הקשר בין ייצור מופץ פוטו -וולטאי לרשת כוח

קשר בין ייצור חשמל מפוזר פוטו -וולטאי לרשת כוח

ייצור חשמל פוטו -וולטאי מופץ, כשיטת ניצול אנרגיה נקייה קרוב לצד המשתמש, יש יתרונות משמעותיים וגם אתגרים אובייקטיביים. יש לנתח באופן מקיף את היתרונות והחסרונות שלה באופן מקיף מממדים מרובים כמו טכנולוגיה, כלכלה, סביבה וחברה:

1. יעילות ניצול אנרגיה גבוהה והפחתת הפסדי ההעברה וההפצה

הצריכה הסמוכה: סוף ייצור החשמל וסוף צריכת החשמל משולבים מאוד (כמו גגות תעשייתיים ומסחריים, אזורי מגורים), וחשמל אינו צריך להעביר לאורך מרחקים ארוכים, מה שמפחית את אובדן ההעברה של 7% {}}}% מרשת הכוח המסורתית ושיפור יעילות ניצול האנרגיה.

גילוח שיא ומילוי עמק: במהלך תקופות צריכת חשמל שיא (כגון אחר הצהריים בקיץ), פוטו -וולטאים מבוזרים יכולים להשלים ישירות עומסים מקומיים ולהקל על לחץ רשת חשמל (כמו מערכת פוטו -וולטאית בפארק התעשייה פוגש 30% מצריכת חשמל לשיא ומפחית את חיובי החשמל בביקוש ב -50%).

2. יתרונות כלכליים ישירים ותשואה ברורה על ההשקעה

ייצור עצמי ושימוש עצמי חוסכים עלויות חשמל: משתמשים עונים על צרכי החשמל שלהם בעלות נמוכה ממחיר החשמל של הרשת (למשל, עלות החשמל הפוטו-וולטאי היא 0. 055-0. 0 82 דולר ארה"ב, הנמוך מהמחיר התעשייתי והמסחרי של 0.

עודפי חיבור רשת חשמל מגדיל את ההכנסה: דרך מצב "מדידה נטו" או "חיבור רשת מלאה", ניתן למכור עודף חשמל לרשת בהתאם למחיר החשמל או מדיניות הסבסוד (למשל, מחיר הרכישה של עודף פוטו -וולטאי ביתי בגרמניה הוא 0. 15 יורו/כ"ס, מכסה כ- 40% בעלות השקעה).

הכנסה יציבה לטווח הארוך: חיי המודולים הפוטו-וולטאיים הם 25-30 שנים, עלות התחזוקה במהלך תקופת הפעולה נמוכה (בערך 1%{}}}%/שנה של ההשקעה הראשונית), וה- IRR (שיעור התשואה הפנימי) יכול להגיע ל 8%{}}%, וזה טוב יותר מהשקעות מסורתיות.

3. יתרונות סביבתיים משמעותיים, עוזרים לניטרליות פחמן

ייצור חשמל אפס-פחמן: לכל ייצור חשמל פוטו-וולטאי מופץ של 1KWP יש ייצור חשמל שנתי של כ- 12 0 0 קוט"ש, המקביל להפחתת פליטות CO₂ בטון 1 (מחושב על בסיס גורם פליטת כוח תרמי של 0.85 ק"ג/קוט"ש), אשר נמצא בשורה עם יצרני הפחתת פליטה גלובליים (כ"סין "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" "" הכוח הפוטו -וולטאי יעלה על 150 מיליון קילוואט בשנת 2023).

הפחתת פחמן מבוזרת: לא נדרשת רכישת קרקע רחבת היקף או מסדרונות העברה למרחקים ארוכים, תוך הימנעות מפגיעה אקולוגית לפרויקטים של אנרגיה מסורתית, המתאימים לתרחישים מרובים כמו ערים וכפרים.

4. גמישות חזקה, הניתנת להתאמה לתרחישים מרובים

תרחישים מגוונים: ניתן להתקין אותו על גגות, חניונים, חממות חקלאיות (השלמה חקלאית ופוטו -וולטאית), משטחי מים (דייג ומשלימות פוטו -וולטאיות), וכו ', כדי להפעיל חלל סרק (למשל, חברת Shandong השתמשו בגג של גג של גג של פלטה של ​​5 MMW, עם פלטה של ​​5 MW, Photovolta, Photocata, Phatocata, Partata Parta, Partata, 6 MMW, Partata, Partata, Partata, Partata, 6 MMW, Partata: 40% מצריכת החשמל).

הקיבולת יכולה להיות גדולה או קטנה: מ- 3-10 kw לשימוש ביתי למאות קילוואט ל- MW לשימוש תעשייתי ומסחרי, היא יכולה להסתגל לצרכי משתמש שונים, עם תקופת בנייה קצרה (בדרך כלל 2-3 חודשים), וניתן להרחיב אותה בשלבים.

5. שפר את אבטחת האנרגיה והאמינות

תמיכה עזר לרשת: כמקור כוח מבוזר, במקרה של כשל ברשת (כגון הפסקת חשמל מקומית), הוא יכול ליצור "מיקרו -גביד" עם מערכת אחסון האנרגיה כדי להבטיח אספקת חשמל של עומסי מפתח (כגון מערכות אחסון פוטו -וולטאיות + אנרגיה בבתי חולים ומרכזי נתונים).

צמצם את התלות החיצונית: הפחית את התלות של המשתמשים ברשתות כוח ריכוזיות (במיוחד כוח פחם), והתייצב על עלויות החשמל כאשר מחירי האנרגיה משתנים (כמו הזינוק במחירי החשמל האירופיים בשנת 2022).

1. לסירוגין ותלות של ייצור חשמל

מושפע ממזג האוויר: כוח הפלט משתנה בעוצמת האור ומשך הזמן (ייצור החשמל בימים גשומים הוא רק 20% -30% מזה בימים שטופי שמש), והוא לא יכול לעמוד באופן עצמאי בביקוש הכוח של כל מזג האוויר, וצריך להסתמך על האחסון ברשת או באנרגיה (עלות אחסון האנרגיה מהווה 30% {4} נות).

"הפסקת חשמל" בלילה: כשאין אור, יש צורך לרכוש חשמל לחלוטין מהרשת. בעיקרו של דבר, מדובר עדיין ב"תוסף רשת "ולא" החלפה "(כמו שיעור ההסתפקות העצמי השנתי של בייג'ינג של פוטו-וולטאים ביתיים הוא בערך 40%{}}}%ואף נמוך יותר בחורף).

2. השקעה ראשונית גבוהה ותקופת החזר ארוכה

מחסומי עלות ראשוניים: עלות המערכת היא בערך $ 0. 41-0. 68/WP (כולל רכיבים, ממירים, סוגריים ועלויות חיבור לרשת), וההשקעה הראשונית של מערכת 10KW היא 4 $, {5}}, 800. למרות שתקופת ההחזר היא בערך 5-8 שנים, עדיין יש לחץ כספי על משתמשים קטנים ובינוניים.

תלות סבסוד: באזורים ללא סובסידיות (כמו כמה מדינות מתפתחות), העלות לקילוואט-שעה גבוהה יותר ממחיר החשמל של רשת, וכדאיות מסחרית מופחתת (לדוגמא, ה- IRR של הפרויקטים הבלתי-מסודרים של הודו הוא רק 5%{{2}%, הנמוך מעלות המימון).

3. אתגרים טכניים לרשתות הפצה

בעיות באיכות חשמל: המרת מהפך מייצרת זיהום הרמוני, מה שעלול להשפיע על ציוד צורך כוח מסביב (יש להגדיר מסננים, ולהגדיל את העלויות ב -5%-10%); גישה ריכוזית למקורות כוח מבוזרים עלולה לגרום לתחומי יתר של מתח מקומי (לדוגמה, כאשר עומס יתר על ידי תחנת הכוח הפוטו-וולטאית באזורים כפריים, המתח עולה ליותר מ- 250 וולט).

מורכבות הגנת ממסר: רשתות הפצה מסורתיות מיועדות ל"זרימה חד כיוונית ", וזרימת כוח דו כיוונית עלולה לגרום לשגירת מערכות שגויות של מכשירי הגנה (כגון אפקטים של איים המאיימים על בטיחות התחזוקה), וצריך לשדרג מערכות הפצה חכמות (עלות הטרנספורמציה היא בערך 13 $, {1}}, 400/תחנה).

קושי מוגבר לתזמון: בתרחישים של חדירה גבוהה (כגון תחנות כוח פוטו-וולטאיות מופצות באזורים מסוימים בהולנד מהווים יותר מ- 40%), רשת החשמל צריכה להתאים לעתים קרובות את תפוקת מקורות הכוח המסורתיים או אחסון אנרגיה כדי לאזן בין אספקה ​​וביקוש בזמן אמת, ובכך להגדיל את עלויות התפעול.

4. מגבלות שטח והתקנה

אילוצי מצב גג: אור שמש מספיק (30 מעלות -45 זווית הטיה של תואר הוא הטוב ביותר), יכולת נושאת עומס (גדולה או שווה ל 20 ק"ג/מ"ר), ואין חסימה (כגון עצים מסביב, בניית צללים). לבניינים בעלי קומות עירוניות או לגגות ישנים יש יכולת הסתגלות נמוכה (למשל, פחות מ -30% מהגגות הזכאים בתוך הטבעת הפנימית של שנחאי).

סכסוכי אסתטיקה ותאימות: כמה קהילות או מבנים היסטוריים מגבילים התקנה פוטו -וולטאית (לדוגמה, צרפת קובעת כי יש לתאם מודולים פוטו -וולטאיים עם צבע וחומר הגג), מה שמגדיל את הקושי ביישום הפרויקט.

5. דרישות תחזוקה וניהול מחזור מלא

יש צורך בתחזוקה שוטפת: הצטברות אבק מודול, שבירת זכוכית, כישלון מהפך וכו 'דורשים בדיקות קבועות (מומלץ פעם ברבע). ניקוי יכול להגדיל את ייצור החשמל ב- 5%-10%, אך עלויות העבודה גדלות עם סולם הפרויקט (לדוגמה, דמי התחזוקה השנתיים לפרויקט 1MW הוא בערך 6 $, 850-10, 960).

סילוק רכיבים בדימוס: לאחר 25 שנה, יעילות הרכיבים יורדת מתחת ל 80%, ומיחזור סטנדרטי (שיעור המיחזור העולמי הוא כיום 15%בלבד. למרות שסין פרסמה את "המפרט הטכני למיחזור מודול פוטו -וולטאי", שרשרת התעשייה עדיין אינה בוגרת).

6. אי וודאות במדיניות וסביבת השוק

הסיכון להפחתת סבסוד: סובסידיות PV במדינות שונות מצטמצמות בהדרגה (למשל, סובסידיות ה- PV המופצות של סין בשנת 2023 יירדו ב -50% לעומת 2020), והכנסות הפרויקטים הנשענים על סובסידיות עלולות להתכווץ.

תהליך חיבור הרשת הוא מסורבל: באזורים מסוימים, מחזור האישור לגישה לרשת הוא ארוך (לדוגמה, ברזיל לוקח 6-12 חודשים), והוא עשוי לדרוש תשלום מראש של שדרוג שדרוג רשת (לדוגמה, צ'ילה מחייבת דמי חיבור של $ 100, {2}}}} Us $ 200,}}}}}}}.

היתרונות של ייצור חשמל פוטו-וולטאי מבוזר בולטים במיוחד באזורי מחיר חשמלי גבוה, צריכת חשמל יציבה ותרחישי עומס מרוכזים (כמו תעשייה, מסחר ומבני ציבור), בעוד שהחסרונות בולטים יותר בתרחישים עם רשתות כוח חלשות, סביות לא מספיקות, ותנאי התקנה קשה.

מסלול אופטימיזציה:

רמה טכנית: קידום צימוד "פוטו-וולטאי + אחסון אנרגיה" (תפוקה חלקה, הגדל את ההסתפקות העצמית ל 80% +), מפתחים רכיבים יעילים גבוהים (כגון TopCon, HJT, הפחיתו את טביעת הרגל של קיבולת היחידה).

רמת מדיניות: שפר את תקני חיבור הרשת (פשט תהליכי פשט), קבע מערכות מיחזור רכיבים וחקר מנגנוני פיצוי צבירה של "תחנת כוח וירטואלית" (כגון גרמניה מאפשרים פוטו -וולטאים מבוזרים להשתתף בוויסות תדירות הרשת ולקבל יתרונות שירות עזר).

מודל עסקי: פיתוח "ליסינג פוטו -וולטאי" (צמצם את ההשקעה הראשונית של המשתמש) ואת "חוזי ניהול אנרגיה" (מודל EMC, הבעלים חולקים יתרונות עם אפס השקעה).

בעתיד, עם התקדמות טכנולוגית (הפחתת עלות) והשדרוג החכם של רשת הכוח, החסרונות של פוטו -וולטאים מבוזרים יחלישו בהדרגה ויהפכו למנשא הליבה של "ביזור" ו"רשת כוח עמידה "בהפיכת אנרגיה.