V valu globalnega prehoda energije se fotovoltaične elektrarne kot ključni nosilec za obsežno porabo sončne energije širi z brez primere. Glede na podatke Mednarodne agencije za energijo (IEA) bo globalna instamirana zmogljivost sončnih fotovoltaikov leta 2023 dosegla 375 gigavatov, medletno pa je za 31,8% skupne vgrajene zmogljivosti za 31,8%, kar kaže na hiter zagon. Iz razvojnih trendov različnih držav in regij je na novo nameščena zmogljivost Kitajske leta 2023 enakovredna novemu povečanju prejšnjega leta, kar kaže na njegov prevladujoč položaj na globalnem fotovoltaičnem področju; In druge države in regije niso pripravljene zaostajati, aktivno postavljati in pospešiti gradnjo fotonapetostnih elektrarn ter spodbujati globalno energijsko strukturo, da bi se premaknili k čistosti in trajnosti.
1 Analiza trenutnega razvoja stanja globalnih fotovoltaičnih elektrarn
(1) Kitajska: vodenje gradnje globalnih fotovoltaičnih elektrarn
Kitajska je dosegla izjemne rezultate na področju fotovoltaičnih elektrarn, ki se je uvrstila med vrh na svetu. Leta 2023 bo na novo nameščena fotonapetostna zmogljivost na Kitajskem dosegla 200 GW, kar presega druge države. Kot primer jemljejo fotonapetostno elektrarno Talatan v provinci Qinghai, pokriva površino 609 kvadratnih kilometrov in ima vgrajeno kapaciteto 8,5 milijona kilovatov, zaradi česar je ena največjih fotonapetostnih elektrarn na svetu. Elektrarna ne deluje samo izjemno v proizvodnji električne energije, z letno proizvodnjo do 14 milijard kilovatnih ur, ampak doseže tudi pomembne rezultate pri izboljšanju lokalnega ekološkega okolja z modelom "fotovoltaična+ekološka obnova". Obsežna sajenje rastlin, odpornih na sušo, kot je Seabuckthorn, učinkovito zmanjšuje tveganje za dezertifikacijo zemljišč, povečuje vegetacijsko pokritost in tvori krepostni cikel "proizvodnje električne energije na krovu, obnovitve na plošči in zasaditve med desko", ki zagotavlja model za usklajene razvojne konstrukcije fotovoltajske elektrarne.
(2) Evropa in Amerika: vztrajno spodbujajo postavitev fotovoltaičnih elektrarn
V Evropi je Nemčija v ospredju razvoja fotonapetostnih elektrarn z dobro podporo politike in zrelo tehnologijo. Do konca leta 2023 bo nameščena zmogljivost fotovoltaik v Nemčiji dosegla 80 GW, porazdeljena fotovoltaka pa bo predstavljala več kot 70%. Fotovoltaični projekti v Nemčiji so precej značilni, s široko udeležbo javnosti v naložbah in gradnji. To ne samo znižuje prag naložbe, ampak tudi poveča občutek identifikacije prebivalcev s čisto energijo. V Združenih državah Amerike je Kalifornija žarišče za fotovoltaični razvoj s številnimi obsežnimi centraliziranimi fotovoltaičnimi elektrarnami, zgrajenimi na svojih puščavskih območjih. Sistem za proizvodnjo sončne energije Ivanpah, ki se nahaja v puščavi Mojave, ima instalirano zmogljivost 392 megavatov in sprejme napredno koncentrirano tehnologijo sončne energije (CSP). Sončno svetlobo se osredotoča na zgornji sprejemnik stolpa skozi veliko število heliostatov, ki ustvari visokotemperaturno paro za pogon parne turbine za proizvodnjo električne energije. Je predstavnik inovativnih aplikacij fotonapetostne tehnologije v ZDA.
(3) Nastajajoči trgi: ogromen potencial za fotovoltaične elektrarne
Na Bližnjem vzhodu Savdska Arabija aktivno izvaja "vizijo 2030" in močno razvija fotovoltaično industrijo. Fotovoltaična elektrarna Alshubach v gradnji ima načrtovano instalirano zmogljivost 4GW in bo postala največja enotna fotovoltaična elektrarna na svetu po zaključku. Pričakuje se, da bo kombinacija obilnih virov sončne energije Savdske Arabije in močne finančne moči v prihodnosti postala pomemben svetovni izvoznik fotovoltaične energije. Egipt, ki se nahaja v afriški regiji, je v svoji "celoviti trajnostni energetski strategiji" 2035 "predlagal, da bo nameščena zmogljivost fotovoltaične proizvodnje električne energije dosegla 43 GW do leta 2035. Trenutno je Egipt zgradil več obsežnih fotovoltaičnih projektov, kot je Benban Solar Park, z nameščeno zmogljivostjo 1,8 GW.
2 izzivi, s katerimi se soočajo globalne fotonapetostne elektrarne
(1) Težave z vmesnimi in porabi
Fotovoltaične elektrarne se za pridobivanje električne energije zanašajo na svetlobo, ki ima očitno prekinitev in nestanovitnost, kar predstavlja izzive za stabilno delovanje elektroenergetskega sistema. V nekaterih regijah z velikim deležem fotovoltaične instalirane zmogljivosti, kot so nekatere zahodne province na Kitajskem, ko je dovolj sončne svetlobe, se količina fotovoltaične proizvodnje električne energije znatno poveča, kar lahko presega zmogljivost porabe lokalnega električnega omrežja in privede do pojava zapuščanja sončne energije. Po statističnih podatkih bo stopnja zmanjšanja v nekaterih Kitajskih regijah še vedno dosegla 5% -10% leta 2023, kar bo povzročilo energetske odpadke. Nekatere države v Evropi in Ameriki se soočajo tudi s podobnimi težavami, na primer Nemčija, ki potrebuje uravnoteženje oskrbe z električno energijo in povpraševanje s prilagoditvijo proizvodnje drugih virov energije ali prenašanjem električne energije v sosednje države v obdobjih visoke fotovoltaične proizvodnje električne energije.
(2) Dilema stroškov
Čeprav so se cene fotonapetostnih modulov v zadnjih letih znatno znižale, so stroški gradnje in delovanja fotonapetostnih elektrarn še vedno relativno visoki. Glede na gradnjo, zakup zemljišč, predhodna raziskava in oblikovanje, stroški nabave opreme in namestitve predstavljajo razmeroma velik delež; V fazi delovanja še naprej obstajajo stroški, kot so vzdrževanje opreme, ročno upravljanje in posodobitve opreme. Za nekatere majhne fotonapetostne elektrarne, zlasti porazdeljene fotovoltaike, zaradi omejene proizvodnje električne energije, je obdobje povračila naložb dolgo v trenutnem mehanizmu cen električne energije, dohodek pa je težko zagotoviti, kar vpliva na navdušenje vlagateljev. Na nastajajočih trgih, kot so nekatere afriške države, so zaradi šibke infrastrukture podporni stroški gradnje fotonapetostnih elektrarn višji, kar še dodatno stisne dobiček.
(3) tveganja za politiko in trga
Obstajajo pomembne razlike v fotovoltaičnih politikah med državami po vsem svetu, stabilnost in kontinuiteta politik pa vplivata na dolgoročni razvoj fotovoltaičnih elektrarn. Subvencije politik nekaterih držav so se prehitro umaknile, na primer nekatere evropske države, ki so leta 2023 zmanjševale subvencije za fotonapetostne elektrarne, kar je povzročilo upočasnitev stopnje rasti novih instaliranih zmogljivosti. Poleg tega mednarodna trgovinska trenja prinašajo tudi tržna tveganja za gradnjo fotonapetostnih elektrarn. ZDA, Evropska unija in druge države so postavile trgovinske ovire proti kitajskim fotovoltaičnim izdelkom, ki so vplivale na stabilnost globalne dobavne verige fotonapetostnih modulov, povečale stroške gradnje fotonapetostnih elektrarn in povečale negotovost projekta.
3 napovedi o razvojnih trendih globalnih fotovoltaičnih elektrarn
(1) Tehnološka inovacija spodbuja izboljšanje učinkovitosti
V prihodnosti bo fotovoltaična tehnologija še naprej inovirala in spodbujala izboljšanje učinkovitosti proizvodnje električne energije. Kot nastajajoča tehnologija so sončne celice Perovskite dosegle laboratorijsko učinkovitost pretvorbe nad 30%, kar je presegalo tradicionalne kristalne silicijeve celice. Pričakuje se, da bodo v naslednjih 5-10 letih perovskitne celice dosegle obsežne komercialne aplikacije, kar bo znatno zmanjšalo stroške na kilovatno uro fotonapetosnih elektrarn. Inteligentna tehnologija obratovanja in vzdrževanja se bo široko uporabljala pri integraciji fotovoltaičnih sistemov elektrarn. Z namestitvijo velikega števila senzorjev za spremljanje stanja delovanja fotovoltaičnih modulov v realnem času z uporabo algoritmov umetne inteligence za napovedovanje napak vnaprej je mogoče doseči natančno vzdrževanje, lahko zmanjšate stroške obratovanja in vzdrževanje, zanesljivost in proizvodnja električne energije pa je mogoče izboljšati.
(2) integriran razvoj shranjevanja energije in fotovoltaike
Za reševanje vmesnega problema fotovoltaik je integracija shranjevanja energije in fotovoltaik postala neizogiben trend. Vse več fotovoltaičnih elektrarn je po vsem svetu gradil naprave za shranjevanje energije. V Avstraliji so nekatere fotovoltaične elektrarne opremljene z litijevimi sistemi za shranjevanje energije akumulatorja, ki shranijo elektriko, ko je presežna fotovoltaična proizvodnja energije in jo sproščajo med največjo porabo električne energije ali nezadostno sončno svetlobo. To ne samo izboljšuje stabilnost oskrbe z električno energijo, ampak tudi sodeluje pri vrhuncu briv na trgu električne energije, kar povečuje prihodke. Ko se stroški tehnologije za shranjevanje energije zmanjšujejo, bo model "fotovoltaični+shranjevanje energije" široko promoviran po vsem svetu. Pričakuje se, da bo do leta 2030 več kot 50% novo dodanih fotovoltaičnih elektrarn po vsem svetu opremljenih s sistemi za shranjevanje energije.
(3) Industrijsko sinergijo in globalno sodelovanje
Zgornji in navzdol koordinirani razvoj industrije fotovoltaičnih elektrarn se bo še bolj približal. Proizvajalci fotovoltaičnih modulov, proizvajalci inverterjev, razvijalci elektrarn ter ponudniki obratovanja in vzdrževanja bodo okrepili sodelovanje, vključili vire, optimizirali industrijsko verigo, zmanjšali stroške in izboljšali splošno konkurenčnost. V okviru globalizacije bodo države okrepile sodelovanje v fotovoltaični tehnologiji, financiranju, talentu in drugih vidikih. Z napredno tehnologijo in zrelo industrijsko verigo bo Kitajska igrala večjo vlogo pri gradnji globalnih fotovoltaičnih elektrarn, izvedla obsežno sodelovanje z državami vzdolž "pasu in ceste", skupaj zgradila projekte fotovoltaične elektrarne in pomagala globalni energijski preobrazbi.