Razmerje med fotovoltaično porazdeljeno generacijo in električnim omrežjem

Razmerje med fotovoltaično porazdeljeno proizvodnjo električne energije in električnim omrežjem

Razdeljena fotovoltaična proizvodnja električne energije kot metoda čiste energije, ki je blizu uporabniške strani, ima tako pomembne prednosti kot objektivne izzive. Njegove prednosti in slabosti je treba izčrpno analizirati iz več dimenzij, kot so tehnologija, ekonomija, okolje in družba:

1. Visoka učinkovitost porabe energije in zmanjšana izguba prenosa in distribucije

V bližini porabe: konec proizvodnje električne energije in konec porabe energije sta zelo povezana (na primer industrijske in komercialne strehe, stanovanjska območja), električne energije pa ni treba prenašati na dolge razdalje, kar zmanjša izgubo prenosa za 7% -10% tradicionalne energijske omrežja in izboljša učinkovitost porabe energije.

Vrhovno britje in polnjenje doline: V obdobjih največje porabe energije (na primer poletni popoldnevi) lahko razporejeni fotovoltaiki neposredno dopolnijo lokalne obremenitve in razbremenijo tlak električnega omrežja (kot je fotovoltaični sistem v industrijskem parku, 30% porabe energije in zmanjšuje povpraševanje z električno energijo s 50%).

2. neposredne gospodarske koristi in jasna donosnost naložbe

Stroški samogeneracije in samourabe prihranijo stroške električne energije: Uporabniki izpolnjujejo lastne potrebe po električni energiji po ceni nižje od omrežne električne cene (npr. Stroški fotovoltaične električne energije so 0. 055-0. zmanjšanje stroškov električne energije.

Povezava presežka električnega omrežja povečuje dohodek: z načinom "neto merjenja" ali "polne omrežja" lahko presežno elektriko prodamo v omrežje v skladu s ceno električne energije ali subvencioniranjem (npr. Nakupna cena gospodinjske fotovoltaične presežne električne energije v Nemčiji je {{0}.

Dolgoročni stabilen dohodek: življenjska doba fotovoltaičnih modulov je 25-30 leta, stroški vzdrževanja v obdobju delovanja so nizki (približno 1%-2%/leto začetne naložbe), IRR (notranja stopnja donosa) pa lahko doseže 8%-15%, kar je boljše od tradicionalnih naložb.

3. Pomembne okoljske koristi, ki pomagajo nevtralnosti ogljika

Zero-carbon power generation: Each 1kWp distributed photovoltaic power generation has an annual power generation of about 1200kWh, which is equivalent to reducing CO₂ emissions by 1 ton (calculated based on the thermal power emission factor of 0.85kg/kWh), which is in line with global emission reduction targets (such as China's "dual carbon" strategy, the installed capacity of Razdeljena fotonapetostna moč bo leta 2023 presegla 150 milijonov kW).

Decentralizirano zmanjšanje ogljika: Ni potrebnih obsežnih površin za pridobivanje zemljišč ali prenosnika na dolge razdalje, pri čemer se izogibajo ekološki škodi tradicionalnim energetskim projektom, primerne za več scenarijev, kot so mesta in vasi.

4. Močna prilagodljivost, prilagodljiva več scenarijem

Raznovrstni scenariji: nameščene jih je mogoče na strehah, parkiriščih, kmetijskih rastlinjakih (kmetijski in fotovoltaični komplementarnosti), vodnih površinah (ribolov in fotovoltaični komplementarnost) itd. 40% porabe električne energije).

Zmogljivost je lahko velika ali majhna: od 3-10 KW za uporabo gospodinjstva do sto KW do MW za industrijsko in komercialno uporabo se lahko prilagodi različnim potrebam uporabnikov s kratkim obdobjem gradnje (običajno 2-3 mesece) in ga je mogoče razširiti v fazah.

5. izboljšati energetsko varnost in zanesljivost

Pomožna podpora za omrežje: Kot porazdeljeni vir energije lahko v primeru okvare omrežja (na primer lokalni izpad električne energije) tvori "mikrogrid" s sistemom za shranjevanje energije, da zagotovi napajanje ključnih obremenitev (kot so fotovoltaični sistemi za shranjevanje energije v bolnišnicah in podatkovnih središčih).

Zmanjšajte zunanjo odvisnost: Zmanjšajte odvisnost uporabnikov od centraliziranih električnih omrežij (zlasti moči premoga) in stabilizirajo stroške električne energije, kadar cene energije nihajo (na primer porast evropskih cen električne energije leta 2022).

1. občasno in odvisnost proizvodnje električne energije

Na vpliv je vplivalo: Izhodna moč niha z intenzivnostjo in trajanjem svetlobe (proizvodnja električne energije v deževnih dneh je le 20% -30% tega v sončnih dneh) in ne more samostojno zadovoljiti povpraševanja po električni energiji in se mora zanašati na omrežje ali shranjevanje energije (stroški za shranjevanje energije za 30% {{4}%).

"Izpad električne energije" ponoči: Ko ni svetlobe, je treba v celoti kupiti elektriko iz omrežja. V bistvu je še vedno "dodatek za omrežje", ne pa "zamenjava" (na primer letna pekinška stopnja samooskrbe gospodinjskih fotovoltavcev je približno 40%-60%in celo pozimi).

2. visoka začetna naložba in dolgo obdobje vračila

Predhodne ovire za stroške: sistemski stroški znašajo $ 0. 41-0. Čeprav je obdobje vračila približno 5-8 let, še vedno obstaja finančni pritisk na male in srednje velike uporabnike.

Odvisnost od subvencije: Na območjih brez subvencij (na primer nekatere države v razvoju) so stroški na kilovatno uro višji od cene električne energije omrežja, komercialna izvedljivost pa se zmanjša (na primer IRR indijskih nerazpisanih projektov je le 5%-7%, kar je nižje od stroškov financiranja).

3. Tehnični izzivi za distribucijske omrežja

Vprašanja kakovosti moči: pretvorba pretvornika ustvarja harmonično onesnaževanje, ki lahko vpliva na okoliško opremo, ki porabi energijo (filtre je treba konfigurirati in povečati stroške za 5%-10%); Centraliziran dostop do porazdeljenih virov energije lahko povzroči pretirane omejitve lokalne napetosti (na primer, ko je fotovoltaična elektrarna na podeželju preobremenjena, napetost naraste na več kot 250 V).

Kompleksnost zaščite releja: Tradicionalna distribucijska omrežja so zasnovana za "enosmerni pretok", dvosmerni pretok električne energije pa lahko povzroči napačno delovanje zaščitnih naprav (kot so učinki otoka, ki ogrožajo varnost vzdrževanja), inteligentne distribucijske sisteme pa je treba nadgraditi (stroški preoblikovanja so približno ameriški $ 13, 700-27, 400/postajo).

Povečana težava z načrtovanjem: V scenarijih z visoko penetracijo (na primer porazdeljene fotovoltaične elektrarne na nekaterih območjih Nizozemske predstavljajo več kot 40%), mora električno omrežje pogosto prilagoditi proizvodnjo tradicionalnih virov energije ali shranjevanje energije, da uravnoteži ponudbo v realnem času in povpraševanje, s čimer se povečajo stroški obratovanja in povpraševanje.

4. Omejitve prostora in namestitve

Omejitve strešnega stanja: zadostna sončna svetloba (30 stopinj -45 stopinj nagiba je najboljši), zmogljivost obremenitve (večja ali enaka 20kg/m²) in brez ovire (na primer okoliške drevese, gradnje senc). Urbane visoke zgradbe ali stare strehe imajo nizko prilagodljivost (na primer manj kot 30% upravičenih streh znotraj notranjega obroča Šanghaja).

Estetika in spori o skladnosti: Nekatere skupnosti ali zgodovinske zgradbe omejujejo fotovoltaično instalacijo (na primer Francija določa, da je treba fotovoltaične module uskladiti z barvo in materialom strehe), kar povečuje težave pri izvajanju projekta.

5. Zahteve za vzdrževanje in upravljanje s polnim ciklom

Redno vzdrževanje je potrebno: kopičenje prahu modula, lomljenje stekla, okvara pretvornika itd. Zahtevajo redne inšpekcijske preglede (priporočljivo je enkrat na četrtino). Čiščenje lahko poveča proizvodnjo električne energije za 5%-10%, vendar se stroški dela povečajo z lestvico projekta (na primer letna pristojbina za vzdrževanje za 1MW projekt znaša približno 6 USD, 850-10, 960).

Odstranjevanje upokojenih komponent: Po 25 letih učinkovitost komponent pade pod 80%, standardizirano recikliranje pa je potrebno (globalna stopnja recikliranja je trenutno le 15%. Čeprav je Kitajska izdala "tehnične specifikacije za recikliranje fotonapetosnih modulov", industrijska veriga še ni zrela).

6. Negotovost politik in tržnega okolja

Tveganje za zmanjšanje subvencije: PV subvencije v različnih državah se postopoma zmanjšajo (na primer Kitajske razdeljene subvencije PV leta 2023 se bodo v primerjavi z letom 2020 zmanjšale za 50%), dohodek projektov, ki se zanašajo na subvencije, pa se lahko zmanjša.

Postopek povezave z mrežo je okoren: v nekaterih regijah je cikel odobritve za dostop do omrežja dolg (na primer Brazilija jemlje 6-12 mesece) in morda je potrebna predplačilo pristojbin za nadgradnjo omrežja (na primer Čili zaračuna pristojbino za povezavo v višini 100 USD, {2}} do US $ 200, {4}.

Prednosti porazdeljene fotovoltaične proizvodnje električne energije so še posebej vidne na področjih cenovnih cenovnih enot, stabilni porabi električne energije in koncentriranih scenarijih obremenitve (kot so industrija, trgovina in javne zgradbe), medtem ko so pomanjkljivosti vidnejše v scenarijih s šibkimi omrežji in ostrim pogojem za namestitev.

Pot optimizacije:

Tehnična raven: Spodbujanje sklopke "fotovoltaični + shranjevanje energije" (gladka proizvodnja, povečanje samooskrbe na 80% +), razvijte komponente z visoko učinkovitostjo (kot so TopCon, HJT, zmanjšanje odtisa zmogljivosti na enoti).

Raven politike: izboljšati standarde povezave o omrežju (poenostavite procese), vzpostavite sisteme za recikliranje komponent in raziskati mehanizme kompenzacije komponenta "virtualne elektrarne" (kot je Nemčija, ki distribuiranim fotovoltaikom omogoča sodelovanje v regulaciji frekvence omrežja in pridobi koristi za pomožne storitve).

Poslovni model: razvijte "fotovoltaični lizing" (zmanjšanje začetne naložbe uporabnikov) in "pogodbe o upravljanju z energijo" (model EMC, lastniki delijo ugodnosti z ničelno naložbo).

V prihodnosti bodo s tehnološkim napredkom (znižanjem stroškov) in inteligentno nadgradnjo električnega omrežja pomanjkljivosti porazdeljenih fotovoltajcev postopoma oslabile in postale osnovni nosilec "decentralizacije" in "prožnega moči" pri preoblikovanju energije.