Sekta ya nishati ya jua inakabiliwa na changamoto mbalimbali, ikiwa ni pamoja na vita vya biashara, sera za kitaifa, hali ya muunganisho wa gridi ya taifa, na zaidi. Wafungaji na wamiliki wa mitambo wana wasiwasi kuhusu faida ya vituo vya umeme vya photovoltaic (PV), watengenezaji wa bidhaa za nishati ya jua wana wasiwasi kuhusu ukosefu wa sera nzuri, na watengenezaji wa vituo vya gridi ya taifa wana wasiwasi kuhusu kufikia viwango vya kiufundi. Hatimaye, swali kuu liko katika kama uzalishaji wa umeme wa vituo vya PV unaweza kukidhi mahitaji ya uendeshaji na faida na jinsi ya kuzalisha umeme zaidi.
Wataalamu wa sekta hiyo wanasema kwamba uzalishaji wa umeme wa jua wa sasa unahitaji kushughulikia masuala mengi, kama vile ufuatiliaji wa hali ya hewa wa wakati halisi, ugunduzi wa mzigo kwa ajili ya uzalishaji wa umeme uliosambazwa na wa kati, uhifadhi wa nishati, uundaji wa vibadilishaji umeme mahiri vya kizazi kijacho, ufuatiliaji na udhibiti kamili wa ubora wa umeme, pamoja na usimamizi katika uhandisi, usanifu, uendeshaji, na matengenezo.
Makala haya yanachambua kwa ufupi mambo yanayoathiri uzalishaji wa umeme wa PV kutoka kwa mitazamo ya ubora wa ujenzi, muundo wa uboreshaji (km, pembe bora za kuegemea), na vifaa kama vile moduli na visanduku vya kuchanganya.
1. Ubora wa Ujenzi
Baadhi ya wasakinishaji, wakiongozwa na faida, hupunguza gharama za ujenzi bila kujua, na kusababisha matatizo ya ubora ambayo yanaweza kusababisha hasara ya 3–6% katika uzalishaji wa umeme.
Chen Lei, meneja wa Kitengo cha Uzalishaji wa Umeme Mpya wa Nishati katika Taasisi ya Utafiti wa Mahiri wa Gridi ya Serikali, alisisitiza katika jukwaa kwamba makampuni lazima yapitishe mbinu bora za usimamizi ili kuzuia ucheleweshaji wa miradi, kuchagua vifaa vinavyofaa na vinavyostahili ili kuhakikisha ubora, na kufanya matengenezo na usimamizi wa mara kwa mara ili kuhakikisha utendakazi mzuri wa vituo vya PV.
Kwa ajili ya usakinishaji wa mifumo ya PV iliyounganishwa na majengo, mpango wa shirika la ujenzi na taratibu za udhibiti wa ubora zinapaswa kutayarishwa. Mipango ya ujenzi inayolingana na hatua za usalama pia zinapaswa kutengenezwa, huku tathmini za upembuzi zikifanywa inapohitajika.
2. Ubunifu wa Uboreshaji
Lengo la uboreshaji wa mfumo ni kuongeza uzalishaji wa umeme kwa kutathmini mambo kama vile mwangaza wa jua, mwangaza wa mwanga, halijoto ya mazingira, hali ya upepo, na utendaji na mwingiliano wa vipengele mbalimbali vya mfumo. Ukosefu wa muundo wa uboreshaji katika baadhi ya mitambo ya PV husababisha kupungua kwa uzalishaji wa umeme.
Mambo muhimu ya kuzingatia katika muundo ni pamoja na:
Kuweka Kivuli: Kuweka kivuli huathiri kwa kiasi kikubwa ufanisi wa mfumo, husababisha msongo wa joto, na hupunguza muda wa matumizi ya moduli. Aina za kivuli ni pamoja na majengo yanayozunguka, miti, kujiweka kivuli kutoka kwa mfumo wa PV wenyewe, na kujiweka kivuli kwa muda unaosababishwa na vumbi.
Mwelekeo na Pembe ya Kuinamisha: Kuhesabu pembe bora ya kuinamisha ni muhimu, kwani mifumo iliyounganishwa na gridi ya taifa au nje ya gridi ya taifa inahitaji miundo tofauti. Kwa mifumo iliyounganishwa na gridi ya taifa, pembe ya kuinamisha inapaswa kuongeza wastani wa pato la umeme la kila siku la kila mwaka, huku mifumo isiyotumia gridi ya taifa inaweza kuweka kipaumbele kwa mizigo ya majira ya joto au majira ya baridi kali.
Kwa mfano, huko Nanjing:
Mifumo iliyounganishwa na gridi ya taifa hufikia kiwango cha juu cha kutoa umeme kwa mwaka kwa pembe ya kuegemea ya 25°, takriban 7° chini ya latitudo ya ndani.
Mifumo isiyotumia gridi ya taifa hutofautiana: kwa mizigo ya kiangazi, pembe bora ya kuegemea ni 7°, chini sana ya latitudo ya eneo husika; kwa mizigo ya majira ya baridi kali, ni 46°, juu zaidi kuliko latitudo ya eneo husika; kwa mizigo iliyosawazishwa, pembe ya kuegemea ya 42° inapendekezwa.
3. Vifaa
Vifaa muhimu vinavyoathiri uzalishaji wa umeme katika mitambo ya PV ni pamoja na moduli za jua, visanduku vya kuchanganya, vibadilishaji umeme, na miundombinu ya gridi ya taifa.
Moduli za Jua
Wakati wa uteuzi wa moduli na ujenzi wa mfumo, kuboresha utangamano na kutumia mchanganyiko wa seli za jua za Daraja A na Daraja B kunaweza kuboresha ufanisi. Ubora wa moduli lazima uhakikishwe, kwa kuzingatia kwa makini mambo kama vile latitudo, wigo, halijoto, kivuli, eneo, na hali ya nyaya, ambayo yote huathiri utendaji wa moduli.
Vigeuzi
Vigeuzi ndio vifaa pekee, mbali na moduli, ambavyo vinaweza kuboresha moja kwa moja ufanisi wa uzalishaji wa umeme—uwezekano wa hadi 10%. Kabla ya usakinishaji, State Grid inapendekeza kufanya majaribio ya simulizi na kuzingatia kupunguza gharama kupitia uzalishaji wa kundi badala ya kutafuta utengenezaji wa gharama nafuu pekee.
Muunganisho wa Gridi
Muunganisho wa gridi ya taifa unabaki kuwa changamoto kubwa kwa mifumo ya nishati ya jua ya China, ambayo bado iko katika hatua za mwanzo za maendeleo. Tofauti kati ya miundo ya mifumo na gridi ya taifa, pamoja na suala la ufyonzaji kamili wa gridi ya taifa, huzuia ufanisi. Wataalamu wanapendekeza kuweka kipaumbele matumizi ya nguvu za ndani ili kupunguza mzigo wa gridi ya taifa na miundombinu ya ujenzi kama vile vituo vya kuchajia umeme ili kupunguza gharama za usafirishaji.
Kupitia usimamizi kamili wa ubora wa ujenzi, uboreshaji wa mfumo, na uteuzi wa vifaa, tasnia ya fotovoltaiki inaweza kuongeza ufanisi wa uzalishaji wa umeme na kukidhi vyema mahitaji ya uendeshaji na faida.
