La energía fotovoltaica está en llamas otra vez! Los paneles solares están instalados en el 1% de los desiertos de China, ¿o es una solución para la escasez de energía y la producción limitada?
Paneles solares fotovoltaicos
La red de entusiastas de la electrónica informó (artículo / Huang Shanming) Recientemente, la repentina escasez de electricidad en China continental para limitar la producción ha causado un cierto impacto en muchos fabricantes con alto consumo de energía. El período durante el cual se produjo esta ronda de reducción de energía no es la temporada alta de consumo de energía, sino la temporada baja. Los hechos también han demostrado que la falta de energía y producción se debe principalmente a la producción insuficiente de carbón y al aumento de la producción de alta energía. consumo. Hoy en día, la energía térmica a base de carbón representa alrededor del 70% de la generación total de energía, para cambiar esta situación es necesario el desarrollo de otras fuentes de energía, y la fotovoltaica es una de las buenas opciones.

Además de la energía térmica, la estructura actual de generación de energía doméstica incluye energía hidroeléctrica, energía nuclear, energía eólica y energía solar. Desde la perspectiva de la generación total de energía en el país, la energía térmica representará el 68,5% en 2020, la energía hidroeléctrica el 17,4% y la energía nuclear el 4,7%, la eólica el 6% y la solar el 3,4%.

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Estructura Nacional de Generación de Energía 2011-2020

En términos de proporción, la energía térmica doméstica todavía está dominada, pero se puede encontrar que aunque la energía solar tiene la proporción más baja, en términos de tasa de crecimiento, de 600 millones de kwh en 2011 a 261,1 mil millones de kwh en 2020, un aumento de 434 en diez años Times.

Además, la energía hidroeléctrica se ve afectada por el medio ambiente (se requieren ríos más grandes), y la inversión es enorme (la construcción de centrales hidroeléctricas también requiere la construcción de presas), y la producción de energía también depende del flujo de agua. de proyectos de conservación del agua durante décadas A continuación, cada vez hay menos áreas para elegir.

La energía nuclear también requiere una selección estricta del sitio, especialmente las tres primeras generaciones de centrales nucleares, que requieren una gran cantidad de agua corriente y, al mismo tiempo, deben elegir áreas planas y no se pueden construir en montañas y bosques. Sin embargo, como las centrales nucleares de cuarta generación han comenzado a operar en Gansu y otros lugares, eliminando la restricción de requerir grandes cantidades de recursos hídricos, la energía nuclear también se convertirá en la principal fuente de electricidad en el futuro.

La energía eólica y la fotovoltaica se han convertido en los representantes de la energía limpia en la actualidad. Sin embargo, en el caso de la energía eólica, la inestabilidad de la generación de energía ha provocado que a muchas empresas de redes eléctricas les disguste y se convierta en un desperdicio de electricidad. Por lo general, hay electricidad cuando hay viento, pero no hay electricidad si no hay viento Si puede encontrar una adecuada El nuevo método de almacenamiento de energía puede resolver el problema de la energía eólica, que se discutirá más adelante.

La fotovoltaica se basa principalmente en la energía solar, el problema es que solo puede generar electricidad durante el día, pero hoy en día el pico de consumo eléctrico suele ser durante el día, por lo que es bueno complementar la fotovoltaica como fuente eficaz de electricidad. Además, la energía fotovoltaica también tiene el mismo problema de abandono que la energía eólica, aquí está la tabla a continuación.

Contaminación fotovoltaica controlable de la construcción del desierto

Dado que la energía principal de la energía fotovoltaica proviene del sol, es natural esperar que cuanto más largo sea el tiempo de luz solar, mejor. Si el tiempo de luz solar es lo suficientemente largo y hay más días soleados, y el terreno es plano y conveniente para recibir luz solar, también es un escenario adecuado para la generación de energía fotovoltaica. Da la casualidad de que el desierto es especialmente adecuado para la energía fotovoltaica.

El área total del desierto en China es de aproximadamente 1.3 millones de kilómetros cuadrados, y el 1% del área es de 13,000 kilómetros cuadrados. Entonces estos lugares están cubiertos con paneles fotovoltaicos. Según Wang Chuanfu, ¿la generación de energía es suficiente?

A juzgar por los datos actuales, la potencia por metro cuadrado es de 150 W. Si se calcula de acuerdo con el tiempo de sol de 10 horas al día, la generación de energía de 13.000 kilómetros cuadrados alcanzará los 1.95 mil millones de kW y la generación de energía anual alcanzará los 5,1 billones de kWh. . Debemos saber que la capacidad de generación de energía instalada de China será de 2.200 millones de kW en 2020, y la diferencia entre los dos no es mucha.

Según datos públicos, en 2020, la generación total de energía en China continental alcanzará los 7.7791 billones de kwh, lo que ha representado el 29% del total mundial. La construcción de generación de energía fotovoltaica que cubra el 1% del área desértica nacional puede alcanzar el 65,5% de la generación eléctrica total del país en 2020. A grandes rasgos, no está mal que el 1% del área desértica sea suficiente para todo el país.

Después de todo, habrá una variedad de métodos de generación de energía en el país en el futuro. La generación de energía térmica de hoy es puramente un último recurso. La razón principal es que la generación de energía de carbón es el método más estable económicamente. Sin embargo, una vez que el carbón actual el suministro es insuficiente, dará lugar a escasez. Se produce un fenómeno eléctrico.

Por otro lado, a menudo hay rumores en el mercado de que la industria fotovoltaica es una industria altamente contaminante y de alto consumo de energía, especialmente por la gran cantidad de contaminantes en el proceso de producción de módulos de silicio cristalino fotovoltaico, principalmente tetracloruro de silicio (un líquido residual altamente contaminante y altamente tóxico) e hidrógeno, cloro, etc.

Sin embargo, es necesario distinguir la diferencia entre contaminantes y contaminación ambiental. Sólo cuando los contaminantes no se tratan adecuadamente se puede causar contaminación. Esto también significa que si los contaminantes pueden eliminarse adecuadamente, no causarán contaminación.

La fabricación fotovoltaica incluye principalmente purificación de silicio cristalino, corte de lingotes de silicio, células fotovoltaicas y módulos fotovoltaicos. La purificación de silicio cristalino consiste en extraer silicio cristalino de grado solar de polvo de silicio industrial, y luego el silicio cristalino se procesa mediante corte, grabado y limpieza. Los electrodos impresos se fabrican en células fotovoltaicas, y luego las células se empaquetan en el módulo fotovoltaico final, en este anillo se encuentra la llamada "alta contaminación".

En la purificación de silicio cristalino, los fabricantes suelen adoptar un proceso de producción Siemens modificado. Durante el proceso de producción, se producirá tetracloruro de silicio, hidrógeno, cloro, etc. Si el tetracloruro de silicio se descarga directamente, se descompondrá para formar cloruro de hidrógeno cuando se encuentre aire húmedo Causar contaminación ambiental.

Sin embargo, varias empresas nacionales de producción de silicio cristalino han realizado la producción en circuito cerrado, desde la síntesis hasta la destilación, y luego desde la reducción hasta la separación del gas de cola, y han realizado el reciclaje, evitando la fuga de gases contaminantes, por lo que la contaminación de la producción fotovoltaica es generalmente controlable. .

Mejorar la ecología del desierto y la situación de ganar-ganar

En la aplicación real de la generación de energía fotovoltaica, la generación de energía generalmente se ve afectada por la intensidad y el ángulo de la luz solar, especialmente en diferentes climas y estaciones, los cambios serán obvios y la aleatoriedad también es fuerte.

Esto conduce a problemas como la entrada intermitente aleatoria que impacta en la red cuando la electricidad generada por la central eléctrica ingresa a la red, y un pico inverso que aumenta la dificultad del pico de la red, lo que afectará el buen funcionamiento de toda la red.

Según las estadísticas, en el primer semestre de 2016, la región noroeste, que tiene los recursos de luz solar más ricos, tuvo un grave problema de abandono. La cantidad de energía solar abandonada alcanzó los 3.280 millones de kwh, y la tasa de abandono fue del 19,7%. La tasa de abandono en Xinjiang incluso alcanzó el 52% a la vez.

Sin embargo, para 2020, el problema del abandono solar ha mejorado mucho. En el segundo trimestre de 2020, la tasa de utilización de la generación de energía fotovoltaica ha alcanzado el 98,6%, y la cantidad de abandono solar a nivel nacional es de 1.030 millones de kwh, un año después. -año de disminución del 24,3%. Especialmente ahora que el país aboga enérgicamente por el desarrollo y la construcción de plantas de energía fotovoltaica distribuida, la frecuencia de la reducción de la energía fotovoltaica es cada vez más baja.

No solo la contaminación es controlable, sino que la tasa de abandono está disminuyendo gradualmente. La construcción de centrales fotovoltaicas en el ambiente desértico, con un clima seco y escasas precipitaciones, también puede obtener una mejor intensidad de luz y puede mejorar efectivamente el ambiente desértico y convierte el desierto en un oasis.

En términos generales, hay dos razones principales para la formación y persistencia de los desiertos, una es la falta de agua y la otra es el movimiento de las dunas de arena. Según las estadísticas públicas, el panel fotovoltaico que protege la luz solar directa reduce efectivamente la evaporación del agua superficial. El efecto de sombra del panel fotovoltaico puede reducir la evaporación en un 20% -30%, y el panel fotovoltaico también puede reducir efectivamente la velocidad del viento.

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No solo aumenta la humedad, sino que al construir centrales fotovoltaicas, también fija las dunas de arena debajo para que ya no se muevan. En este caso, mientras el desierto se encuentre con precipitaciones, habrá crecimiento de plantas, y el crecimiento de plantas también producirá efectos de conservación del agua, y finalmente esta área se llenará de pastizales que se han vuelto exuberantes.

Sin embargo, el cultivo de plantas demasiado alto también afectará la eficiencia normal de generación de energía de la energía fotovoltaica. En este momento, es necesario deshierbar. Sin embargo, es una lástima simplemente eliminar las hierbas. Por lo tanto, muchas plantas de energía fotovoltaica también vienen con algunos cultivos agrícolas y animales. productos de cría., como plantar frutas y verduras debajo de la central fotovoltaica, o criar ovejas para que puedan comer las malas hierbas debajo de la central fotovoltaica.

Esto no solo forma un ciclo ecológico, sino que también mejora el medio ambiente desértico local. Mediante la conversión de la energía solar en energía eléctrica, los productos agrícolas y ganaderos de las centrales fotovoltaicas también pueden aportar ciertos beneficios económicos. Los productos adicionales de algunas centrales eléctricas han superado al de la energía fotovoltaica del desierto. El costo de las plantas de energía fotovoltaica también ha reducido en gran medida los costos de operación y mantenimiento de las plantas de energía fotovoltaica.

resumen

A medida que el país propone el objetivo estratégico de la neutralidad de carbono, el bajo consumo de energía y las energías limpias serán la dirección inevitable en el futuro. Especialmente en el período anterior de escasez de energía y producción limitada, se debe precisamente a la alta proporción de energía térmica que el suministro de carbón fluctuará ligeramente debido a un suministro eléctrico insuficiente. La fotovoltaica es una fuente de energía limpia, con contaminación controlable y baja tasa de abandono, y también puede mejorar el medio ambiente desértico. La energía fotovoltaica + desierto será un gran mercado emergente.