مع تسارع انتقال الطاقة العالمي ، يتم بناء نوع جديد من نظام الطاقة الذي تهيمن عليه طاقة جديدة تدريجياً. في هذا النظام ، تلعب محطات الطاقة الكهروضوئية ، كعنصر مهم في الطاقة المتجددة المتقطعة ، دورًا أساسيًا في تحسين هيكل الطاقة ، وضمان أمان الطاقة ، وتعزيز تطوير الطاقة المستدامة من خلال التنمية المنسقة مع تكنولوجيا تخزين الطاقة والشبكات الذكية.
1 هيكل الطاقة تحسين: تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري
يعتمد نظام الطاقة التقليدي بشكل أساسي على الوقود الأحفوري مثل توليد الطاقة الذي يعمل بالفحم والغاز ، والذي لا يستهلك كمية كبيرة من الموارد غير المتجددة فحسب ، بل يولد أيضًا كمية كبيرة من غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون ، مما يؤدي إلى تفاقم تغير المناخ العالمي. تستخدم محطات الطاقة الكهروضوئية الطاقة الشمسية لتوليد الكهرباء دون انبعاث الملوثات ، مما يجعلها شكلًا نظيفًا ومنخفضًا من الطاقة. يمكن أن يحل التطور على نطاق واسع لمحطات الطاقة الكهروضوئية محل توليد الطاقة الأحفوري بشكل فعال ويقلل من نسبة الطاقة الأحفورية في بنية الطاقة.
زادت القدرة المثبتة لمحطات الطاقة الكهروضوئية في الصين من 0.8GW في عام 2012 إلى أكثر من 400 جيجاوات في عام 2023 ، حيث تمثل أقل من 1 ٪ من إجمالي طاقة توليد الطاقة المثبتة في البلاد وحوالي 20 ٪. مع التطوير المستمر لمحطات الطاقة الكهروضوئية ، من المتوقع أن تصل نسبة توليد الطاقة الكهروضوئية في إجمالي استهلاك الكهرباء في الصين إلى أكثر من 15 ٪ ، مما يقلل بشكل كبير من الاعتماد على الوقود الأحفوري مثل الفحم والغاز الطبيعي ، ويضع أساسًا قويًا لتحقيق هدف "الكربون المزدوج".
كما دفع التطور السريع لمحطات الطاقة الكهروضوئية على مستوى العالم التحول الأخضر لهيكل الطاقة. تجاوزت نسبة توليد الطاقة الكهروضوئية في بلدان مثل ألمانيا واليابان 10 ٪. في بعض المناطق ، خلال فترات من أشعة الشمس الكافية ، يمكن لتوليد الطاقة الكهروضوئية أن يفي بجميع الطلب المحلي على الكهرباء ، مما يدل على الإمكانات الهائلة لمحطات الطاقة الكهروضوئية في تحسين هيكل الطاقة.
2 تخزين الطاقة التعاوني والشبكة الذكية: حل المشكلات المتقطعة
يتأثر توليد الطاقة الكهروضوئية بالعوامل الطبيعية مثل شدة الضوء والطقس ، ولديه انخفاض واضح وتقلب ، مما يطرح تحديات للتشغيل المستقر لنظام الطاقة. لحل هذه المشكلة ، أصبح التطوير المنسق لمحطات الطاقة الكهروضوئية ، وتكنولوجيا تخزين الطاقة ، والشبكات الذكية أمرًا بالغ الأهمية.
يمكن لمجموعة محطات الطاقة الكهروضوئية وأنظمة تخزين الطاقة تخزين الكهرباء الزائدة الناتجة خلال النهار عندما يكون هناك أشعة الشمس الكافية ، وإطلاقها في الليل أو عندما لا يكون هناك أشعة الشمس الكافية ، وتحقيق إنتاج طاقة مستقر. قامت محطة توليد الطاقة الكهروضوئية الكبيرة في تشينغهاي ببناء نظام تخزين الطاقة 1.2GWH. من خلال تنظيم تخزين الطاقة ، تم تخفيض تقلبات الإخراج لمحطة الطاقة الكهروضوئية من ± 30 ٪ إلى ± 5 ٪ ، مما يحسن بشكل كبير من قابلية التحكم في الطاقة الكهروضوئية واستقرارها.
تتيح تقنية الشبكة الذكية التفاعل المرن بين محطات الطاقة الكهروضوئية ومصادر الطاقة الأخرى والمستخدمين. من خلال خوارزميات الجدولة المتقدمة وتكنولوجيا الاتصالات ، يمكن للشبكات الذكية أن تتنبأ بتوليد الطاقة من محطات توليد الطاقة الكهروضوئية ، وترتيب ناتج مصادر الطاقة الأخرى بشكل معقول ، وتحسين توزيع تدفق الطاقة ، وضمان توازن الطلب على نظام الطاقة. في منطقة مظاهرة للشبكة الذكية في Jiangsu ، تم تحقيق التفاعل في الوقت الفعلي بين محطات الطاقة الكهروضوئية ، وطاقة الرياح ، وأنظمة تخزين الطاقة ، والمستخدمين من خلال الشبكة الذكية. زاد معدل استهلاك الطاقة الكهروضوئية إلى أكثر من 95 ٪ ، مما يقلل من حدوث تقليص الطاقة الشمسية.
3 ضمان أمن الطاقة: تعزيز القدرة على الاكتفاء الذاتي للطاقة
يعد أمن الطاقة ضمانًا مهمًا للتنمية الاقتصادية والاجتماعية لبلد ما. الاعتماد المفرط على الوقود الأحفوري المستورد سيزيد من عدم اليقين وخطر إمداد الطاقة. يمكن أن يؤدي تطوير محطات الطاقة الكهروضوئية واستخدام موارد الطاقة الشمسية الوفيرة في البلاد لتوليد الكهرباء إلى تحسين الاكتفاء الذاتي للطاقة وضمان أمن الطاقة.
تتمتع الصين بموارد الطاقة الشمسية وفيرة ، حيث تتمتع معظم المناطق بمدة أشعة الشمس السنوية لأكثر من 2000 ساعة ، مما يوفر الموارد من أجل التطوير على نطاق واسع لمحطات الطاقة الكهروضوئية. من خلال تطوير محطات الطاقة الكهروضوئية ، يمكننا تقليل اعتمادنا على الفحم والغاز الطبيعي المستورد ، وتخفيف تأثير تقلبات أسعار الطاقة الدولية على أمن الطاقة في الصين. في المناطق النائية والجزر التي تكون فيها تغطية شبكة الطاقة صعبة ، يمكن لبناء محطات الطاقة الكهروضوئية خارج الشبكة توفير إمدادات طاقة مستقرة للمنطقة المحلية ، والقضاء على الاعتماد على طرق توليد الطاقة التقليدية مثل مولدات الديزل ، وضمان أمن الطاقة المحلي واستهلاك الكهرباء السكنية.