Na łączną moc chińskiej fotowoltaiki składają się dwa bardzo różne rodzaje inwestycji. Duże elektrownie słoneczne miały na koniec lipca 704 mln kW, niewiele mniej, bo 582 mln kW, przypadało już jednak na instalacje rozproszone rozmieszczone przy zakładach przemysłowych, na dachach i terenach wiejskich. Na północy i zachodzie kraju skala pojedynczych projektów jest zupełnie inna. Na skraju pustyni Tengger pod Zhongwei w Ningxia baza nowej energii obejmuje 6,4 mln paneli fotowoltaicznych, a część z nich zamontowano na konstrukcjach, które automatycznie zmieniają kąt wraz z położeniem słońca. Lu Jun, inżynier zajmujący się utrzymaniem urządzeń, cytowany w sierpniu przez „People’s Daily”, podawał, że takie śledzenie słońca zwiększa roczną produkcję energii o około 10 proc. w porównaniu ze stałymi panelami. Razem wielkie farmy i instalacje rozproszone dały fotowoltaice ponad 30 proc. całej mocy wytwórczej Chin, która pod koniec lipca wynosiła 4,08 mld kW.

Przewaga nad węglem pojawiła się po siedmiu miesiącach dalszej szybkiej rozbudowy. Od stycznia do lipca w całych Chinach uruchomiono 193,97 mln kW nowych mocy wytwórczych, z czego 85,65 mln kW przypadło na fotowoltaikę, czyli ponad 40 proc. całego przyrostu. Tylko w lipcu do sieci dołączono kolejne 13,73 mln kW instalacji słonecznych, o 43 proc. więcej niż w tym samym miesiącu poprzedniego roku. Przyrost mocy nie przekłada się jednak jeden do jednego na ilość energii zużywanej w kraju. W pierwszych siedmiu miesiącach roku fotowoltaika wyprodukowała 802,4 mld kWh energii elektrycznej, o 15,5 proc. więcej niż rok wcześniej, co odpowiadało 13 proc. całkowitego krajowego zużycia, czyli więcej niż jednej kilowatogodzinie na osiem. Udział ten wzrósł o 1,7 punktu procentowego wobec poziomu z całego 2025 roku. Ponad 30 proc. mocy zainstalowanej i 13 proc. zużywanej energii nie są przy tym wartościami bezpośrednio porównywalnymi. Produkcja paneli zmienia się wraz z porą dnia i pogodą, dlatego kilowat mocy fotowoltaicznej nie dostarcza w ciągu roku tyle samo energii co kilowat źródła, które może pracować niezależnie od nasłonecznienia.

Zmienność produkcji ze słońca coraz mocniej wpływa na sposób pracy pozostałych źródeł. Liu Zhiqiang z China Electricity Council, cytowany przez „China Daily”, opisuje sytuacje widoczne już w słoneczne południa, kiedy elektrownie węglowe ograniczają produkcję, aby sieć mogła przyjąć więcej energii z fotowoltaiki. Po zachodzie słońca albo przy pogorszeniu pogody ich moc ponownie rośnie. Wraz ze wzrostem udziału wiatru i słońca bloki węglowe pracują przez mniej godzin z wysokim wykorzystaniem, ale częściej potrzebne są ich możliwości regulacyjne, rezerwa mocy oraz usługi utrzymujące stabilność częstotliwości w sieci. Nie chodzi więc wyłącznie o zmianę kolejności w statystyce mocy zainstalowanej. Rosnąca fotowoltaika zmienia również rytm pracy elektrowni węglowych, które coraz częściej muszą reagować na wahania produkcji źródeł zależnych od pogody.

Duża część nowych mocy powstaje jednocześnie daleko od miejsc, w których zużywa się najwięcej energii. Najlepsze warunki dla wielkich baz wiatrowych i słonecznych znajdują się przede wszystkim na północy i zachodzie kraju, podczas gdy wiele dużych ośrodków przemysłowych i miejskich leży na wschodzie. Jednym z najbardziej wyrazistych przykładów pokonywania tej odległości jest Xinjiang. Stacja konwerterowa Changji obsługuje tam linię ultrawysokiego napięcia ±1100 kV prowadzącą z Zhundong do południowego Anhui; energia pokonuje ponad 3200 kilometrów, a według operatora straty przesyłowe pozostają poniżej 5 proc. Sama budowa kolejnych linii nie wystarcza jednak do obsługi systemu, w którym w ciągu dnia szybko przybywa energii ze słońca, a wieczorem jej produkcja spada. China Electricity Council wskazuje dlatego również na elektrownie szczytowo-pompowe, magazyny zdolne oddawać energię przez dłuższy czas, modernizację części bloków węglowych oraz bardziej elastyczne połączenie sieci przesyłowych z lokalnymi sieciami dystrybucyjnymi. Druga droga polega na wykorzystaniu większej części energii bliżej miejsca jej wytworzenia. W Zhongwei w Ningxia elektrownia fotowoltaiczna o mocy 500 tys. kW zasila bezpośrednio pobliski klaster centrów danych. Projekt rozpoczął działalność 2 maja 2026 roku i ma dostarczać do infrastruktury obliczeniowej 2,29 mld kWh zielonej energii rocznie.

Plan rozwoju odnawialnych źródeł energii na lata 2026–2030 zakłada dalszy bardzo duży przyrost mocy, ale obok liczby nowych instalacji pojawiają się w nim także cele dotyczące tego, jak będą pracowały w całym systemie. W 2030 roku łączna moc źródeł odnawialnych ma osiągnąć około 3,5 mld kW, z czego ponad 2,8 mld kW ma przypadać na wiatr i słońce, a ich roczna produkcja energii ma przekroczyć 4 bln kWh. Po raz pierwszy wyznaczono również średni poziom gwarantowanej mocy wiatru i fotowoltaiki, który ma dojść do 8 proc.; podczas letnich i zimowych wieczornych szczytów oba źródła mają zapewniać ponad 20 proc. energii elektrycznej. Rozbudowa będzie nadal szczególnie widoczna na północy kraju, gdzie w dużych bazach wiatrowych i słonecznych do 2030 roku ma przybyć ponad 370 mln kW mocy, lecz kolejne instalacje mają również powstawać bliżej odbiorców. Plan przewiduje fotowoltaikę integrowaną z nowymi budynkami publicznymi, projekty przy infrastrukturze transportowej i ładowaniu pojazdów, a także dalsze wykorzystywanie dachów i lokalnie dostępnych gruntów na terenach wiejskich.

Źródła

1. Xinhua – dane Narodowej Administracji Energetycznej o mocy fotowoltaiki, strukturze instalacji i nowych przyłączeniach.
2. People’s Daily – produkcja energii z fotowoltaiki, dynamika wzrostu oraz jej udział w zużyciu energii elektrycznej.
3. National Energy Administration / People’s Daily – baza na pustyni Tengger, przesył energii z Xinjiangu oraz bezpośrednie zasilanie centrów danych w Ningxia.
4. China Daily – zmiana sposobu pracy elektrowni węglowych oraz potrzeby związane z regulacją sieci elektroenergetycznej.
5. National Development and Reform Commission – cele rozwoju odnawialnych źródeł energii na lata 2026–2030.

Artykuł Chińczycy montują panele. Fotowoltaika ma już większą moc niż węgiel pochodzi z serwisu Wiedza o Chinach.

Projekt prowadzi Duan Baoyan, członek Chińskiej Akademii Inżynierii i profesor Xidian University w prowincji Shaanxi. Jego zespół nie pokazał jeszcze gotowej elektrowni orbitalnej, lecz sprawdził technologię, bez której taki system nie ma sensu: precyzyjne kierowanie wiązki energii do odbiorników znajdujących się w ruchu.

Idea kosmicznej elektrowni słonecznej opiera się na prostym problemie. Na orbicie panele mogą zbierać światło bez nocy, chmur i zakłóceń atmosferycznych, ale energii nie da się sprowadzić na Ziemię kablem z wysokości 36 tys. km. Trzeba zamienić prąd w mikrofale, skierować wiązkę do odbiornika, a po drugiej stronie ponownie przekształcić ją w prąd stały.

Orbitalna ładowarka dla satelitów

Duan porównał kosmiczną elektrownię do bezprzewodowej ładowarki ustawionej na wybranej orbicie. Taka sieć mogłaby zasilać satelity, statki kosmiczne albo stacje orbitalne bez pełnej zależności od własnych paneli słonecznych. Małe satelity na niskiej orbicie okołoziemskiej często pracują w cyklu, w którym przez część 96-minutowego obiegu korzystają z energii słonecznej, a po wejściu w cień Ziemi przechodzą na baterie.

Zespół Duana zaproponował projekt OMEGA już w 2014 roku. W czerwcu 2022 roku Xidian University zbudował pełny naziemny system walidacyjny, który sprawdzał cały łańcuch: zbieranie światła, zamianę go w prąd, przekształcenie prądu w mikrofale, przesłanie energii i ponowne uzyskanie prądu po stronie odbiornika.

Nowa wersja ma działać modułowo

Najnowsza wersja projektu nosi nazwę Distributed OMEGA. Zamiast jednego dużego układu z pełnym sferycznym koncentratorem światła zakłada użycie wielu mniejszych, niezależnych modułów. Według Li Xuna z Xidian University takie rozwiązanie zmniejsza ryzyko awarii całego systemu po uszkodzeniu pojedynczego elementu, na przykład przez kosmiczne śmieci. Moduły mogłyby pracować w formacji, a w razie uszkodzenia jednego z nich reszta systemu zachowywałaby większość mocy.

W ostatnich testach system osiągnął 20,8 proc. sprawności przesyłu na dystansie ponad 100 m. W 2022 roku wskaźnik wynosił 15,05 proc. Zespół podał też 88 proc. skuteczności zbierania wiązki, co oznacza, że energia mikrofalowa była utrzymywana blisko wyznaczonego odbiornika.

Dron dostał 143 W w locie

Osobny test dotyczył zasilania ruchomego celu. Dron lecący z prędkością 30 km/h otrzymał stabilne 143 W z odległości 30 m. Ten element jest kluczowy dla zastosowań kosmicznych, bo satelity, stacje orbitalne i odbiorniki energii nie stoją względem siebie nieruchomo. System musi śledzić cel, utrzymywać kierunek wiązki i ograniczać straty.

Chińscy badacze wskazują też na mniejsze i lżejsze anteny nadawcze oraz odbiorcze, dokładniejsze śledzenie Słońca i zamknięty system kontroli wiązki. To parametry mniej efektowne niż sama wizja elektrowni w kosmosie, ale bez nich nie da się przejść od eksperymentu na ziemi do pracy na orbicie.

Do elektrowni orbitalnej jeszcze daleko

Panel ekspertów zorganizowany przez Shaanxi Provincial Technology Transfer Center uznał wyniki projektu za światowo wiodące i wskazał na szerokie perspektywy zastosowań inżynieryjnych oraz przemysłowych. Sam zespół zapowiada jednak dalszą pracę nad trzema problemami: przeniesieniem systemu z testów naziemnych do środowiska kosmicznego, poprawą sprawności przesyłu na duże odległości i sterowaniem wiązką przy prędkościach orbitalnych.

Najbliższy etap nie będzie polegał na budowie gotowej elektrowni nad Ziemią, lecz na dopracowaniu technologii przesyłu. Jeżeli Sun Chasing przejdzie z poligonu naziemnego do testów orbitalnych, energia bez kabla przestanie być tylko obietnicą dla przyszłej energetyki. Może stać się narzędziem dla satelitów, stacji kosmicznych i długich misji, w których dostęp do światła słonecznego nie zawsze oznacza dostęp do prądu.

Źródła

1. China Daily Asia, Idea of space solar power station closer to reality
2. China Daily / Xinhua, China hits new milestone in space solar power project
3. Science and Technology Daily / Xinhua, 我国“逐日工程”研究取得重大进展
4. Chińska Akademia Nauk / Guangming Daily, “逐日工程”取得重要阶段性成果

Artykuł Chiny przesłały energię bez kabla. Test dla elektrowni w kosmosie pochodzi z serwisu Wiedza o Chinach.