Quang điện lại bùng cháy! Các tấm pin mặt trời được lắp đặt ở 1% sa mạc của Trung Quốc hay đó là giải pháp cho tình trạng thiếu điện và hạn chế sản xuất?
Tấm pin mặt trời quang điện
Mạng lưới những người đam mê điện tử đưa tin (bài báo / Huang Shanming) Gần đây, việc Trung Quốc đại lục đột ngột thiếu điện để hạn chế sản xuất đã gây ra tác động nhất định đến nhiều nhà sản xuất có mức tiêu thụ năng lượng cao. Khoảng thời gian diễn ra đợt cắt điện này không phải là mùa cao điểm tiêu thụ điện mà là thời vụ trái vụ, thực tế cũng đã chứng minh rằng việc thiếu điện và sản xuất chủ yếu là do sản xuất không đủ than và tăng sản lượng năng lượng cao. sự tiêu thụ. Hiện nay, nhiệt điện than chiếm khoảng 70% tổng sản lượng điện, để thay đổi tình trạng này, việc phát triển các nguồn năng lượng khác là cần thiết, và quang điện là một trong những lựa chọn tốt.

Ngoài nhiệt điện, cơ cấu sản lượng điện trong nước hiện nay bao gồm thủy điện, điện hạt nhân, điện gió và điện mặt trời, từ tổng sản lượng điện cả nước, nhiệt điện sẽ chiếm 68,5% vào năm 2020, thủy điện 17,4%, và điện hạt nhân 4,7%, điện gió chiếm 6% và điện mặt trời chiếm 3,4%.

1
Cơ cấu phát điện quốc gia 2011-2020

Xét về tỷ trọng, nhiệt điện trong nước vẫn chiếm ưu thế, nhưng có thể thấy rằng điện mặt trời tuy có tỷ trọng thấp nhất nhưng về tốc độ tăng trưởng, từ 600 triệu kwh năm 2011 lên 261,1 tỷ kwh năm 2020, tăng 434 in mười năm lần.

Ngoài ra, thủy điện còn bị ảnh hưởng bởi môi trường (sông lớn hơn thì phải đầu tư), vốn đầu tư rất lớn (xây thủy điện cũng phải xây đập), và sản lượng điện cũng phụ thuộc vào lưu lượng nước trong công trình. của các dự án bảo tồn nước trong nhiều thập kỷ Tiếp theo, ngày càng có ít khu vực để lựa chọn.

Điện hạt nhân cũng yêu cầu lựa chọn địa điểm khắt khe, đặc biệt là 3 thế hệ nhà máy điện hạt nhân đầu tiên cần lượng nước chảy lớn, đồng thời cần chọn những vùng đồng bằng, không thể xây dựng ở vùng rừng núi. Tuy nhiên, khi các nhà máy điện hạt nhân thế hệ thứ tư đã bắt đầu đi vào hoạt động ở Cam Túc và những nơi khác, thoát khỏi hạn chế yêu cầu một lượng lớn tài nguyên nước, điện hạt nhân cũng sẽ trở thành nguồn điện chính trong tương lai.

Phong điện và quang điện đã trở thành những đại diện tiêu biểu cho năng lượng sạch hiện nay, tuy nhiên đối với phong điện, việc phát điện không ổn định đã khiến nhiều công ty lưới điện không thích sử dụng và trở thành nguồn điện lãng phí, bình thường có điện thì có gió nhưng Không có điện nếu không có gió Nếu bạn có thể tìm được một phương pháp thích hợp Phương pháp lưu trữ năng lượng mới có thể giải quyết vấn đề về năng lượng gió, sẽ được thảo luận ở phần sau.

Quang năng chủ yếu dựa vào năng lượng mặt trời, vấn đề là nó chỉ có thể tạo ra điện vào ban ngày, nhưng hiện nay đỉnh điểm tiêu thụ điện thường là vào ban ngày, nên bổ sung quang điện như một nguồn điện hiệu quả. Ngoài ra, quang điện cũng có vấn đề từ bỏ tương tự như năng lượng gió, đây là bảng dưới đây.

Ô nhiễm quang điện xây dựng sa mạc có thể kiểm soát

Vì năng lượng chủ yếu của quang năng là từ mặt trời nên đương nhiên hy vọng thời gian nắng càng lâu càng tốt, nếu thời gian nắng đủ dài và có nhiều ngày nắng hơn, địa hình bằng phẳng thuận lợi tiếp nhận. ánh sáng mặt trời, nó cũng là cảnh thích hợp để phát điện quang điện. Điều đó xảy ra là sa mạc đặc biệt thích hợp cho quang điện.

Tổng diện tích sa mạc ở Trung Quốc là khoảng 1,3 triệu km vuông, và 1% diện tích là 13.000 km vuông, sau đó những nơi này được bao phủ bởi các tấm pin quang điện, theo Wang Chuanfu, liệu sản xuất điện có đủ không?

Theo số liệu hiện tại, công suất trên một mét vuông là 150w, nếu tính theo thời gian nắng 10 giờ một ngày thì sản lượng điện 13.000 km2 sẽ đạt 1,95 tỷ kW, và sản lượng điện hàng năm đạt 5,1 nghìn tỷ kWh. . Chúng ta phải biết rằng công suất phát điện lắp đặt của Trung Quốc sẽ là 2,2 tỷ kW vào năm 2020, và sự khác biệt giữa hai loại này là không nhiều.

Theo dữ liệu công khai, vào năm 2020, tổng sản lượng điện ở Trung Quốc đại lục sẽ đạt 7.7791 nghìn tỷ kwh, chiếm 29% tổng sản lượng điện của thế giới. Việc xây dựng nhà máy phát điện quang điện bao phủ 1% diện tích sa mạc trong nước có thể đạt 65,5% tổng sản lượng điện của cả nước vào năm 2020. Nói một cách đại khái, không sai khi chỉ 1% diện tích sa mạc là đủ cho cả nước.

Xét cho cùng, tương lai đất nước sẽ có muôn vàn phương thức phát điện, phát nhiệt điện ngày nay hoàn toàn là phương sách cuối cùng, nguyên nhân chính là phát điện than là phương thức ổn định kinh tế nhất, tuy nhiên một khi than hiện nay cung cấp không đủ sẽ dẫn đến thiếu hụt, xảy ra hiện tượng nhiễm điện.

Mặt khác, trên thị trường thường có tin đồn rằng ngành công nghiệp quang điện là một ngành công nghiệp ô nhiễm cao và tiêu thụ nhiều năng lượng, đặc biệt là số lượng lớn các chất ô nhiễm trong quá trình sản xuất mô-đun silicon tinh thể quang điện, chủ yếu là silicon tetraclorua (a chất lỏng thải gây ô nhiễm cao và độc hại cao) Và hydro, clo, v.v.

Tuy nhiên, cần phân biệt sự khác nhau giữa chất ô nhiễm và ô nhiễm môi trường, chỉ khi chất ô nhiễm không được xử lý đúng cách mới gây ra ô nhiễm, điều này cũng có nghĩa là nếu chất ô nhiễm được xử lý đúng cách thì sẽ không gây ô nhiễm.

Sản xuất quang điện chủ yếu bao gồm tinh chế silicon tinh thể, cắt thỏi silicon, tế bào quang điện và mô-đun quang điện. Tinh chế silicon tinh thể là chiết xuất silicon tinh thể cấp năng lượng mặt trời từ bột silicon công nghiệp, sau đó silicon tinh thể được xử lý bằng cách cắt, khắc, làm sạch, các điện cực in được sản xuất thành các tế bào quang điện, và sau đó các tế bào này được đóng gói thành mô-đun quang điện cuối cùng. Cái gọi là "ô nhiễm cao" nằm trong vòng này.

Trong quá trình tinh chế silic tinh thể, các nhà sản xuất thường áp dụng quy trình sản xuất Siemens đã được cải tiến. Trong quá trình sản xuất sẽ tạo ra silic tetraclorua, hydro, clo, ... Nếu silic tetraclorua được thải trực tiếp, nó sẽ bị phân hủy tạo thành hydro clorua khi gặp không khí ẩm gây ô nhiễm môi trường.

Tuy nhiên, nhiều doanh nghiệp sản xuất silicon tinh thể trong nước đã thực hiện sản xuất mạch kín, từ tổng hợp đến chưng cất, và sau đó từ khử đến tách khí đuôi, và đã thực hiện tái chế, tránh rò rỉ khí ô nhiễm, do đó, ô nhiễm của sản xuất quang điện nói chung có thể kiểm soát được .

Cải thiện hệ sinh thái sa mạc và tình hình đôi bên cùng có lợi

Trong ứng dụng thực tế của việc phát điện quang điện, việc phát điện thường bị ảnh hưởng bởi cường độ và góc chiếu của ánh sáng mặt trời, đặc biệt ở các vùng khí hậu và mùa khác nhau, sự thay đổi sẽ rõ ràng và tính ngẫu nhiên cũng rất mạnh.

Điều này dẫn đến các vấn đề như đầu vào gián đoạn ngẫu nhiên ảnh hưởng đến lưới điện khi điện do nhà máy phát điện được đưa vào lưới và việc cạo đỉnh nghịch đảo làm tăng độ khó của đỉnh lưới, ảnh hưởng đến sự vận hành trơn tru của toàn bộ lưới điện.

Theo thống kê, nửa đầu năm 2016, khu vực Tây Bắc, nơi có nguồn ánh sáng mặt trời dồi dào nhất, đã xảy ra tình trạng bỏ hoang nghiêm trọng, lượng điện mặt trời bị bỏ hoang lên tới 3,28 tỷ kwh, tỷ lệ bỏ đi là 19,7%. ở Tân Cương thậm chí có lúc đạt 52%.

Tuy nhiên, đến năm 2020, vấn đề từ bỏ năng lượng mặt trời đã được cải thiện đáng kể. Trong quý 2 năm 2020, tỷ lệ sử dụng năng lượng quang điện đạt 98,6%, và lượng điện mặt trời bị loại bỏ trên toàn quốc là 1,03 tỷ kwh, mỗi năm. -năm giảm 24,3%. Đặc biệt hiện nay đất nước đang mạnh mẽ chủ trương phát triển và xây dựng các nhà máy quang điện phân tán thì tần suất cắt giảm quang năng ngày càng thấp.

Việc xây dựng các trạm phát quang điện trong môi trường sa mạc, với khí hậu khô và lượng mưa thấp, không chỉ có thể kiểm soát được tình trạng ô nhiễm và tỷ lệ bỏ rơi đang dần giảm xuống. biến sa mạc thành ốc đảo.

Nói chung, có hai lý do chính cho sự hình thành và tồn tại của sa mạc, một là do thiếu nước, hai là do sự di chuyển của các cồn cát. Theo thống kê công khai, bảng quang điện che chắn ánh sáng mặt trời trực tiếp có hiệu quả làm giảm sự bay hơi của nước bề mặt. Hiệu quả che nắng của bảng quang điện có thể làm giảm lượng bốc hơi từ 20% -30%, và bảng quang điện cũng có thể giảm tốc độ gió một cách hiệu quả.

2

Nó không chỉ làm tăng độ ẩm mà trong khi xây dựng các trạm phát điện quang điện, nó còn cố định các cồn cát bên dưới để chúng không còn di chuyển. Trong trường hợp này, chỉ cần sa mạc gặp lượng mưa, sẽ có thực vật phát triển, và thực vật sinh trưởng cũng sẽ tạo ra tác dụng bảo tồn nước, và cuối cùng khu vực này sẽ được lấp đầy bởi đồng cỏ đã trở nên tươi tốt.

Tuy nhiên, việc trồng cây quá cao cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất phát điện bình thường của quang điện, lúc này cần phải làm cỏ, tuy nhiên chỉ cần nhổ bỏ cỏ là điều đáng tiếc, vì vậy nhiều nhà máy quang điện cũng đi kèm với một số nông, vật nuôi. sản phẩm chăn nuôi., chẳng hạn như trồng trái cây và rau quả dưới trạm điện quang điện, hoặc chăn nuôi cừu để chúng có thể ăn cỏ dại dưới trạm điện quang điện.

Điều này không chỉ tạo thành một chu trình sinh thái mà còn cải thiện môi trường sa mạc ở địa phương, thông qua việc chuyển đổi quang năng thành điện năng, các sản phẩm nông nghiệp và chăn nuôi của các trạm điện quang điện cũng có thể mang lại một số lợi ích kinh tế. Sản phẩm bổ sung của các trạm điện nhất định đã vượt qua quang điện sa mạc Giá thành của các nhà máy quang điện cũng đã giảm đáng kể chi phí vận hành và bảo trì của các nhà máy quang điện.

tóm lược

Khi đất nước đặt ra mục tiêu chiến lược là trung hòa các-bon, tiêu thụ năng lượng thấp và năng lượng sạch sẽ là hướng đi tất yếu trong tương lai. nguồn cung than sẽ dao động nhẹ do cung cấp điện không đủ. Quang điện là một nguồn năng lượng sạch, có thể kiểm soát được ô nhiễm và tỷ lệ bỏ rơi thấp, đồng thời nó cũng có thể cải thiện môi trường sa mạc. Quang điện + sa mạc sẽ là một thị trường mới nổi khổng lồ.