A relação entre geração distribuída fotovoltaica e grade de energia

Relação entre geração de energia distribuída fotovoltaica e grade de energia

A geração de energia fotovoltaica distribuída, como um método de utilização de energia limpa próxima ao lado do usuário, tem vantagens significativas e desafios objetivos. Suas vantagens e desvantagens precisam ser analisadas de forma abrangente de várias dimensões, como tecnologia, economia, meio ambiente e sociedade:

1. Eficiência de utilização de alta energia e perdas reduzidas de transmissão e distribuição

Consumo próximo: o final da geração de energia e o final do consumo de energia são altamente acoplados (como telhados industriais e comerciais, áreas residenciais) e a eletricidade não precisa ser transmitida por longas distâncias, reduzindo a perda de transmissão de 7% -10}% da grade de energia tradicional e melhorando a eficiência da utilização de energia.

Pico de barbear e preenchimento do vale: Durante os períodos de pico de consumo de energia (como as tardes de verão), os fotovoltaicos distribuídos podem complementar diretamente cargas locais e aliviar a pressão da grade de energia (como um sistema fotovoltaico em um parque industrial atende a 30% do pico de consumo de energia e reduz a demanda por 50%).

2. Benefícios econômicos diretos e retorno claro do investimento

Auto-geração e auto-uso economizam custos de eletricidade: os usuários atendem às suas próprias necessidades de eletricidade a um custo menor que o preço da eletricidade da grade (por exemplo, o custo da eletricidade fotovoltaica é 0. 055-0.

A conexão de grade de energia excedente aumenta a renda: através do modo de "medição líquida" ou "conexão de grade completa", o excesso de eletricidade pode ser vendido à grade de acordo com o preço da eletricidade ou a política de subsídios (por exemplo, o preço de compra do excedente fotovoltaico doméstico na Alemanha é 0.

Renda estável a longo prazo: a vida dos módulos fotovoltaicos é 25-30 anos, o custo de manutenção durante o período de operação é baixo (cerca de 1%-2%/ano do investimento inicial) e a TIR (taxa interna de retorno) pode atingir 8%-15}, melhor que mais que é melhor que os investimentos mais tradicionais.

3. Benefícios ambientais significativos, ajudando a neutralidade de carbono

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 distributed A energia fotovoltaica excederá 150 milhões de kW em 2023).

Redução descentralizada de carbono: Não são necessários corredores de aquisição de terras em larga escala ou transmissão de longa distância, evitando danos ecológicos aos projetos de energia tradicional, adequados para vários cenários, como cidades e aldeias.

4. Forte flexibilidade, adaptável a vários cenários

Cenários diversificados: pode ser instalado em telhados, carports, estufas agrícolas (complementaridade agrícola e fotovoltaica), superfícies de água (pesca e complementaridade fotovoltaica), etc., para ativar um quintal de kill, por exemplo, uma empresa de shandong usada para a possibilidade de uma poderosa, para construir uma usina de 5mw, para construir uma usina de 5mw, a 5Mw Powertics, que é uma empresa de shandong de uma usina de uma fábrica para construir uma usina de 5mw Powerning (por exemplo, uma empresa de shandong usada de uma fábrica para construir um 5MW Power Power Power. consumo).

A capacidade pode ser grande ou pequena: de 3-10 kW para uso doméstico para centenas de kW a MW para uso industrial e comercial, pode se adaptar a diferentes necessidades do usuário, com um curto período de construção (geralmente 2-3} meses) e pode ser expandido em estágios.

5. Melhore a segurança e a confiabilidade energéticas

Suporte auxiliar da grade: como fonte de energia distribuída, no caso de uma falha na grade (como uma interrupção local de energia), ele pode formar uma "micrograda" com o sistema de armazenamento de energia para garantir a fonte de alimentação de cargas -chave (como sistemas de armazenamento de energia fotovoltaicos + em hospitais e data centers).

Reduza a dependência externa: reduza a dependência dos usuários em grades de energia centralizada (especialmente energia a carvão) e estabilize os custos de eletricidade quando os preços da energia flutuam (como o aumento nos preços europeus de eletricidade em 2022).

1. Intermitente e dependência da geração de energia

Afetado pelo clima: a potência de saída flutua com a intensidade e duração da luz (a geração de energia nos dias de chuva é de apenas 20% -30}% disso em dias ensolarados) e não pode atender independentemente à demanda de energia para todos) e precisa depender da grade ou do armazenamento de energia (do armazenamento de energia (de armazenamento de energia) para 30%.

"Falta de energia" à noite: quando não há luz, é necessário comprar a eletricidade completamente da grade. Em essência, ainda é "suplemento de grade" em vez de "substituição" (como a taxa anual de auto-suficiência de Pequim da fotovoltaica doméstica é de cerca de 40%-60%e ainda mais baixa no inverno).

2. Alto investimento inicial e longo período de retorno

Barreiras de custo preliminares: o custo do sistema é de cerca de US $ 0. 41-0. Embora o período de retorno seja de cerca de 5-8 anos, ainda há pressão financeira em usuários pequenos e médios.

Dependência de subsídios: em áreas sem subsídios (como alguns países em desenvolvimento), o custo por quilowatt-hora é maior que o preço da eletricidade da grade e a viabilidade comercial é reduzida (por exemplo, a TIR dos projetos não subsidiados da Índia é de apenas 5%-7%, que é menor que o custo de financiamento).

3. Desafios técnicos para redes de distribuição

Problemas de qualidade da energia: a conversão do inversor gera poluição harmônica, que pode afetar o equipamento de consumo de energia ao redor (os filtros precisam ser configurados, aumentando os custos em 5%-10%); O acesso centralizado a fontes de energia distribuído pode causar excesso de tensão local (por exemplo, quando a usina fotovoltaica nas áreas rurais é sobrecarregada, a tensão aumenta para mais de 250V).

Complexidade da proteção de relé: as redes de distribuição tradicionais são projetadas para "fluxo unidirecional", e o fluxo de energia bidirecional pode causar a inposição de dispositivos de proteção (como efeitos de ilhas que ameaçam a segurança da manutenção), e os sistemas de distribuição inteligentes precisam ser atualizados (o custo de transformação é de cerca de US $ 13, {1}}, 400/estação).

Dificuldade de agenda aumentada: em cenários de alta penetração (como usinas fotovoltaicas distribuídas em algumas áreas da Holanda representam mais de 40%), a rede elétrica precisa ajustar frequentemente a produção de fontes tradicionais de energia ou armazenamento de energia para equilibrar a oferta e demanda em tempo real, aumentando assim os custos operacionais.

4. Restrições de espaço e instalação

Restrições da condição do telhado: luz solar suficiente (30 graus -45 ângulo de inclinação de grau é o melhor), capacidade de suporte de carga (maior ou igual a 20kg/m²) e nenhuma obstrução (como árvores circundantes, sombras de construção). Prédios altos urbanos ou telhados antigos têm baixa adaptabilidade (por exemplo, menos de 30% dos telhados elegíveis dentro do anel interno de Xangai).

Disputas de estética e conformidade: Algumas comunidades ou edifícios históricos restringem a instalação fotovoltaica (por exemplo, a França estipula que os módulos fotovoltaicos devem ser coordenados com a cor e o material do telhado), o que aumenta a dificuldade da implementação do projeto.

5. Requisitos de manutenção e gerenciamento de ciclo completo

É necessária manutenção regular: acúmulo de poeira do módulo, quebra de vidro, falha do inversor, etc. requer inspeções regulares (recomendadas uma vez por trimestre). A limpeza pode aumentar a geração de energia em 5%-10%, mas os custos de mão -de -obra aumentam com a escala do projeto (por exemplo, a taxa de manutenção anual para um projeto de 1MW é de aproximadamente US $ 6, 850-10, 960).

Descarte de componentes aposentados: Após 25 anos, a eficiência dos componentes cai abaixo de 80%e a reciclagem padronizada é necessária (a taxa de reciclagem global é atualmente apenas 15%. Embora a China tenha emitido as "especificações técnicas para a reciclagem do módulo fotovoltaico", a cadeia da indústria ainda não está madura).

6. Incerteza de políticas e ambiente de mercado

Risco de redução de subsídios: os subsídios fotovoltaicos em vários países são gradualmente reduzidos (por exemplo, os subsídios fotovoltaicos distribuídos da China em 2023 cairão 50% em comparação com 2020), e a renda de projetos que dependem de subsídios pode diminuir.

O processo de conexão da grade é complicado: em algumas regiões, o ciclo de aprovação para o acesso à grade é longo (por exemplo, o Brasil leva 6-12 meses) e pode exigir o pré-pagamento das taxas de atualização da grade (por exemplo, o Chile cobra uma taxa de conexão de US $ 100, 000 a US $ 200, 000}}}} {4}}.

As vantagens da geração de energia fotovoltaica distribuída são particularmente proeminentes em áreas de preço de alta eletricidade, consumo estável de eletricidade e cenários de carga concentrados (como indústria, comércio e edifícios públicos), enquanto as desvantagens são mais proeminentes em cenários com grades fracas, subsídios insuficientes e condições de instalação duras.

Caminho de otimização:

Nível técnico: promover o acoplamento "fotovoltaico + armazenamento de energia" (saída suave, aumentar a auto-suficiência para 80% +), desenvolver componentes de alta eficiência (como topcon, hjt, reduzir a pegada de capacidade unitária).

Nível da política: melhore os padrões de conexão da grade (simplifique processos), estabeleça sistemas de reciclagem de componentes e explore os mecanismos de remuneração de agregação de "usina virtual" (como a Alemanha, permite que a fotovoltaica distribuída participe da regulamentação da frequência da grade e obtenha benefícios de serviço auxiliar).

Modelo de Negócios: Desenvolva "Leasing Photovoltaico" (Reduza o Investimento Inicial do Usuário) e "Contratos de Gerenciamento de Energia" (modelo EMC, os proprietários compartilham benefícios com investimento zero).

No futuro, com o progresso tecnológico (redução de custos) e a atualização inteligente da rede elétrica, as deficiências dos fotovoltaicos distribuídos enfraquecerão gradualmente e se tornarão o principal portador de "descentralização" e "grade de energia resiliente" na transformação de energia.