تقاضای برق محلی را برآورده کند و پتانسیل عظیم نیروگاه های فتوولتائیک را در بهینه سازی ساختار انرژی نشان می دهد.
2 ذخیره انرژی مشترک و شبکه هوشمند: حل مشکلات متناوب
تولید انرژی فتوولتائیک تحت تأثیر عوامل طبیعی مانند شدت نور و آب و هوا قرار دارد و دارای متناوب و نوسانات آشکار است که این امر چالش هایی را برای عملکرد پایدار سیستم قدرت ایجاد می کند. برای حل این مشکل ، توسعه هماهنگ نیروگاه های فتوولتائیک ، فناوری ذخیره انرژی و شبکه های هوشمند بسیار مهم است.
ترکیبی از نیروگاه های فتوولتائیک و سیستم های ذخیره انرژی می تواند برق اضافی تولید شده در روز را که نور خورشید کافی وجود دارد ، ذخیره کند و آن را در شب یا هنگامی که نور خورشید کافی وجود ندارد ، رها کنید و به تولید انرژی پایدار برسید. یک نیروگاه بزرگ فتوولتائیک در Qinghai یک سیستم ذخیره انرژی 1.2GWH ایجاد کرده است. از طریق تنظیم ذخیره انرژی ، نوسانات خروجی نیروگاه فتوولتائیک از 30 ± به 5 ٪ کاهش یافته است ، و کنترل و ثبات قدرت فتوولتائیک را تا حد زیادی بهبود می بخشد.
فناوری شبکه هوشمند تعامل انعطاف پذیر بین نیروگاه های فتوولتائیک و سایر منابع انرژی و کاربران را امکان پذیر می کند. از طریق الگوریتم های برنامه ریزی پیشرفته و فناوری ارتباطی ، شبکه های هوشمند می توانند تولید نیروگاه نیروگاه های فتوولتائیک را پیش بینی کنند ، خروجی سایر منابع قدرت را به طور منطقی ترتیب دهند ، توزیع جریان برق را بهینه کنند و از تعادل تقاضا در سیستم برق اطمینان حاصل کنند. در یک منطقه تظاهرات شبکه هوشمند در جیانگسو ، تعامل در زمان واقعی بین نیروگاه های فتوولتائیک ، انرژی باد ، سیستم های ذخیره انرژی و کاربران از طریق شبکه هوشمند حاصل شده است. میزان مصرف انرژی فتوولتائیک به بیش از 95 ٪ افزایش یافته است و باعث کاهش وقوع انرژی خورشیدی می شود.
3 تضمین امنیت انرژی: افزایش توانایی خودکفایی انرژی
امنیت انرژی یک ضمانت مهم برای توسعه اقتصادی و اجتماعی یک کشور است. اعتماد بیش از حد به سوخت های فسیلی وارداتی باعث افزایش عدم اطمینان و خطر تأمین انرژی می شود. توسعه نیروگاه های فتوولتائیک و استفاده از منابع انرژی خورشیدی فراوان در کشور برای تولید برق می تواند خودکفایی انرژی را بهبود بخشد و امنیت انرژی را تضمین کند.
چین دارای منابع انرژی خورشیدی فراوان است که بیشتر مناطق سالانه آفتاب بیش از 2000 ساعت دارند و این منابع را برای توسعه در مقیاس بزرگ نیروگاه های فتوولتائیک فراهم می کند. با توسعه نیروگاه های فتوولتائیک ، می توانیم وابستگی خود را به زغال سنگ وارداتی و گاز طبیعی کاهش دهیم و تأثیر نوسانات قیمت بین المللی انرژی بر امنیت انرژی چین را کاهش دهیم. در مناطق دور افتاده و جزایر که پوشش شبکه برق دشوار است ، ایجاد نیروگاه های برق فتوولتائیک شبکه می تواند منبع تغذیه پایدار را برای منطقه محلی فراهم کند ، وابستگی به روش های تولید انرژی سنتی مانند ژنراتورهای دیزل را از بین ببرد و از امنیت انرژی محلی و مصرف برق مسکونی اطمینان حاصل کند.