Vzťah medzi fotovoltaickou distribuovanou generáciou a energetickou mriežkou

Vzťah medzi fotovoltaickými distribuovanými výrobou energie a sieťovou mriežkou

Distribuovaná fotovoltaická výroba energie, ako metóda využitia čistej energie blízko na strane používateľa, má významné výhody a objektívne výzvy. Jeho výhody a nevýhody musia byť komplexne analyzované z viacerých dimenzií, ako sú technológia, hospodárstvo, životné prostredie a spoločnosť:

1. Účinnosť využívania vysokej energie a znížené straty prenosu a distribúcie

Spotreba v okolí: Koniec výroby energie a koniec spotreby energie sú vysoko spojené (napríklad priemyselné a komerčné strechy, obytné oblasti) a elektrina sa nemusia prenášať na veľké vzdialenosti, čím sa znižuje strata prenosu 7% -10% tradičnej siete energie a zlepšuje účinnosť využitia energie.

Holiteľstvo a plnenie údolia: Počas období spotreby maximálnej energie (napríklad letné popoludnie) môžu distribuované fotovoltaiky priamo doplniť miestne zaťaženie a zmierniť tlak energie (napríklad fotovoltaický systém v priemyselnom parku spĺňa 30% spotreby špičkovej energie a znižuje dopyt po 50%).

2. Priame ekonomické prínosy a jasná návratnosť investícií

Seba generácia a sebaobsluha ušetria náklady na elektrinu: Používatelia spĺňajú svoje vlastné potreby elektriny za cenu nižšiu ako cena elektrickej energie v mriežke (napr. Náklady na fotovoltaickú elektrinu sú {{{}}. 055-0.

Prebytočné napájacie mriežkové spojenie zvyšuje príjem: Prostredníctvom režimu „Čisté meranie“ alebo „úplného mriežkového pripojenia“ sa prebytočná elektrina môže predávať do mriežky podľa elektrickej ceny alebo dotácie (napr. Kúpna cena domácej fotovoltaickej elektrickej energie v Nemecku je {{0}.

Dlhodobý stabilný príjem: Životnosť fotovoltaických modulov je 25-30 Roky, náklady na údržbu počas prevádzkového obdobia sú nízke (približne 1%{{{}%/rok počiatočnej investície) a IRR (vnútorná miera návratnosti) môže dosiahnuť 8%-15%, čo je lepšie ako väčšina tradičných investícií.

3. Významné environmentálne výhody, ktoré pomáhajú neutralite uhlíka

Výroba energie s nulovým uhlíkom: Každá 1 kWp distribuovaná fotovoltaická výroba energie má ročnú výrobu energie približne 12 0 0KWH, čo je ekvivalentné zníženiu emisií CO₂ o 1 ton (vypočítané na základe emisných faktorov tepelného energie 0,85 kG) Fotovoltaická energia v roku 2023 prekročí 150 miliónov kW).

Decentralizované znižovanie uhlíka: Vyžadujú sa žiadne rozsiahle na získanie pôdy alebo prenosové koridory na dlhé vzdialenosti, čím sa zabráni ekologickému poškodeniu tradičných energetických projektov, vhodných pre viaceré scenáre, ako sú mestá a dediny.

4. Silná flexibilita, prispôsobiteľná viacerým scenárom

Diverzifikované scenáre: Môžu byť nainštalované na strechy, prístavy, poľnohospodárske skleníky (poľnohospodárska a fotovoltaická komplementarita), vodné povrchy (rybárska a fotovoltaická komplementarita) atď. spotreba elektriny).

Kapacita môže byť veľká alebo malá: od 3-10 kw pre domáce použitie až po stovky KW až MW na priemyselné a komerčné použitie, môže sa prispôsobiť rôznym potrebám používateľa, s krátkym obdobím výstavby (zvyčajne 2-3 mesiacov) a môže sa rozšíriť v etapách.

5. Zlepšiť energetickú bezpečnosť a spoľahlivosť

Pomocná podpora mriežky: Ako distribuovaný zdroj energie v prípade zlyhania mriežky (napríklad miestny výpadok napájania) môže tvoriť „mikrogrid“ so systémom na ukladanie energie, aby sa zabezpečilo napájanie kľúčových zaťažení (ako napríklad systémy skladovania energie fotovoltaic + energie v nemocniciach a dátových centrách).

Znížte vonkajšiu závislosť: Znížte závislosť používateľov od centralizovaných energetických sietí (najmä energie spaľujúca uhlie) a stabilizujte náklady na elektrinu, keď ceny energie kolísajú (napríklad nárast európskych cien elektrickej energie v roku 2022).

1. Intermitentné a závislosť generovania energie

Ovplyvnené počasím: výstupný výkon kolíše s intenzitou a trvaním svetla (výroba energie v daždivých dňoch je iba 20% -30% z toho za slnečných dní) a nemôže nezávisle splniť dopyt po energii všetkých počasia a musí sa spoliehať na ukladanie mriežky alebo energie (náklady na energiu za 30% {}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}%}}%)

„Výpadok napájania“ v noci: Ak nie je ľahké, je potrebné úplne kúpiť elektrinu z mriežky. V podstate ide skôr o „doplnok mriežky“ a nie „nahradenie“ (napríklad ročná miera sebestačnosti Pekingu v domácnosti fotovoltaiky je asi 40%-60%a ešte nižšia v zime).

2. Vysoké počiatočné investície a dlhá doba návratnosti

Predbežné prekážky nákladov: Cena systému je o $ $ 0. Aj keď obdobie návratnosti je o 5-8 rokoch, stále existuje finančný tlak na malých a stredných používateľov.

Závislosť od dotácie: V oblastiach bez dotácií (napríklad niektoré rozvojové krajiny) sú náklady na kilowatthodinu vyššie ako cena elektrickej energie v mriežke a komerčná uskutočniteľnosť sa zníži (napríklad IRR v indických nedotknutých projektoch je iba 5%{{2}%, čo je nižšia ako náklady na financovanie).

3. Technické výzvy pre distribučné siete

Problémy s kvalitou energie: Konverzia meniča generuje harmonické znečistenie, ktoré môže ovplyvniť okolité zariadenia náročné na energiu (filtre je potrebné nakonfigurovať, čo zvyšuje náklady o 5%-10%); Centralizovaný prístup k distribuovaným zdrojom energie môže spôsobiť obmedzenie miestneho napätia (napríklad keď je preťažená fotovoltaická elektráreň vo vidieckych oblastiach, napätie stúpa na viac ako 250 V).

Zložitosť ochrany relé: Tradičné distribučné siete sú navrhnuté pre „jednosmerný tok“ a obojsmerný tok energie môže spôsobiť nesprávne nesprávne spracovanie ochranných zariadení (ako napríklad ostrovné efekty, ktoré ohrozujú bezpečnosť údržby), a je potrebné vylepšiť inteligentné distribučné systémy (náklady na transformáciu je približne 13 USD, 700-27, 400/stanica).

Zvýšené obtiažnosti plánovania: V scenároch s vysokým preniknutím (ako napríklad distribuované fotovoltaické elektrárne v niektorých oblastiach Holandska tvoria viac ako 40%) potrebuje energetická sieť, aby často upravovala výstup tradičných zdrojov energie alebo skladovania energie, aby vyvážil ponuku a dopyt v reálnom čase, čím sa zvyšuje prevádzkové náklady.

4. Obmedzenia priestoru a inštalácie

Obmedzenia stavu strechy: Najlepšie je dostatok slnečného žiarenia (30 stupňov -45}}}} (ako sú obštrukcia (napríklad okolité stromy, tieňové tiene). Mestské výškové budovy alebo staré strechy majú nízku adaptabilitu (napríklad menej ako 30% oprávnených striech vo vnútornom kruhu Šanghaj).

Spory estetiky a dodržiavania predpisov: Niektoré spoločenstvá alebo historické budovy obmedzujú inštaláciu fotovoltaickej (napríklad Francúzsko určuje, že fotovoltaické moduly musia byť koordinované s farbou a materiálom strechy), čo zvyšuje ťažkosti s implementáciou projektu.

5. Požiadavky na správu údržby a riadenie plného cyklu

Je potrebná pravidelná údržba: Hromadenie prachu modulu, rozbitie skla, porucha meniča atď. Vyžadujú pravidelné inšpekcie (odporúčané raz štvrťrok). Čistenie môže zvýšiť výrobu energie o 5%-10%, ale náklady na prácu sa zvyšujú s stupnicou projektu (napríklad ročný poplatok za údržbu za projekt 1MW je približne 6 USD, 850-10, 960).

Likvidácia komponentov na dôchodku: Po 25 rokoch sa účinnosť komponentov zníži pod 80%a je potrebná štandardizovaná recyklácia (globálna miera recyklácie je v súčasnosti iba 15%. Aj keď Čína vydala „technické špecifikácie pre recykláciu fotovoltaických modulov“, reťazec priemyslu ešte nie je zrelý).

6. Neistota politík a trhového prostredia

Riziko zníženia dotácií: PV dotácie v rôznych krajinách sa postupne znižujú (napríklad distribuované dotácie PV v Číne v roku 2023 klesnú o 50% v porovnaní s rokom 2020) a príjmy projektov, ktoré sa spoliehajú na dotácie, sa môžu znížiť.

Proces pripojenia mriežky je ťažkopádny: v niektorých regiónoch je schvaľovací cyklus pre prístupový prístup dlhý (napríklad Brazília trvá {6-12 mesiacov) a môže si vyžadovať predplatenie poplatkov za aktualizáciu mriežky (napríklad Chile nabíja poplatok za pripojenie US 100 $ 100, {{} {{{} {{{{{{{{{}}}}}}}}}}} {}} nabíja za projekt MW-LEVE).

Výhody distribuovanej tvorby fotovoltaickej energie sú obzvlášť výrazné v cenových oblastiach s vysokou elektrickou, stabilnú spotrebu elektrickej energie a scenáre koncentrovaného zaťaženia (ako sú priemysel, obchod a verejné budovy), zatiaľ čo nevýhody sú výraznejšie v scenároch so slabými siete energie, nedostatočné podložky a podmienky inštalácie Harsh.

Optimalizačná cesta:

Technická úroveň: Podporujte „fotovoltaic + ukladanie energie“ spojenie (hladký výstup, zvýšenie sebestačnosti na 80% +), vyvíjať vysokoúčinné komponenty (napríklad TopCon, HJT, zníženie stopy kapacity jednotky).

Úroveň politiky: Vylepšenie štandardov pripojenia mriežky (zjednodušené procesy), zriadenie systémov recyklácie komponentov a preskúmajte mechanizmy kompenzácie agregácie virtuálnej elektrárne “(napríklad Nemecko umožňuje distribuovanú fotovoltaiku zúčastňovať sa na regulácii frekvencie siete a získať výhody pomocných služieb).

Obchodný model: Vypracovať „fotovoltaické leasing“ (zníženie počiatočnej investície používateľa) a „zmluvy o správe energie“ (model EMC, majitelia zdieľajú výhody s nulovou investíciou).

V budúcnosti, s technologickým pokrokom (zníženie nákladov) a inteligentným vylepšením energetickej mriežky, nedostatky distribuovaných fotovoltaík postupne oslabujú a stanú sa hlavným nosičom „decentralizácie“ a „odolného výkonového mriežky“ pri transformácii energie.