S pospeševanjem globalnega prehoda energije se postopoma gradi nova vrsta elektroenergetskega sistema, v katerem prevladuje nova energija. V tem sistemu imajo fotovoltaične elektrarne kot pomemben sestavni del prekinitvene obnovljive energije osnovno vlogo pri optimizaciji energijske strukture, zagotavljanju varnosti energije in spodbujanju trajnostnega razvoja energije s koordiniranim razvojem s tehnologijo za shranjevanje energije in pametnimi omrežji.
1 Optimizacija energijske strukture: zmanjšanje odvisnosti od fosilnih goriv
Tradicionalni elektroenergetski sistem se v glavnem opira na fosilna goriva, kot je proizvodnja električne energije na premog in plin, ki ne porabi le velike količine neobnovljivih virov, ampak tudi ustvari veliko količino toplogrednih plinov, kot je ogljikov dioksid, kar še poslabša globalne podnebne spremembe. Fotovoltaične elektrarne uporabljajo sončno energijo za proizvodnjo električne energije, ne da bi oddajale onesnaževala, zaradi česar so čista in nizkoogljična oblika energije. Obsežen razvoj fotonapetostnih elektrarn lahko učinkovito nadomesti ustvarjanje fosilne energije in zmanjša delež fosilne energije v energetski strukturi.
Nameščena zmogljivost fotonapetostnih elektrarn na Kitajskem se je leta 2012 povečala z 0,8 GW na več kot 400 GW leta 2023, kar predstavlja manj kot 1% celotne nameščene zmogljivosti za proizvodnjo električne energije v državi in približno 20%. Z nenehnim razvojem fotovoltaičnih elektrarn se pričakuje, da bo do leta 2030 delež fotovoltaične proizvodnje električne energije v celotni porabi električne energije na Kitajskem dosegel več kot 15%, kar bo znatno zmanjšalo odvisnost od fosilnih goriv, kot sta premog in zemeljski plin, kar bo postavilo trden temelj za dosego "cilja" dvojnega ogljika ".
Hiter razvoj fotonapetostnih elektrarn po vsem svetu je poganjal tudi zeleno transformacijo energijske strukture. Delež fotovoltaične proizvodnje električne energije v državah, kot sta Nemčija in Japonska, je presegel 10%. Na nekaterih območjih lahko v obdobjih zadostne sončne svetlobe fotovoltaična proizvodnja električne energije celo zadovolji vse lokalno povpraševanje po električni energiji, kar kaže na ogromen potencial fotonapetostnih elektrarn pri optimizaciji energijske strukture.
2 Kolaborativna shranjevanje energije in pametno omrežje: reševanje občasnih težav
Na ustvarjanje fotovoltaične energije vplivajo naravni dejavniki, kot sta intenzivnost svetlobe in vreme, in ima očitno prekinitev in nestanovitnost, kar predstavlja izzive za stabilno delovanje elektroenergetskega sistema. Za rešitev tega problema je postal ključen usklajen razvoj fotonapetostnih elektrarn, tehnologije za shranjevanje energije in pametnih omrežij.
Kombinacija fotovoltaičnih elektrarn in sistemov za shranjevanje energije lahko shrani odvečno elektriko, ustvarjeno podnevi, ko je dovolj sončne svetlobe, in jo sprosti ponoči ali ko ni dovolj sončne svetlobe, doseže stabilno moč. Velika fotovoltaična elektrarna v Qinghaiju je zgradila sistem za shranjevanje energije 1,2GWH. Z regulacijo shranjevanja energije se je izhodno nihanje fotovoltaične elektrarne zmanjšalo s ± 30% na ± 5%, kar je močno izboljšalo nadzorovalnost in stabilnost fotovoltaične moči.
Smart Grid Technology omogoča fleksibilno interakcijo med fotovoltaičnimi elektrarnami in drugimi viri in uporabniki. Z naprednimi algoritmi za načrtovanje in komunikacijsko tehnologijo lahko pametna omrežja napovedujejo proizvodnjo energije fotonapetostnih elektrarn, razumno razporedijo izhod drugih virov energije, optimizirajo porazdelitev pretoka električne energije in zagotovijo ravnovesje napajalnega sistema. V predstavitvenem območju pametne mreže v Jiangsuju je bila prek pametnega omrežja dosežena interakcija med fotonapetostnimi elektrarnami, vetrno energijo, sistemi za shranjevanje energije in uporabniki. Stopnja porabe fotovoltaične moči se je povečala na več kot 95%, kar je zmanjšalo pojav zmanjšanja sončne energije.
3 Zagotavljanje energetske varnosti: izboljšanje zmogljivosti za samooskrbo z energijo
Energetska varnost je pomembno jamstvo za gospodarski in socialni razvoj države. Prekomerno zanašanje na uvožena fosilna goriva bo povečalo negotovost in tveganje oskrbe z energijo. Razvoj fotovoltaičnih elektrarn in uporaba obilnih virov sončne energije v državi za proizvodnjo električne energije lahko izboljša samooskrbo z energijo in zagotovi energijsko varnost.
Kitajska ima obilne sončne energije, saj ima večina regij letno trajanje sonca v več kot 2000 urah, kar zagotavlja vire za obsežen razvoj fotonapetostnih elektrarn. Z razvojem fotovoltaičnih elektrarn lahko zmanjšamo odvisnost od uvoženega premoga in zemeljskega plina ter ublažimo vpliv mednarodnih nihanj cen energije na kitajsko energetsko varnost. Na oddaljenih območjih in otokih, kjer je pokritost električnega omrežja težko, lahko izgradnja fotonapetosnih elektrarn za lokalno območje zagotovi stabilno napajanje, odpravi odvisnost od tradicionalnih metod proizvodnje električne energije, kot so dizelski generatorji, in zagotovi lokalno varnost energije in porabo stanovanjske električne energije.