Kada instalirani kapacitet fotonaponskih elektrana na globalnoj razini prelazi 1TW (1 teravat), njihova koordinacija s električnom mrežom više nije tehničko pitanje za jednu zemlju, već globalni prijedlog koji uključuje međusobno povezivanje unakrsne kontinentalne energije, obnovu pravila tržišta i energetsku sigurnost. Od plana "Super Grid" u Europi do prekograničnog fotonaponskog koridora u Aziji, od reforme tržišta električne energije u Sjedinjenim Državama do inovacije mikrogrida u Africi, fotonaponske elektrane preoblikovaju globalni energetski krajolik kroz različite modele suradnje.
1 Cross Continental Interconection: Dopuštanje fotonaponske snage da pređe nacionalne granice
Europski koncept "pustinjskog fotonaponskog+ultra-visokog napona" ima za cilj isporuku fotonaponske snage iz sjeverne Afrike u jezgru Europe. Kompleks solarne elektrane Noor u Maroku (s ukupnim instaliranim kapacitetom od 580 MW) prenio je električnu energiju u Španjolsku kroz 400kV kabele visokog napona, isporučujući 1,8TWh čiste električne energije godišnje i zadovoljavajući potrebe električne energije 3 milijuna europskih kućanstava. Očekuje se da će plan "Europskog Supergrida" koji planira Njemačka integrirati fotonaponske elektrane u središnjoj i istočnoj Europi, vjetroelektrana u sjevernoj Europi i solarne energije u južnoj Europi do 2030. godine i smanjiti stopu fotonapojskog smanjenja s trenutnih 8% na ispod 3% kroz jedinstveni raspored.
Suradnja prekogranične fotonaponcije u Aziji ima veću ekonomiju razmjera. "Kina Kazahstanski fotonaponski projekt međusobnog povezivanja" koji su zajedno sagradili Kina i Kazahstan povezit će 1GW fotonaponsku elektranu u južnoj Kazahstan na Xinjiang Ewer Erid u Kini i prenositi snagu u odnosu na 12. do 18 sati. Indija, zajedno s Bangladešom i Nepalom, zajednički je izgradila "fotonaponski koridor u Južnoj Aziji", koristeći vremensku razliku između zemalja (Indija je 30 minuta iza Bangladeša) kako bi postigla vrhunsku komplementarnost fotonaponske snage, poboljšavajući na taj način ukupnu pouzdanost opskrbe energijom za 15%.
Tehnološki proboj u unakrsnoj kontinentalnoj povezanosti leži u fleksibilnom prijenosu izravne struje. Projekt Sjevernog mora (1400MW) između Velike Britanije i Norveške prihvaća tehnologiju pretvarača izvora napona (VSC), koji može dovršiti preokret snage u roku od 100 milisekundi. Iz Velike Britanije može prenijeti moć vjetra na moru, a također prihvatiti norveški hidroelektrana. Ova fleksibilnost čini je jednako primjenjivom u priključku fotonaponske mreže - kada je njemačka fotonaponska snaga u punom zamahu u podne, ona se može prenijeti u Norvešku kroz ovu tehnologiju i pohraniti u hidroelektrane, a zatim prenositi noću unazad.
2 Mehanizam tržišta: Globalna mudrost za cijene fotonaponske električne energije
Mehanizam "granične cijene čvorova" (LMP) u Sjedinjenim Državama omogućava fotonaponskim elektranama da fleksibilno ponude na tržištu električne energije. U Teksasu, tijekom vrhunca proizvodnje solarne energije u podne, cijene električne energije mogu pasti na - 50 USD/MWh (negativne cijene električne energije znače da elektrane trebaju platiti za pristup mreži), prisiljavajući solarne elektrane da podrže skladištenje energije; Prije večernjih vrha električne energije, cijena električne energije povećava se na 100 USD/MWh, a fotonaponska snaga koja se oslobađa iz skladištenja energije može ostvariti značajnu zaradu. Prema ovom mehanizmu, razdoblje povrata ulaganja teksaških fotonaponskih+projekata skladištenja energije skraćeno je za 2 godine u usporedbi s fiksnim modelom cijene električne energije.
'Tržište kapaciteta' u Europi pruža dugoročnu sigurnost za fotonapon. Velika Britanija određuje cijenu kapaciteta fotonaponskih elektrana na aukcijama, a uspješno operativne elektrane mogu zaraditi fiksni prihod od 20 godina (otprilike 40 £/MWh), bez obzira na stvarnu proizvodnju energije, što jamči povjerenje ulagača. Francuska inovativno povezuje "cijenu ugljika" s fotonaponskim cijenama električne energije. Kada cijena ugljika EU prelazi 80 eura/tona, cijena fotonaponske mreže automatski se povećava za 5%, potičući visoke karbonske regije kako bi se prioritet potrošnja fotonaponske električne energije.
"Fotovoltajska barter trgovina" na tržištima u nastajanju prilično je karakteristična. Etiopija razmjenjuje električnu energiju iz svojih fotonaponskih elektrana (100GWH godišnje) za fotonaponske module i tehničku podršku iz Kine, a ovaj model "Električne energije za opremu" izbjegava dilemu nedostatka deviza. Pakistan je uveo politiku "fotonaponske rupije", omogućujući fotonaponskim elektranama da opskrbljuju električnu energiju lokalnim poduzećima i prikupljaju rupine, koje se zatim mogu koristiti za kupnju lokalne robe za izvoz, tvoreći trgovinu zatvorenom petljom, i postizanje stope rasta od 45% u fotovoltajskom instaliranom kapacitetu pomoću 2023.
3 Regionalna igra: konkurencija i ravnoteža fotonaponske dominacije
Neravna raspodjela lanca fotonaponske industrije pokrenula je novu energetsku geopolitičku igru. Kina kontrolira 80% globalnog kapaciteta za proizvodnju polikristalnog silicija i silicija, dok Europa vodi u fotonaponskim pretvaračima (čini 40% globalnog tržišnog udjela) i inteligentnom radu i održavanju. Sjedinjene Države subvencioniraju lokalnu fotonaponsku proizvodnju kroz Zakon o smanjenju inflacije, pokušavajući vratiti lanac opskrbe u Ameriku. Ova igra dovodi do regionalnih razlika u troškovima izgradnje fotonaponskih elektrana: jugoistočna Azija, zbog blizine proizvodnog područja kineskog modula, ima jedinični trošak od 15% niži od Europe; Zbog domaćih zahtjeva za proizvodnju, troškovi u Sjedinjenim Državama su 20% veći od globalnog prosjeka.
Pokret "fotonaponske autonomije" u zemljama u razvoju je u porastu. Proizvodna shema poticajnih poticaja (PLI) koju je pokrenula Indija zahtijeva da fotonaponske elektrane koriste 30% lokalnih komponenti, u protivnom će se subvencije otkazati, što će povećati indijsku proizvodnju lokalnih komponenti s 2GW na 15 GW u roku od 3 godine. Brazil, s druge strane, pruža oslobađanje od poreza za fotonaponske elektrane koristeći više od 50% opreme izrađene u Južnoj Americi putem "Certifikacije o lokalizaciji sadržaja", promičući integraciju lanca fotonaponske industrije u regiji.
"Fotonaponska neovisnost" malih otočnih zemalja je hitnija. Plan "Sunshine Maldivi" na Maldivima zamjenjuje dizelske generatore sa 52 isključene mrežne fotonaponske elektrane, smanjujući cijene električne energije s 0,5 USD/kWh na 0,3 USD/kWh i smanjujući izdatke za uvoz goriva za 12 milijuna USD godišnje. Fidži kombinira fotonapon s proizvodnjom energije kokosovog ulja, koristeći fotonaponsko vrijeme tijekom kišne sezone i biodizela tijekom sušne sezone kako bi povećao energetsku samodostatnost sa 30% na 70%, oslobađajući se od ovisnosti o uvezenom ulju.
Koordinacija globalne mreže fotonaponskih elektrana u osnovi je preraspodjela energetske energije. Kad sunce Sahare zapali ulične svjetlosti Pariza kroz kablove, kada fotonaponska snaga Xinjiang pokreće tvornice u Kazahstanu, a kada fotonaponski ploče Maldiva smanjuju svoju ovisnost o srednjem istočnom ulju, fotonapontu, postaju nova varijalna sredstva između zemalja. Ova suradnja zahtijeva i tehnološku inovaciju kako bi razbila fizičke prepreke i restrukturiranje pravila kako bi se uravnotežila interesi svih strana, u konačnici čineći fotonapontu uistinu globalno zajedničkim izvorom čiste energije.