Tendencias y perspectivas del desarrollo de la energía solar

Perspectivas de desarrollo de la energía solar en mi país

La Organización Internacional de la Energía predice las perspectivas de desarrollo de la industria de la energía solar y cree que la tasa de crecimiento compuesta de la generación de energía solar fotovoltaica aumentará alcanzar el 35% entre 2010 y 2020. Se espera que para 2020 la generación anual de energía solar fotovoltaica alcance más de 280TWh, lo que representa el 1% de la generación total de energía ese año y el 20% de la generación total de energía en 2040. El futuro Las perspectivas de desarrollo de la industria solar son brillantes. En 2009, mi país lanzó el Plan Solar Rooftop y el Proyecto de Demostración Golden Sun, que proporciona subsidios para la inversión en centrales fotovoltaicas nacionales. El plan de techo solar subsidia los edificios solares con un estándar de 20 yuanes/Wp. Según las estimaciones, este estándar de subsidio puede cubrir aproximadamente entre el 30% y el 50% de los costos de producción de las empresas relevantes, lo que reduce en gran medida el costo de la generación de energía solar fotovoltaica. El Proyecto de Demostración Golden Sun propone que, en principio, los proyectos de generación de energía fotovoltaica conectados a la red serán subsidiados al 50% de la inversión total en sistemas de generación de energía fotovoltaica y proyectos de transmisión y distribución de apoyo, y sistemas independientes de generación de energía fotovoltaica en áreas remotas sin energía. Se subvencionará el 70% de la inversión total.

El estado de desarrollo y las perspectivas de la energía solar

Resumen: La energía es la piedra angular de la existencia y desarrollo de la sociedad moderna. Con el continuo desarrollo de la economía y la sociedad global, el consumo de energía también ha seguido creciendo en consecuencia. Sin embargo, la energía fósil no es renovable, en un contexto de suministro cada vez más limitado de energía fósil, el desarrollo y la utilización a gran escala de energía renovable. La energía se ha convertido en un tema importante para todos los países en el futuro. Este artículo tiene como objetivo presentar la situación actual y la dirección del desarrollo de la energía solar en mi país.

Palabras clave: energía solar; energía limpia; generación de energía fotovoltaica; conversión fototérmica

0 Introducción

La energía fósil estuvo enterrada hace millones de años. Las plantas y los animales se formaron durante un largo período de tiempo geológico. A medida que pasa el tiempo, la escasez de energía fósil se vuelve cada vez más prominente, y esta escasez se refleja gradualmente en los precios de los productos energéticos. Además, el uso de energía fósil también provocará una serie de problemas medioambientales como el efecto invernadero, el polvo, la lluvia ácida, etc. La proporción de energía fósil en la estructura del consumo energético global alcanza el 87%. ¡En nuestro país, la proporción de energía fósil alcanza el 92%! [1] Por lo tanto, en un contexto de suministro cada vez más limitado de energía fósil, el desarrollo y utilización a gran escala de energías renovables se ha convertido en una parte importante de las estrategias energéticas de varios países en el futuro.

1. Ventajas de la energía solar

Entre varias nuevas fuentes de energía limpia, como la energía eólica, hidroeléctrica, mareomotriz, solar, etc., son muy apreciadas por muchos expertos y académicos. energía solar.

En primer lugar, la energía solar es universal: el sol brilla en toda la tierra y no tiene restricciones geográficas. Está disponible en todas partes, ya sea en la tierra o en el mar, en las montañas o en las islas. desarrollado y utilizado directamente sin necesidad de minería ni transporte. En segundo lugar, la energía solar es inofensiva. El desarrollo y utilización de la energía solar no contaminará el medio ambiente. Es una de las fuentes de energía más limpias y es extremadamente valiosa hoy en día, cuando la contaminación ambiental es cada vez más grave.

En segundo lugar, la cantidad total de energía solar es enorme: la energía de la radiación solar que llega a la superficie terrestre cada año equivale a unos 130 billones de toneladas de carbón. Según las estadísticas de la Conferencia Mundial de la Energía, la mayor cantidad del mundo. reservas probadas de carbón explotable*** Con un total de 1.598 millones de toneladas, se estima que se puede extraer durante otros 200 años. La cantidad total de energía fósil que se puede extraer en el mundo equivale a 3.373 millones de toneladas de carbón bruto. se puede decir que la cantidad total de energía solar es la mayor energía que se puede desarrollar en el mundo hoy en día.

Lo más importante es la durabilidad: según el ritmo actual de energía nuclear producida por el sol, el almacenamiento de hidrógeno es suficiente para durar decenas de miles de millones de años, y la vida útil de la Tierra también es de unos miles de millones. de años. En este sentido Técnicamente hablando, se puede decir que la energía del sol es inagotable. Por lo tanto, el desarrollo y utilización a gran escala de la energía solar es una opción inevitable para el futuro y para lograr un desarrollo sostenible.

2 La situación actual de los recursos de energía solar de mi país

Nuestro país tiene una tierra vasta y un territorio vasto. En la tierra vasta y fértil de China, hay recursos de energía solar muy ricos. La radiación solar anual en todo el país oscila entre 3340 MJ/m2 y 8400 MJ/m2, con un valor medio de 5852 MJ/m2. A juzgar por la distribución de la energía solar total en China, la región occidental tiene una gran cantidad de radiación solar total debido a su mejor ubicación geográfica. La distribución de los recursos de energía solar en varias provincias de mi país se muestra en la Tabla 1 a continuación.

[2]

3 El estado de desarrollo de la energía solar en mi país

En la actualidad, la mayoría de las formas de utilizar la energía solar en nuestro país son la conversión solar fototérmica y la conversión fotoeléctrica, como como calentadores de agua solares, Estufas solares, cuartos solares, secado solar, invernaderos solares, refrigeración y aire acondicionado solar, sistemas de generación de energía solar y fotovoltaica, etc.

Conversión fototérmica solar

La conversión fototérmica solar se refiere a irradiar la luz solar directamente o mediante luz concentrada en un colector de calor, de modo que la energía luminosa se pueda convertir directamente en energía térmica. Actualmente se utiliza principalmente para calentadores de agua solares y generación de energía solar térmica.

En términos de conversión fototérmica, a finales de 2007, la producción de calentadores de agua solares de China alcanzó los 23 millones de metros cuadrados, con un inventario total de 100 millones de metros cuadrados, lo que representa el 55% del total mundial. convirtiéndose en el número uno del mundo en la producción y uso de calentadores de agua solares. Es un país grande y tiene derechos de propiedad intelectual completamente independientes, y su tecnología se ubica a nivel internacional. ¡Este letrero muestra que nuestro país avanza hacia la era de la energía solar! Para promover la popularización y aplicación de los sistemas solares de calentamiento de agua, el plan de desarrollo de energía renovable formulado por el país establece claramente los objetivos de desarrollo de los sistemas solares de calentamiento de agua. En 2010, la cantidad operativa de sistemas solares de calentamiento de agua debería alcanzar los 150 millones. metros cuadrados, y para 2020 debería alcanzar los 150 millones de metros cuadrados. [3]

Tabla 1 Distribución de la radiación solar en China

Clasificación

Radiación

Distribución

1 Áreas de categoría 2

6 680 - 8 400 MJ/m2

Norte de Ningxia, norte de Gansu, este de Xinjiang, oeste de Qinghai y oeste del Tíbet, etc.

Clase 2 áreas

p>

5 850 - 6 680MJ/m2

Noroeste de Hebei, norte de Shanxi, sur de Mongolia Interior, sur de Ningxia, centro de Gansu, este de Qinghai, sureste del Tíbet y sur Xinjiang, etc.

Áreas de categoría III

5 000 - 5 850 MJ/m2

Shandong, Henan, sureste de Hebei, sur de Shanxi, norte de Xinjiang, Jilin, Liaoning, Yunnan, norte de Shaanxi, sudeste de Gansu, sur de Guangdong, sur de Fujian, norte de Jiangsu, norte de Anhui, suroeste de Taiwán, etc.

Áreas de categoría cuatro

4 200 - 5 000 MJ / m2

Hunan, Hubei, Guangxi, Jiangxi, Zhejiang, norte de Fujian, norte de Guangdong, sur de Shaanxi, norte de Jiangsu, sur de Anhui, Heilongjiang, noreste de Taiwán, etc.

Cinco categorías

3 350 - 4 200 MJ/m2

Provincias de Sichuan y Guizhou

Sin embargo, también existen muchos problemas en el desarrollo de calentadores de agua solares. La mayoría de los usos son voluntarios por parte de los usuarios. La instalación del sistema básicamente no está diseñada y está completamente a cargo del proveedor del producto. El resultado es que están fragmentados y desorganizados, lo que afecta la apariencia del edificio y tiene varios peligros ocultos. Debido a las razones anteriores, la promoción a gran escala se ha visto seriamente obstaculizada y algunas ciudades incluso han prohibido por parte del gobierno la instalación en edificios. El aprovechamiento de la energía solar en nuestro país desde hace mucho tiempo es bajo, lo que ha limitado el desarrollo. Las instalaciones no estándar destruyen la estructura y las funciones del edificio, dejando peligros ocultos en cuestiones de impermeabilización y soporte de carga. propiedad del techo. La gestión y el mantenimiento posteriores de la propiedad también son muy inconvenientes. Autoinstalación Las irregularidades han provocado muchos riesgos de seguridad, como la protección contra el viento y los rayos.

Conversión fotoeléctrica solar

La conversión fotoeléctrica solar se refiere a la conversión fotoeléctrica de los fotones de energía radiante del sol a través del principio del efecto fotovoltaico de los semiconductores. Generalmente se denomina "efecto solar fotovoltaico". Las células se crean usando este efecto. En términos de conversión fotoeléctrica, la mayoría de los humanos utilizamos

1. Mejorar el medio ambiente

Al utilizar nueva energía para reemplazar la energía fósil, podemos reducir la cantidad de dióxido de carbono y las emisiones de hollín. causado por la quema de energía fósil, el daño causado al medio ambiente. La generación de energía por fotorregeneración no produce emisiones contaminantes ni problemas de seguridad causados ​​por la tecnología de generación de energía tradicional, y no hay desperdicio ni contaminación acústica.

2. Ahorra espacio

La generación de energía con recuperación de luz es una tecnología sencilla y de bajo riesgo que se puede instalar en cualquier lugar donde haya luz. Esto significa una amplia gama de posibilidades de instalación en tejados y paredes de edificios públicos, privados e industriales. En funcionamiento, el sistema también reduce la calefacción del edificio y aumenta la ventilación. Guangfu también se puede instalar como paneles de aislamiento acústico en ambos lados de la carretera. Guangfu evita ocupar más terreno y al mismo tiempo proporciona un gran suministro de energía.

3. Incrementar el empleo

La generación de energía fotovoltaica puede proporcionar importantes oportunidades de empleo. La fase de instalación crea una gran cantidad de puestos de trabajo (instaladores, minoristas e ingenieros de servicio) y alquileres para el desarrollo económico local. Según información de la industria europea de generación de energía fotovoltaica, se crean aproximadamente 10 puestos de trabajo por cada megavatio de productos fotovoltaicos producidos, y aproximadamente 33 puestos de trabajo por cada megavatio de sistemas fotovoltaicos instalados. Hay entre 3 y 4 puestos de trabajo disponibles en el suministro mayorista e indirecto y entre 1 y 2 puestos de trabajo en investigación. Por lo tanto, se pueden brindar 50 oportunidades de empleo en toda la cadena industrial. En las próximas décadas, a medida que aumente la escala y se utilicen equipos automatizados, estas cifras disminuirán. Sin embargo, la industria de generación de energía fotovoltaica no es sólo una industria intensiva en capital, sino también una industria intensiva en mano de obra. En la actualidad, el número total de personas empleadas en la tecnología e industria fotovoltaica en China es de casi 10.000. En 2020, el número llegará a unos 100.000. Según una investigación realizada por expertos de China Or Electric Power, en 2050, la industria de generación de energía fotovoltaica alcanzará una capacidad instalada de mil millones de KWp, una producción e instalación anual de 100 millones de KWp y una población empleada de más de 5 millones de personas. [4]

4 Suministro de energía rural

Los sistemas de generación de energía fotovoltaica son duraderos, fáciles de instalar y flexibles, lo que les permite satisfacer las necesidades de energía rural en cualquier parte del mundo.

Los logros de mi país en la conversión solar fotoeléctrica

La industria fotovoltaica se ha desarrollado rápidamente, la capacidad de producción y la producción real de los módulos de células solares han aumentado rápidamente y su rendimiento también ha seguido mejorando. . En los últimos años, con la mejora de las capacidades de investigación científica y el profundo conocimiento del gobierno sobre la generación de energía fotovoltaica, impulsado por el enorme potencial del mercado fotovoltaico internacional, la industria fotovoltaica de mi país está creciendo a una tasa anual del 30%. A finales de 2005, la capacidad de producción de células fotovoltaicas domésticas alcanzó más de 200 MW, la eficiencia de las células fotovoltaicas de laboratorio alcanzó el 21%, la eficiencia de los módulos fotovoltaicos comerciales puede alcanzar el 14-15% y la eficiencia de la batería puede alcanzar el 10-13%. Posteriormente, el coste de producción de las células solares fotovoltaicas ha disminuido significativamente año tras año, lo que ha desempeñado un papel decisivo en el crecimiento y la madurez del mercado nacional de la energía solar. En 2005, la capacidad total instalada de generación de energía fotovoltaica doméstica alcanzó los 70.000 kilovatios. Esté preparado para construir plantas de energía solar comerciales a escala de megavatios. En mayo de 2007, se anunció en la Universidad de Hohai el proyecto "Demostración de sistemas y tecnología de generación de energía solar térmica" del proyecto clave 863 del "Undécimo Plan Quinquenal" en el campo de la tecnología energética avanzada. El proyecto lo llevan a cabo conjuntamente el Instituto de Ingeniería Eléctrica de la Academia de Ciencias de China, la Universidad Hohai y otras unidades, y se divide en cinco temas de investigación, entre ellos "Tecnología de diseño general e integración del sistema de generación de energía térmica de torre solar". El Instituto de Ingeniería Eléctrica de la Academia de Ciencias de China, la Universidad Hohai y otras unidades avanzarán en una serie de tecnologías clave en cinco años y construirán un proyecto de demostración de generación de energía solar térmica de 1 megavatio con derechos de propiedad intelectual independientes. [5]

1． Cuello de botella del silicio policristalino

Impulsada por el rápido crecimiento en el volumen de producción de equipos de generación de energía solar, la demanda de polisilicio, la principal materia prima de los equipos de generación de energía solar, también está creciendo rápidamente. Debido a la fuerte demanda de polisilicio debido al crecimiento anual actual de más del 30% en la industria solar, junto con el alto umbral técnico, la producción de polisilicio es limitada y la brecha entre la oferta y la demanda de ladrillos de polisilicio es grande. Las industrias electrónica y fotovoltaica de mi país necesitan entre 3.000 y 5.000 toneladas de polisilicio cada año. Sin embargo, la producción propia de polisilicio de mi país sólo puede satisfacer alrededor del 10% y el otro 90% debe importarse. A medida que varios fabricantes se apresuran a comprar polisilicio en el mercado internacional, el precio del polisilicio es varias veces mayor que el precio normal. Como resultado, el precio del polisilicio en el mercado internacional se ha disparado. Su precio se ha desviado por completo de su valor real. Este es un fenómeno extremadamente anormal y restringe en gran medida el desarrollo correspondiente de la industria solar fotovoltaica y la industria electrónica de mi país. La escasez de oferta ha provocado precios elevados para muchas variedades, y será difícil cambiar esta situación antes de 2010. [6]

2． Cuello de botella en el apoyo a las políticas

Aunque la "Ley de Energías Renovables" de mi país entró oficialmente en vigor el 1 de enero de 2006. El decreto establece claramente que "el Estado alienta a unidades e individuos a instalar y utilizar sistemas de generación de energía solar fotovoltaica y otros sistemas de utilización de energía solar", y también estipula en principio que "el Estado financia el establecimiento de fondos especiales para el desarrollo de energías renovables". energía" y "las instituciones financieras pueden ofrecer descuentos financieros, "préstamos preferenciales" y otras políticas de incentivos, pero las medidas operativas correspondientes, como la "Ley de Tarifas Adaptadas", no se han promulgado durante mucho tiempo. Los planes de generación de energía solar fotovoltaica propuestos en varios lugares son proyectos de demostración, lejos de la promoción en el mercado a gran escala. Actualmente, la empresa de la red sólo acepta generación de energía eólica y de biomasa.

La "Ley de Precios de la Electricidad Conectada a la Red" puede convertir el "mercado potencial" de energía renovable en un "mercado real" en forma de regulaciones, convirtiendo en un mercado la generación de energía renovable y la tecnología eléctrica que no es competitiva en el mercado debido a sus altos costos. -La tecnología competitiva y la introducción de mecanismos de mercado pueden promover un rápido desarrollo, reducir rápidamente los costos, formar un círculo virtuoso y, en última instancia, lograr un desarrollo energético sostenible.

3． El coste sigue siendo demasiado elevado

El principal problema que limita la aplicación doméstica es el elevado coste de la generación de energía solar. El costo actual de la generación de energía solar es de alrededor de 3,5 yuanes por kilovatio hora, lo que de hecho es caro en comparación con la generación de energía a partir de biomasa (generación de energía con biogás), la energía eólica, la energía hidroeléctrica y la energía tradicional de carbón, que restringe el crecimiento del mercado de generación de energía solar de China. En la actualidad, más del 90% de los productos de Tianwei Yingli se exportan al extranjero y menos del 10% se utilizan en el país. Se utilizan principalmente en estaciones base de comunicaciones, sistemas domésticos en la región noroeste y semáforos de advertencia de tráfico en carreteras. La producción de células solares fotovoltaicas y polisilicio como materia prima es una industria altamente contaminante y que consume mucha energía. La contaminación y el consumo de energía están en casa, mientras que la limpieza y el bajo consumo de energía están en el exterior. Esto inevitablemente hace que mucha gente sienta que la industria fotovoltaica de China está un poco avergonzada. Pero si realmente queremos utilizar energía limpia en China, creemos que es demasiado cara y, hasta ahora, la generación de energía solar no se puede integrar en la red eléctrica. Si se puede desarrollar el mercado interno, será una buena noticia tanto para las empresas de investigación y desarrollo como para las de fabricación de materiales de silicio y nuevas células solares de alta eficiencia. Después de todo, depender únicamente de los mercados extranjeros es arriesgado.

4 medidas para promover un mejor desarrollo de la industria de la energía solar de mi país

Aunque, como se mencionó anteriormente, la industria de la energía solar de mi país se ha desarrollado rápidamente y ha logrado resultados gratificantes, aún debemos otorgar grandes esfuerzos importancia a los obstáculos que obstaculizan la industria de la energía solar de nuestro país. Obstáculos para el desarrollo de la industria de la energía solar y los esfuerzos para solucionarlos. Específicamente, en respuesta a los problemas mencionados anteriormente, propongo el siguiente plan:

Actualmente, la energía solar sólo se puede utilizar en comunicaciones, energía de señales y suministro de energía en áreas remotas si se rompe aún más el cuello de botella técnico. A medida que se promueve la energía fotovoltaica a mayor escala, será difícil estimar la demanda de energía solar utilizando el crecimiento convencional. Como principal materia prima para las células solares fotovoltaicas, el 95% de los materiales de polisilicio de alta pureza de mi país dependen de las importaciones, y su tecnología está básicamente monopolizada por países extranjeros. Este problema se ha convertido en el mayor cuello de botella en el desarrollo de la industria solar fotovoltaica de mi país. . Esto se debe a que no hemos prestado atención a la investigación y el desarrollo independientes de la tecnología del polisilicio y el mecanismo de inversión científica y tecnológica no es razonable, lo que ha resultado en la actual situación pasiva.

Lo que es incompatible con este cuello de botella técnico es que nuestro país es un importante productor de mineral de arena de cuarzo. Tiene una gran cantidad de recursos minerales en la isla de Hainan y otros lugares. La producción mundial de silicio de grado metalúrgico representa un tercio del total y la mayoría de estas materias primas de silicio se exportan al extranjero. En la actualidad, la producción anual de materiales de polisilicio de mi país es de sólo unas 60 toneladas. La escasez de materiales de silicio ha provocado altos costos de producción de células solares y se ha convertido en un "obstáculo" que restringe el desarrollo de la industria fotovoltaica de mi país.

La razón fundamental por la que actualmente es difícil para el mercado solar nacional obtener el apoyo de las políticas y del público es el alto costo de la generación de energía solar, que está directamente relacionado con el atraso de la tecnología de polisilicio de mi país. Según este entendimiento, los obstáculos técnicos se han convertido en el factor fundamental que restringe toda la industria de la energía solar de China.

Durante mucho tiempo, nuestro país no ha brindado suficiente apoyo a la innovación independiente en ciencia y tecnología, y ha invertido muy poco en investigación científica. El gobierno a menudo cree que esta industria ya ha producido productos y ha entrado. el mercado, por lo que no es necesario que el Estado siga invirtiendo en fondos de investigación científica. De hecho, debido a la grave escasez de materiales de silicio y la falta de apoyo político nacional relevante, la industria de generación de energía fotovoltaica no se ha integrado verdaderamente con el mercado y las empresas no apoyarán activamente a esta industria porque no pueden ver márgenes de beneficio. Por lo tanto, el país debe aumentar la inversión en investigación científica sobre generación de energía fotovoltaica e introducir políticas relevantes para apoyar su desarrollo.