La relazione tra generazione distribuita fotovoltaica e griglia di potenza

Relazione tra generazione di energia distribuita fotovoltaica e griglia di potenza

La generazione di energia fotovoltaica distribuita, come metodo di utilizzo dell'energia pulita vicino al lato dell'utente, presenta vantaggi significativi e sfide oggettive. I suoi vantaggi e svantaggi devono essere analizzati in modo completo da molteplici dimensioni come tecnologia, economia, ambiente e società:

1. Efficienza di utilizzo ad alta energia e perdite di trasmissione e distribuzione ridotte

Consumo nelle vicinanze: la fine della generazione di energia e la fine del consumo di energia sono altamente accoppiati (come tetti industriali e commerciali, aree residenziali) e l'elettricità non deve essere trasmessa su lunghe distanze, riducendo la perdita di trasmissione del 7% -10% della rete elettrica tradizionale e l'efficienza dell'utilizzazione dell'energia.

Rabbia di picco e riempimento della valle: durante i piccoli periodi di consumo energetico (come pomeriggi estivi), i fotovoltaici distribuiti possono integrare direttamente i carichi locali e alleviare la pressione della rete elettrica (come un sistema fotovoltaico in un parco industriale soddisfa il 30% del consumo di energia di picco e riduce le spese di elettricità della domanda del 50%).

2. Benefici economici diretti e chiaro ritorno sugli investimenti

Autogenerazione e costi di elettricità di salvataggio di auto-uso: gli utenti soddisfano le proprie esigenze di elettricità a un costo inferiore al prezzo dell'elettricità della griglia (ad esempio, il costo dell'elettricità fotovoltaica è 0. 055-0. 0 82 dollari USA, che è inferiore al prezzo industriale ed elettrico commerciale di 0. {6}}. costi.

La connessione della rete elettrica in eccesso aumenta il reddito: attraverso la modalità di "misurazione netta" o "connessione a griglia completa", l'elettricità in eccesso può essere venduta alla rete in base al prezzo dell'elettricità o alla politica di sussidio (ad esempio, il prezzo di acquisto del surplica fotovoltaico in Germania è 0. 15 euro/kWh, che copre il 40% del costo di investimento).

Reddito stabile a lungo termine: la vita dei moduli fotovoltaici è 25-30 anni, il costo di manutenzione durante il periodo di funzionamento è basso (circa l'1%-2%/anno dell'investimento iniziale) e l'IRR (tasso interno di rendimento) può raggiungere l'8%-15%, che è meglio rispetto agli investimenti tradizionali.

3. Significativi benefici ambientali, aiutando la neutralità del carbonio

Generazione di energia a zero carbonio: ogni generazione di energia fotovoltaica distribuita da 1KWP ha una generazione di energia annuale di circa 12 0 0KWh, che equivale a ridurre le emissioni di co₂ di 1 tonnellata (calcolata in base al carbone di potenza terma L'energia fotovoltaica supererà i 150 milioni di kW nel 2023).

Riduzione decentralizzata del carbonio: non sono richiesti corridoi di trasmissione di terreno su larga scala o trasmissione a lunga distanza, evitando danni ecologici ai tradizionali progetti energetici, adatti a più scenari come città e villaggi.

4. Flessibilità forte, adattabile a più scenari

Scenari diversificati: può essere installato su tetti, auto coperto, serre agricole (complementarità agricola e fotovoltaica), superfici idriche (pesca e complementarità fotovoltaica), ecc., Per attivare lo spazio al minimo (ad esempio, una società di shandong ha usato il tetto della fabbrica per costruire una phoovoltaic di 5 milioni di centrifuci 40% del consumo di elettricità).

La capacità può essere grande o piccola: da 3-10 kW per uso domestico a centinaia di KW a MW per uso industriale e commerciale, può adattarsi alle diverse esigenze degli utenti, con un breve periodo di costruzione (di solito 2-3 mesi) e può essere ampliato in fasi.

5. Migliorare la sicurezza energetica e l'affidabilità

Supporto ausiliario della griglia: come fonte di alimentazione distribuita, in caso di guasto della griglia (come un'interruzione di corrente locale), può formare una "microgrid" con il sistema di accumulo di energia per garantire l'alimentazione di carichi chiave (come i sistemi di accumulo di energia fotovoltaici + negli ospedali e i data center).

Ridurre la dipendenza esterna: ridurre la dipendenza degli utenti dalle reti elettriche centralizzate (in particolare l'energia alimentata a carbone) e stabilizzare i costi di elettricità quando i prezzi dell'energia fluttuano (come l'aumento dei prezzi europei di elettricità nel 2022).

1. Intermittente e dipendenza della generazione di energia

Colpito dal tempo: la potenza di uscita fluttua con l'intensità e la durata della luce (la generazione di energia nei giorni di pioggia è solo il 20% -30% di quello nei giorni di sole) e non può soddisfare indipendentemente la domanda di potere per tutte le stagioni e deve fare affidamento sulla rete o sul deposito di energia (il costo di stoccaggio energetico per il 30% -50% dell'investimento di sistema).

"Interruzione di corrente" di notte: quando non c'è luce, è necessario acquistare completamente l'elettricità dalla rete. In sostanza, è ancora "supplemento di griglia" anziché "sostituzione" (come il tasso di autosufficienza annuale di Pechino di fotovoltaici domestici è di circa il 40%-60%e persino più basso in inverno).

2. Investimento iniziale elevato e lungo periodo di rimborso

Barriere di costo preliminare: il costo del sistema è di circa US $ 0. 41-0. 68/WP (inclusi componenti, inverter, parentesi e costi di connessione a griglia) e l'investimento iniziale di un sistema da 10 kW è US $ 4, {100-6, 800. Sebbene il periodo di rimborso sia di circa 5-8, c'è ancora una pressione finanziaria sugli utenti di piccole e medie dimensioni.

Dipendenza da sussidi: nelle aree senza sussidi (come alcuni paesi in via di sviluppo), il costo per chilowattora è superiore al prezzo dell'elettricità della rete e la fattibilità commerciale è ridotta (ad esempio, l'IRR dei progetti non emersi dell'India è solo del 5%-7%, che è inferiore al costo finanziario).

3. Sfide tecniche alle reti di distribuzione

Problemi di qualità del potere: la conversione dell'inverter genera inquinamento armonico, che può influire sulle apparecchiature che consumano il potere circostante (i filtri devono essere configurati, aumentando i costi del 5%-10%); L'accesso centralizzato alle fonti di alimentazione distribuita può causare over-limiti di tensione locale (ad esempio, quando la centrale fotovoltaica nelle aree rurali è sovraccarica, la tensione sale a più di 250 V).

Complessità della protezione del relè: le reti di distribuzione tradizionali sono progettate per il "flusso unidirezionale" e il flusso di potenza bidirezionale può causare un errori di errori di protezione (come gli effetti dell'isola che minacciano la sicurezza di manutenzione) e i sistemi di distribuzione intelligenti devono essere aggiornati (il costo di trasformazione è di circa $ 13, 700-27, 400/stazione).

Una maggiore difficoltà di programmazione: in scenari ad alta penna (come le centrali fotovoltaiche distribuite in alcune aree dei Paesi Bassi rappresentano oltre il 40%), la rete elettrica deve regolare frequentemente la produzione delle fonti di energia tradizionali o dello stoccaggio di energia per bilanciare la fornitura e la domanda in tempo reale, aumentando così i costi operativi.

4. Restrizioni di spazio e installazione

Vincoli della condizione del tetto: sufficiente luce solare (30 gradi -45 gradi L'angolo di inclinazione è la migliore), capacità portante (maggiore o uguale a 20 kg/m²) e nessun ostruzione (come alberi circostanti, ombre da costruzione). Gli edifici di grattacieli urbani o vecchi tetti hanno una bassa adattabilità (ad esempio, meno del 30% dei tetti ammissibili all'interno dell'anello interno di Shanghai).

Le controversie sull'estetica e sulla conformità: alcune comunità o edifici storici limitano l'installazione fotovoltaica (ad esempio, la Francia stabilisce che i moduli fotovoltaici devono essere coordinati con il colore e il materiale del tetto), il che aumenta la difficoltà dell'implementazione del progetto.

5. Requisiti di gestione del ciclo di manutenzione e del ciclo completo

È necessaria una manutenzione regolare: accumulo di polvere del modulo, rottura del vetro, fallimento dell'inverter, ecc. Richiede ispezioni regolari (raccomandate una volta al quarto). La pulizia può aumentare la generazione di energia del 5%-10%, ma i costi del lavoro aumentano con la scala del progetto (ad esempio, la tassa di manutenzione annuale per un progetto da 1MW è di circa US $ 6, 850-10, 960).

Smaltimento dei componenti in pensione: dopo 25 anni, l'efficienza dei componenti scende al di sotto dell'80%e è richiesto il riciclaggio standardizzato (il tasso di riciclaggio globale è attualmente solo del 15%. Sebbene la Cina abbia emesso "le specifiche tecniche per il riciclaggio del modulo fotovoltaico", la catena del settore non è ancora matura).

6. Incertezza delle politiche e dell'ambiente di mercato

Il rischio di riduzione dei sussidi: i sussidi in fotovoltaico in vari paesi sono gradualmente ridotti (ad esempio, i sussidi in PV distribuiti in Cina nel 2023 diminuiranno del 50% rispetto al 2020) e il reddito dei progetti che si basano sui sussidi potrebbero ridursi.

Il processo di connessione della griglia è ingombrante: in alcune regioni, il ciclo di approvazione per l'accesso alla griglia è lungo (ad esempio, il Brasile prende 6-12 mesi) e potrebbe richiedere il pagamento anticipato di commissioni di aggiornamento della griglia (ad esempio, il Cile addebita una tassa di connessione di $ 100, 000 a US $ 200, 000 progetti di MW).

I vantaggi della generazione di energia fotovoltaica distribuita sono particolarmente importanti nelle aree dei prezzi ad alta elettricità, nel consumo di elettricità stabili e negli scenari di carico concentrati (come industria, commercio e edifici pubblici), mentre gli svantaggi sono più importanti negli scenari con gravi di potenza deboli, sussidi insufficienti e condizioni di installazione dure.

Percorso di ottimizzazione:

Livello tecnico: promuovere l'accoppiamento "fotovoltaic + energia di energia" (produzione regolare, aumentare l'autosufficienza all'80% +), sviluppare componenti ad alta efficienza (come TopCon, HJT, Riduci l'impronta unitaria).

Livello politico: migliorare gli standard di connessione della griglia (semplificare i processi), stabilire sistemi di riciclaggio dei componenti ed esplorare i meccanismi di compensazione dell'aggregazione della "centrale virtuale" (come la Germania consente ai fotovoltaici distribuiti di partecipare alla regolamentazione della frequenza della rete e ottenere benefici ausiliari).

Modello di business: sviluppare "leasing fotovoltaico" (riduci gli investimenti iniziali dell'utente) e "contratti di gestione dell'energia" (modello EMC, i proprietari condividono benefici con investimenti zero).

In futuro, con il progresso tecnologico (riduzione dei costi) e l'aggiornamento intelligente della rete elettrica, le carenze del fotovoltaico distribuito si indeboliranno gradualmente e diventeranno il vettore di base del "decentralizzazione" e della "rete elettrica resiliente" nella trasformazione dell'energia.