De relatie tussen fotovoltaïsche gedistribueerde generatie en power grid

Relatie tussen fotovoltaïsch gedistribueerde stroomopwekking en krachtrooster

Gedistribueerde fotovoltaïsche stroomopwekking, als een methode voor het gebruik van schone energie dicht bij de gebruikerskant, heeft zowel aanzienlijke voordelen als objectieve uitdagingen. De voor- en nadelen ervan moeten volledig worden geanalyseerd uit meerdere dimensies zoals technologie, economie, milieu en samenleving:

1. Efficiëntie van hoge energieverbruik en verminderde transmissie- en distributieverliezen

Nabijgelegen consumptie: het einde van de stroomopwekking en het uiteinde van het stroomverbruik zijn sterk gekoppeld (zoals industriële en commerciële daken, woonwijken), en elektriciteit hoeft niet over lange afstanden te worden overgedragen, waardoor het transmissieverlies van 7% -10% van het traditionele vermogensnet wordt verbeterd en de efficiëntie van het energieverbruik wordt verbeterd.

Piekscheer- en vallei -vulling: tijdens piekverbruiksperioden (zoals zomermiddagen) kunnen gedistribueerde fotovoltaïscheën de lokale belastingen direct aanvullen en de druk van de stroom rooster verlichten (zoals een fotovoltaïsch systeem in een industrieel park, 30% van het piekverbruik vermindert en de vraag elektriciteitslasten met 50% vermindert).

2. Directe economische voordelen en duidelijk rendement op investeringen

Zelfgeneratie en zelfgebruik Save Elektriciteitskosten: gebruikers voldoen aan hun eigen elektriciteitsbehoeften tegen een kosten lager dan de grid-elektriciteitsprijs (bijvoorbeeld de kosten van fotovoltaïsche elektriciteit zijn 0. 055-0. 0 82 US dollars, die lager is dan de industriële en commerciële elektriciteitsprijs van 0. {{{{{6} {6 {6} {6} {6} {6} {6} {6} {6} {{6} {{6} {{6} {6} {{6}. kosten.

Surplus Power Grid Connection verhoogt inkomsten: via de modus "Netto meet" of "volledige roosterverbinding" kan overtollige elektriciteit worden verkocht aan het raster volgens het elektriciteitsprijs of subsidiebeleid (bijvoorbeeld de aankoopprijs van huishoudelijke fotovoltaïsche overtollige surplus elektriciteit in Duitsland is 0. 15 euro/kWh, ongeveer 40% van de investeringskosten).

Langdurige stabiele inkomsten: de levensduur van fotovoltaïsche modules is 25-30 jaar, de onderhoudskosten tijdens de bedrijfsperiode zijn laag (ongeveer 1%-2%/jaar van de initiële investering), en de IRR (interne rendement) kan 8%-15%bereiken, wat beter is dan de meeste traditionele investeringen.

3. Aanzienlijke voordelen voor het milieu, het helpen van koolstofneutraliteit

Zero-koolstofvermogen generatie: elke 1KWP gedistribueerde fotovoltaïsche stroomopwekking heeft een jaarlijkse stroomopwekking van ongeveer 12 0 0kWh, wat gelijk is aan het verminderen van CO₂-emissies met 1 ton met 1 ton (berekend op basis van de thermische voedingsfactor van 0,85 kg/k Het fotovoltaïsche vermogen zal in 2023 hoger zijn dan 150 miljoen kW).

Gedecentraliseerde koolstofreductie: geen grootschalige landverwerving of overdrachtscorridors over lange afstand zijn vereist, waarbij ecologische schade wordt vermeden aan traditionele energieprojecten, geschikt voor meerdere scenario's zoals steden en dorpen.

4. Sterke flexibiliteit, aanpasbaar aan meerdere scenario's

Gediversifieerde scenario's: het kan worden geïnstalleerd op daken, carports, landbouwkassen (agrarische en fotovoltaïsche complementariteit), wateroppervlakken (visserij en fotovoltaïsche complementariteit), enz., Om inactieve ruimte te activeren (bijvoorbeeld een Shandong -bedrijf voor een jaarlijk elektriciteitsverbruik).

De capaciteit kan groot of klein zijn: van 3-10 kW voor huishoudelijk gebruik tot honderden KW tot MW voor industrieel en commercieel gebruik, het kan zich aanpassen aan verschillende gebruikersbehoeften, met een korte bouwperiode (meestal 2-3 maanden) en kan in fasen worden uitgebreid.

5. Verbetering van de energiezekerheid en betrouwbaarheid

Rasterhulpondersteuning: als een gedistribueerde stroombron, in het geval van een roosterfalen (zoals een lokale stroomuitval), kan het een "microgrid" vormen met het energieopslagsysteem om de voeding van belangrijke belastingen te garanderen (zoals fotovoltaïsche + energieopslagsystemen in ziekenhuizen en datacentra).

Verminder externe afhankelijkheid: verminder de afhankelijkheid van gebruikers van gecentraliseerde stroomnetten (met name kolengestookte stroom) en stabiliseer elektriciteitskosten wanneer energieprijzen fluctueren (zoals de stijging van de Europese elektriciteitsprijzen in 2022).

1. Intermitterend en afhankelijkheid van stroomopwekking

Beïnvloed door het weer: de uitgangsvermogen fluctueert met de intensiteit en duur van het licht (de stroomopwekking op regenachtige dagen is slechts 20% -30% van dat op zonnige dagen), en het kan niet onafhankelijk voldoen aan de power-vraag naar alle weersomstandigheden en moet zich vertrouwen op het rooster- of energieopslag (de energieopslagkostenrekeningen voor 30% -50% van de systeeminvestering).

"Power Stragage" 's nachts: wanneer er geen licht is, is het noodzakelijk om elektriciteit volledig uit het rooster te kopen. In essentie is het nog steeds "rastersupplement" in plaats van "vervanging" (zoals het jaarlijkse zelfvoorzieningspercentage van Beijing van huishoudelijke fotovoltaïsche hoedanigheid ongeveer 40%-60%, en zelfs lager in de winter).

2. Hoge initiële investering en lange terugverdientijd

Voorlopige kostenbarrières: de systeemkosten zijn ongeveer US $ 0. 41-0. 68/wp (inclusief componenten, omvormers, beugels en rasterverbindingskosten), en de initiële investering van een 10KW -systeem is US $ 4, 100-6, 800. Hoewel de terugverdientijd ongeveer 5-8 jaar is, is er nog steeds financiële druk op kleine en middelgrote gebruikers.

Subsidie-afhankelijkheid: in gebieden zonder subsidies (zoals sommige ontwikkelingslanden) zijn de kosten per kilowattuur hoger dan de elektriciteitsprijs van het net en de commerciële haalbaarheid wordt verlaagd (bijvoorbeeld de IRR van de niet-gesubsidieerde projecten van India is slechts 5%-7%, die lager is dan de financieringskosten).

3. Technische uitdagingen voor distributienetwerken

Problemen van de stroomkwaliteit: omvormerconversie genereert harmonische vervuiling, die de omliggende stroomverbruikapparatuur kan beïnvloeden (filters moeten worden geconfigureerd, waardoor de kosten met 5%-10%verhogen); Gecentraliseerde toegang tot gedistribueerde stroombronnen kan lokale spanningsoveringen veroorzaken (bijvoorbeeld wanneer de fotovoltaïsche krachtcentrale in landelijke gebieden overbelast is, stijgt de spanning tot meer dan 250V).

Complexiteit van relaisbescherming: traditionele distributienetwerken zijn ontworpen voor "unidirectionele stroming", en bidirectionele stroomstroom kan een verkeerde werking van beschermingsapparaten veroorzaken (zoals eilandeffecten die onderhoudsveiligheid bedreigen) en intelligente distributiesystemen moeten worden opgewaardeerd (de transformatiekosten zijn ongeveer US $ 13, 700-27, 400/station).

Verhoogde planningsproblemen: in scenario's met hoge penetratie (zoals gedistribueerde fotovoltaïsche stroomstations in sommige gebieden van Nederland zijn goed voor meer dan 40%), moet het power grid vaak de output van traditionele stroombronnen of energieopslag aanpassen om real-time vraag en -aanvraag in evenwicht te brengen, waardoor de bedrijfskosten worden verhoogd.

4. Ruimte- en installatiebeperkingen

Beperkingen van de dakconditie: voldoende zonlicht (30 graden -45 graad kantelhoek is het beste), belastingdragende capaciteit (groter dan of gelijk aan 20 kg/m²) en geen obstructie (zoals omliggende bomen, het bouwen van schaduwen). Stedelijke hoogbouwgebouwen of oude daken hebben een laag aanpassingsvermogen (bijvoorbeeld minder dan 30% van de in aanmerking komende daken in de binnenring van Shanghai).

Esthetiek- en nalevingsconflicten: sommige gemeenschappen of historische gebouwen beperken de fotovoltaïsche installatie (bijvoorbeeld, Frankrijk bepaalt dat fotovoltaïsche modules moeten worden gecoördineerd met de kleur en het materiaal van het dak), wat de moeilijkheid van projectimplementatie verhoogt.

5. Vereisten voor onderhoud en full-cycle management

Regelmatig onderhoud is noodzakelijk: de accumulatie van module, het breken van het glas, het falen van de omvormer, enz. Vereisen regelmatige inspecties (aanbevolen eenmaal per kwartaal). Reiniging kan de stroomopwekking met 5%verhogen -10%, maar de arbeidskosten stijgen met projectschaal (bijvoorbeeld de jaarlijkse onderhoudskosten voor een 1MW -project zijn ongeveer US $ 6, 850-10, 960).

Verwijdering van gepensioneerde componenten: na 25 jaar daalt de efficiëntie van componenten onder 80%en is gestandaardiseerde recycling vereist (het wereldwijde recyclingpercentage is momenteel slechts 15%. Hoewel China de "technische specificaties voor fotovoltaïsche module recycling" heeft uitgegeven, is de industriële keten nog niet volwassen).

6. Onzekerheid over beleid en marktomgeving

Risico op subsidie ​​-reductie: PV -subsidies in verschillende landen worden geleidelijk verminderd (de gedistribueerde PV -subsidies van China in 2023 zullen bijvoorbeeld met 50% dalen in vergelijking met 2020), en het inkomen van projecten die afhankelijk zijn van subsidies kan krimpen.

Het roosterverbindingsproces is omslachtig: in sommige regio's is de goedkeuringscyclus voor netstoegang lang (Brazilië duurt bijvoorbeeld 6-12 maanden), en het kan een vooraanbetaling van het roosterupgrade-kosten vereisen (bijvoorbeeld Chile rekent een verbindingskosten van US $ 100, 000 naar US $ 200, 000} voor MW-niveau-projecten).

De voordelen van gedistribueerde fotovoltaïsche stroomopwekking zijn met name prominent aanwezig in prijsgebieden met hoge elektriciteit, stabiel elektriciteitsverbruik en geconcentreerde laadscenario's (zoals industrie, handel en openbare gebouwen), terwijl de nadelen prominenter zijn in scenario's met zwakke power grids, onvoldoende subsidies en struikle-installatieomstandigheden.

Optimalisatiepad:

Technisch niveau: promoot "fotovoltaïsche + energieopslag" -koppeling (soepele output, verhoog zelfvoorziening tot 80% +), ontwikkel zeer efficiënte componenten (zoals TopCon, HJT, Voetafdruk van eenheidscapaciteit verminderen).

Beleidsniveau: verbetering van de normen van het netaansluiting (vereenvoudigingsprocessen), het opzetten van componentrecyclingsystemen en onderzoek "virtuele energiecentrale" aggregatiecompensatiemechanismen (zoals Duitsland maakt gedistribueerde fotovoltaïscheën in staat om deel te nemen aan roosterfrequentievoorschriften en het verkrijgen van voordelen voor hulpdiensten).

Bedrijfsmodel: ontwikkel "fotovoltaïsche leasing" (de initiële investering van de gebruiker vermindert) en "energiebeheercontracten" (EMC -model, voordelen van eigenaren aandelen met nul investeringen).

In de toekomst, met technologische vooruitgang (kostenreductie) en de intelligente upgrade van het Power Grid, zullen de tekortkomingen van gedistribueerde fotovoltaïscheën geleidelijk verzwakken en de kerndrager worden van "Decentralisatie" en "Resilient Power Grid" in energietransformatie.