نیروگاه زمینی 5.5 مگاواتی در بیابان، قنجه

در بیابان وسیع گوبی در استان چینگهای، شرکت PWSOLAR در سال 2020 با موفقیت یک ایستگاه نیروگاهی خورشیدی زمینی 5.5 مگاواتی را ساخته و بهره‌برداری کرد. این پروژه نه تنها عاملی برای تقویت توسعه انرژی پاک در منطقه محلی بوده، بلکه به یک پروژه الگو برای تولید برق فتوولتائیک در مناطق مرتفع نیز تبدیل شده است. در ادامه، معرفیی از پنج بعد اصلی ارائه می‌شود: زمینه پروژه، راه‌حل فنی، فرآیند اجرا، عملکرد بهره‌برداری و ارزش اجتماعی.

1. زمینه پروژه: انتخاب اجتناب‌ناپذیر تحول انرژی در مناطق مرتفع

استان چینگهایی دارای منابع انرژی خورشیدی منحصربه‌فردی است که متوسط مدت زمان تابش سالانه بیش از ۳۰۰۰ ساعت در سال می‌باشد و پتانسیل عظیمی برای تولید برق فتوولتائیک دارد. با ترویج هدف «دوگانه کربن» ملی، دولت استان چینگهایی صنعت انرژی پاک را به عنوان جهت توسعه کلیدی معرفی کرده و قصد دارد تا تا سال ۲۰۲۵ یک منطقه پیشرو ملی در صنعت انرژی پاک ایجاد کند. شرکت PWSOLAR به‌سرعت به فراخوان سیاستی پاسخ داد و اقدام به ساخت یک نیروگاه زمینی ۵٫۵ مگاواتی در منطقه تاراتان، شهرستان گونگه، نمود. این پروژه در محدوده هسته‌ای بزرگترین پارک فتوولتائیک جهان قرار دارد که بیش از ۲۰ میلیون کیلووات ظرفیت نصب‌شده در اطراف آن متمرکز شده و خوشه‌ای از انرژی پاک با اقتصاد مقیاس قابل توجهی را تشکیل می‌دهد.

۲. راه‌حل فنی: طراحی سیستم فتوولتائیک کارآمد و قابل اعتماد

۱. انتخاب ماژول‌های فتوولتائیک

این پروژه از پنل‌های خورشیدی پلی‌کریستالین ۳۳۰ واتی استفاده می‌کند که ویژگی‌های فنی آن شامل موارد زیر است:

فرآیند بلوغ‌یافته: فناوری سیلیکون پلی‌کریستالین مزایایی از جمله هزینه پایین و پایداری بالا دارد و برای کاربردهای ایستگاه‌های برق زمینی در مقیاس بزرگ مناسب است

سازگاری با ارتفاعات: صفحات خورشیدی آزمایش‌های سخت محیطی از جمله مقاومت در برابر پرتوهای ماوراء بنفش و مقاومت در برابر باد و شن را پشت سر گذاشته‌اند و عملکرد پایدار را در مناطق بالای ۳۰۰۰ متر بالاتر از سطح دریا تضمین می‌کنند

سازگاری سیستم: به‌طور کامل با اینورترهای رشته‌ای هماهنگ شده است، ردیابی پویای MPPT را محقق می‌کند و تلفات ناشی از سایه‌اندازی را کاهش می‌دهد

۲. طراحی معماری سیستم

ایستگاه برق از حالت "تولید بلوکی و اتصال متمرکز به شبکه" استفاده می‌کند:

چیدمان مربعی: به واحدهای ۱٫۵ مگاواتی تقسیم شده است، هر واحد شامل حدود ۴۵۰۰ صفحه خورشیدی ۳۳۰ واتی است و زاویه شیب آن بر اساس عرض جغرافیایی محل بهینه‌سازی شده است

اینورتر سیستم: اینورترهای رشته‌ای سری Huawei SUN2000 انتخاب شده‌اند که دارای چندین عملکرد MPPT هستند و بازده تولید برق را بیش از ۵٪ افزایش می‌دهند

پیکربندی ذخیره‌سازی انرژی: رابط رزرو برای سیستم ذخیره‌سازی حرارتی نمک مذاب، که در آینده قابل ارتقاء به یک نیروگاه ترکیبی خورشیدی گرمایی برای تأمین برق مداوم روز و شب است

3. کاربرد فناوری نوآورانه

پلتفرم هوشمند بهره‌برداری و نگهداری: ادغام سیستم نظارت FusionSolar برای دستیابی به قابلیت‌های مدیریت از راه دور مانند هشدار خطا و تحلیل تولید برق

طراحی بازسازی اکولوژیکی: کاشت علف مقاوم به سرما زیر پنل‌های فتوولتائیک، افزایش پوشش پوشش گیاهی به 80٪ و ایجاد مدل چرخه اکولوژیکی «تولید برق روی صفحه و کشت زیر صفحه»

3. فرآیند اجرا: چالش‌های ساخت در محیط‌های مرتفع

1. مرحله ساخت

زمان‌بندی: ساخت در مارس 2020 آغاز شد و در اوت به اتمام رسید، با دوره ساخت تنها 5 ماه

پاسخ به محیط زیست:

غلبه بر دمای پایین منفی 30 درجه سانتیگراد با استفاده از فونداسیون بتنی پیش‌ساخته به‌منظور کاهش مدت زمان ساخت و ساز

نصب پوشش ضد انعکاس روی صفحات خورشیدی برای محیط‌های با تابش بالای UV

رفع مشکل طوفان‌های شن و نصب ربات‌های تمیزکننده خودکار

۲. عیب‌یابی اتصال به شبکه

دسترسی به شبکه: اتصال از طریق خط 35 کیلوولت به ایستگاه نیروگاهی آبی-فتوولتائیک لنگیانگشیا به‌منظور دستیابی به خروجی هموار از منابع توان متغیر

آزمون عملکرد: پس از تأیید 240 ساعت کارکرد مداوم، بازدهی سیستم به 82.3٪ رسید که از حد انتظار طراحی فراتر رفت

۴. اثربخشی عملیاتی: دستیابی به موقعیت برنده-برنده هم از نظر اقتصادی و هم از نظر محیط‌زیستی

۱. عملکرد تولید برق

تولید سالانه برق: رسیدن به 8.8 میلیون کیلووات‌ساعت، معادل 1600 ساعت بهره‌برداری، بالاتر از سطح متوسط استان چینگهای

مدل درآمدی: استفاده از مکانیسم "اتصال کامل به شبکه" با قیمت برق 0.4 یوان/کیلووات‌ساعت و درآمد سالانه 3.52 میلیون یوان

2. صرفه‌جویی در انرژی و کاهش انتشار

کاهش سالانه انتشار: کاهش 7020 تن دی‌اکسید کربن، معادل کاشت 380000 درخت

حفاظت از منابع: صرفه‌جویی در 3520 تن زغال سنگ استاندارد و کاهش 105 تن معادل انتشار دی‌اکسید گوگرد

3. هزینه‌های بهره‌برداری و نگهداری

مزایای بهره‌برداری و نگهداری هوشمند: نرخ خرابی کمتر از 0.1٪ و بهبود 80٪ ای در کارایی بهره‌برداری و نگهداری نسبت به اینورترهای متمرکز سنتی

هزینه برق هر کیلووات‌ساعت: کاهش تا 0.25 یوان، با رقابت‌پذیری در بازار

5. ارزش اجتماعی: پروژه نمونه با مزایای چندگانه

1. پیشرفت صنعت

خرید محلی: 60٪ از پنل‌های خورشیدی، پایه‌ها و سایر تجهیزات از شرکت‌های محلی در قومول آمد، که توسعه زنجیره صنعتی را تقویت می‌کند

ایجاد اشتغال: فراهم کردن 200 موقعیت شغلی در دوره ساخت و استخدام پایدار 15 نیروی فنی محلی در دوره بهره‌برداری و نگهداری

2. بهبود محیط زیست

کنترل بیابان‌زایی: نرخ پوشش گیاهی در منطقه پروژه از کمتر از 20٪ به 65٪ افزایش یافته و مدل بازسازی «فتوولتائیک + اکولوژیک» شکل گرفته است

حفاظت از منابع آبی: استفاده از فناوری تمیزکاری خشک، صرفه‌جویی در حدود 25000 تن آب سالانه

3. نمایشگاه فناوری

استانداردهای نیروگاه‌های ارتفاعی: تدوین سه استاندارد شرکتی از جمله «مشخصات طراحی نیروگاه‌های فتوولتائیک ارتفاعی»

همکاری بین‌المللی: ارائه راهکارهای فنی برای کشورهای مرتفعی مانند قزاقستان و مغولستان

نتیجه‌گیری

پروژه ایستگاه برق زمینی ۵٫۵ مگاواتی شرکت PWSOLAR با صفحات خورشیدی پلی‌کریستالین ۳۳۰ واتی به عنوان هسته اصلی، از طریق نوآوری فناوری و مدل، یک پروژه نمونه از «تولید برق کارآمد، بازسازی اکولوژیکی و محرک صنعتی» در پستی‌بالای تبت قومچینگ ایجاد کرده است. این پروژه نه تنها به طور قابل توجهی به ساخت پایگاه انرژی پاک قومچینگ کمک می‌کند، بلکه راه‌حلی قابل تکثیر چینی را برای توسعه فتوولتائیک در مناطق مرتفع جهان ارائه می‌دهد. با ظرفیت نصب انرژی‌های تجدیدپذیر در قومچینگ که در دوره برنامه پنجم پنج‌ساله از ۸۰ میلیون کیلووات فراتر رفته است، این پروژه همچنان نقش الگوی خود را ایفا خواهد کرد و به تحول جهانی در حوزه انرژی کمک خواهد کرد.