ความสัมพันธ์ระหว่างรุ่นกระจายแสงไฟฟ้าและกริดพลังงาน

ความสัมพันธ์ระหว่างการผลิตพลังงานไฟฟ้าแบบกระจายแสงและกริดพลังงาน

การสร้างพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบกระจายซึ่งเป็นวิธีการใช้พลังงานสะอาดใกล้เคียงกับด้านผู้ใช้มีทั้งข้อได้เปรียบที่สำคัญและความท้าทายตามวัตถุประสงค์ ข้อดีและข้อเสียของมันจำเป็นต้องได้รับการวิเคราะห์อย่างครอบคลุมจากหลายมิติเช่นเทคโนโลยีเศรษฐกิจสิ่งแวดล้อมและสังคม:

1. ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงและการสูญเสียการส่งผ่านและการสูญเสียการกระจายลดลง

การบริโภคในบริเวณใกล้เคียง: จุดสิ้นสุดการผลิตพลังงานและจุดสิ้นสุดการใช้พลังงานมีการรวมกันอย่างมาก (เช่นหลังคาอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์พื้นที่ที่อยู่อาศัย) และไฟฟ้าไม่จำเป็นต้องส่งผ่านระยะทางไกลลดการสูญเสียการส่งผ่าน 7% -10% ของกริดพลังงานแบบดั้งเดิมและการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

การโกนหนวดสูงสุดและการเติมหุบเขา: ในช่วงระยะเวลาการใช้พลังงานสูงสุด (เช่นช่วงบ่ายฤดูร้อน) เซลล์แสงอาทิตย์แบบกระจายสามารถเสริมโหลดท้องถิ่นโดยตรงและบรรเทาแรงดันกริดพลังงาน (เช่นระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในสวนอุตสาหกรรมตรงกับ 30% ของการใช้พลังงานสูงสุด

2. ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจโดยตรงและผลตอบแทนจากการลงทุนที่ชัดเจน

การสร้างตนเองและการใช้ตนเองประหยัดค่าไฟฟ้า: ผู้ใช้ตอบสนองความต้องการไฟฟ้าของตนเองในราคาที่ต่ำกว่าราคาไฟฟ้ากริด (เช่นค่าไฟฟ้าโซลาร์เซลล์คือ 0. 055-0. 0 82 ดอลลาร์สหรัฐ

การเชื่อมต่อ Grid Power ส่วนเกินเพิ่มรายได้: ผ่าน "การวัดแสงสุทธิ" หรือ "การเชื่อมต่อแบบกริดเต็ม" ไฟฟ้าส่วนเกินสามารถขายไปยังกริดตามราคาไฟฟ้าหรือนโยบายเงินอุดหนุน (เช่นราคาซื้อส่วนเกินของเซลล์แสงอาทิตย์ในครัวเรือนในประเทศเยอรมนีคือ 0 15 ยูโร/kWh

รายได้ที่มั่นคงในระยะยาว: อายุการใช้งานของโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์คือ 25-30 ปีต้นทุนการบำรุงรักษาในช่วงระยะเวลาการดำเนินการต่ำ (ประมาณ 1%-2%/ปีของการลงทุนครั้งแรก) และ IRR (อัตราผลตอบแทนภายใน) สามารถเข้าถึง 8%-15%ซึ่งดีกว่าการลงทุนแบบดั้งเดิม

3. ประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญช่วยคาร์บอนเป็นกลาง

การผลิตพลังงานคาร์บอนเป็นศูนย์: การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจาย 1kwp แต่ละครั้งมีการผลิตพลังงานประจำปีประมาณ 12 0 0kWh ซึ่งเทียบเท่ากับการลดการปล่อยCO₂โดย 1 ตัน พลังงานแสงอาทิตย์จะเกิน 150 ล้านกิโลวัตต์ในปี 2566)

การลดคาร์บอนแบบกระจายอำนาจ: ไม่จำเป็นต้องมีทางเดินในพื้นที่ขนาดใหญ่หรือทางเดินการส่งผ่านทางไกลหลีกเลี่ยงความเสียหายทางนิเวศวิทยาต่อโครงการพลังงานแบบดั้งเดิมซึ่งเหมาะสำหรับหลาย ๆ สถานการณ์เช่นเมืองและหมู่บ้าน

4. ความยืดหยุ่นที่แข็งแกร่งสามารถปรับให้เข้ากับหลายสถานการณ์

สถานการณ์ที่หลากหลาย: สามารถติดตั้งบนหลังคา, carports, โรงเรือนเกษตร (การเกษตรและเซลล์แสงอาทิตย์), พื้นผิวน้ำ (การประมงและเซลล์ไฟฟ้าเต็มไปด้วยไฟฟ้า) ฯลฯ เพื่อเปิดใช้งานพื้นที่ว่าง

ความจุอาจมีขนาดใหญ่หรือเล็ก: จาก 3-10 kW สำหรับการใช้งานในครัวเรือนหลายร้อย kW ถึง MW สำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์สามารถปรับให้เข้ากับความต้องการของผู้ใช้ที่แตกต่างกันโดยมีระยะเวลาการก่อสร้างสั้น ๆ (โดยปกติ 2-3 เดือน) และสามารถขยายได้ในขั้นตอน

5. ปรับปรุงความปลอดภัยพลังงานและความน่าเชื่อถือ

การสนับสนุนเสริมของกริด: ในฐานะแหล่งพลังงานแบบกระจายในกรณีที่เกิดความล้มเหลวของกริด (เช่นไฟฟ้าดับในท้องถิ่น) มันสามารถสร้าง "microgrid" ด้วยระบบจัดเก็บพลังงานเพื่อให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟของโหลดที่สำคัญ (เช่นระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ + พลังงานในโรงพยาบาลและศูนย์ข้อมูล)

ลดการพึ่งพาอาศัยกันภายนอก: ลดการพึ่งพาของผู้ใช้ในกริดพลังงานจากส่วนกลาง (โดยเฉพาะพลังงานที่ใช้ถ่านหิน) และทำให้ต้นทุนไฟฟ้าคงที่เมื่อราคาพลังงานผันผวน (เช่นการเพิ่มขึ้นของราคาไฟฟ้าในยุโรปในปี 2565)

1. เป็นระยะ ๆ และการพึ่งพาการผลิตไฟฟ้า

ได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศ: กำลังขับของเอาท์พุทผันผวนกับความเข้มและระยะเวลาของแสง (การผลิตพลังงานในวันที่ฝนตกเพียง 20% -30}% ของวันที่มีแดด) และไม่สามารถตอบสนองความต้องการพลังงานทั้งหมดของสภาพอากาศได้อย่างอิสระ

"ไฟดับ" ในเวลากลางคืน: เมื่อไม่มีแสงจำเป็นต้องซื้อไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์จากกริด ในสาระสำคัญมันยังคงเป็น "อาหารเสริมกริด" มากกว่า "การเปลี่ยน" (เช่นอัตราการพึ่งพาตนเองประจำปีของปักกิ่งของเซลล์แสงอาทิตย์ในครัวเรือนอยู่ที่ประมาณ 40%-60%และต่ำกว่าในฤดูหนาว)

2. การลงทุนเริ่มต้นสูงและระยะเวลาคืนทุนที่ยาวนาน

อุปสรรคต้นทุนเบื้องต้น: ค่าใช้จ่ายของระบบประมาณ US $ 0. 41-0. 68/WP (รวมถึงส่วนประกอบอินเวอร์เตอร์วงเล็บและค่าใช้จ่ายในการเชื่อมต่อกริด) และการลงทุนเริ่มต้นของระบบ 10KW คือ US $ 4, 100-6, 800 แม้ว่าระยะเวลาคืนทุนจะประมาณ 5-8 ปี แต่ก็ยังมีแรงกดดันทางการเงินต่อผู้ใช้ขนาดเล็กและขนาดกลาง

การพึ่งพาเงินอุดหนุน: ในพื้นที่ที่ไม่มีเงินอุดหนุน (เช่นประเทศกำลังพัฒนาบางประเทศ) ค่าใช้จ่ายต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงสูงกว่าราคาไฟฟ้ากริดและความเป็นไปได้เชิงพาณิชย์ลดลง (ตัวอย่างเช่นโครงการ IRR ของโครงการที่ไม่ได้รับการแก้ไขของอินเดียเพียง 5%-7

3. ความท้าทายทางเทคนิคในการจัดจำหน่ายเครือข่าย

ปัญหาคุณภาพพลังงาน: การแปลงอินเวอร์เตอร์สร้างมลพิษฮาร์มอนิกซึ่งอาจส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ที่ใช้พลังงานโดยรอบ (ตัวกรองจำเป็นต้องกำหนดค่าเพิ่มค่าใช้จ่าย 5%-10%); การเข้าถึงแหล่งพลังงานแบบกระจายส่วนกลางอาจทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในท้องถิ่นเกินขีด จำกัด (ตัวอย่างเช่นเมื่อสถานีพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ในพื้นที่ชนบทมากเกินไปแรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 250V)

ความซับซ้อนของการป้องกันการถ่ายทอด: เครือข่ายการกระจายแบบดั้งเดิมได้รับการออกแบบมาสำหรับ "การไหลของทิศทางเดียว" และการไหลของพลังงานแบบสองทิศทางอาจทำให้เกิดการป้องกันอุปกรณ์ป้องกันที่ผิดพลาด (เช่นเอฟเฟกต์การเกาะที่คุกคามความปลอดภัยการบำรุงรักษา) และระบบการกระจายอัจฉริยะจำเป็นต้องได้รับการอัพเกรด (ต้นทุนการเปลี่ยนแปลงอยู่ที่ประมาณ 13 ดอลลาร์สหรัฐ

ความยากลำบากในการตั้งเวลาที่เพิ่มขึ้น: ในสถานการณ์ที่มีการติดตั้งสูง (เช่นสถานีพลังงานแสงอาทิตย์แบบกระจายในบางพื้นที่ของเนเธอร์แลนด์มีสัดส่วนมากกว่า 40%) กริดพลังงานจำเป็นต้องปรับเอาท์พุทของแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมหรือการจัดเก็บพลังงาน

4. ข้อ จำกัด ด้านพื้นที่และการติดตั้ง

ข้อ จำกัด สภาพหลังคา: แสงแดดที่เพียงพอ (30 องศา -45 มุมเอียงองศาที่ดีที่สุด) ความสามารถในการรับน้ำหนัก (มากกว่าหรือเท่ากับ 20 กก./ตารางเมตร) และไม่มีสิ่งกีดขวาง (เช่นต้นไม้โดยรอบสร้างเงา) อาคารสูงในเมืองหรือหลังคาเก่ามีการปรับตัวต่ำ (ตัวอย่างเช่นหลังคาที่มีสิทธิ์น้อยกว่า 30% ภายในวงแหวนด้านในของเซี่ยงไฮ้)

ข้อพิพาทด้านสุนทรียศาสตร์และการปฏิบัติตาม: ชุมชนบางแห่งหรืออาคารประวัติศาสตร์ จำกัด การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ (ตัวอย่างเช่นฝรั่งเศสกำหนดว่าโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์จะต้องประสานงานกับสีและวัสดุของหลังคา) ซึ่งเพิ่มความยากลำบากในการดำเนินโครงการ

5. ข้อกำหนดการบำรุงรักษาและการจัดการเต็มวัฏจักร

จำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ: การสะสมฝุ่นโมดูลการแตกของแก้วความล้มเหลวของอินเวอร์เตอร์ ฯลฯ ต้องมีการตรวจสอบเป็นประจำ (แนะนำหนึ่งครั้งหนึ่งในสี่) การทำความสะอาดสามารถเพิ่มการผลิตพลังงานได้ 5%-10%แต่ต้นทุนแรงงานเพิ่มขึ้นตามมาตราส่วนโครงการ (ตัวอย่างเช่นค่าบำรุงรักษาประจำปีสำหรับโครงการ 1MW ประมาณ 6 ดอลลาร์สหรัฐ 850-10, 960)

การกำจัดส่วนประกอบที่เกษียณอายุแล้ว: หลังจาก 25 ปีประสิทธิภาพของส่วนประกอบลดลงต่ำกว่า 80%และจำเป็นต้องมีการรีไซเคิลที่ได้มาตรฐาน (อัตราการรีไซเคิลทั่วโลกมีเพียง 15%แม้ว่าจีนจะออก "ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการรีไซเคิลโมดูลเซลล์แสงอาทิตย์"

6. ความไม่แน่นอนของนโยบายและสภาพแวดล้อมการตลาด

ความเสี่ยงของการลดเงินอุดหนุน: เงินอุดหนุน PV ในประเทศต่างๆจะค่อยๆลดลง (ตัวอย่างเช่นเงินอุดหนุน PV แบบกระจายของจีนในปี 2566 จะลดลง 50% เมื่อเทียบกับปี 2020) และรายได้ของโครงการที่พึ่งพาการอุดหนุนอาจหดตัวลง

กระบวนการเชื่อมต่อแบบกริดนั้นยุ่งยาก: ในบางภูมิภาควงจรการอนุมัติสำหรับการเข้าถึงกริดมีความยาว (ตัวอย่างเช่นบราซิลใช้เวลา 6-12 เดือน) และอาจต้องมีค่าธรรมเนียมการอัปเกรดกริดล่วงหน้า (ตัวอย่างเช่นชิลีเรียกเก็บค่าธรรมเนียมการเชื่อมต่อที่ US $ 100, 000

ข้อดีของการผลิตพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบกระจายมีความโดดเด่นเป็นพิเศษในพื้นที่ราคาไฟฟ้าสูงการใช้ไฟฟ้าที่เสถียรและสถานการณ์โหลดเข้มข้น (เช่นอุตสาหกรรมการค้าและอาคารสาธารณะ) ในขณะที่ข้อเสียมีความโดดเด่นมากขึ้นในสถานการณ์ที่มีกริดพลังงานอ่อนแอ

เส้นทางการเพิ่มประสิทธิภาพ:

ระดับเทคนิค: ส่งเสริมการมีเพศสัมพันธ์ "โซลาร์เซลล์ + การจัดเก็บพลังงาน" (เอาท์พุทที่ราบรื่นเพิ่มความพอเพียงเป็น 80% +) พัฒนาส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพสูง (เช่น TopCon, HJT, ลดความจุของหน่วย)

ระดับนโยบาย: ปรับปรุงมาตรฐานการเชื่อมต่อ GRID (ทำให้กระบวนการง่ายขึ้น) สร้างระบบรีไซเคิลส่วนประกอบและสำรวจกลไกการชดเชยการรวม "โรงไฟฟ้าเสมือนจริง" (เช่นเยอรมนีช่วยให้เซลล์แสงอาทิตย์แบบกระจายสามารถเข้าร่วมในการควบคุมความถี่กริดและได้รับประโยชน์จากการบริการเสริม)

รูปแบบธุรกิจ: พัฒนา "การเช่าซื้อไฟฟ้าโซลาร์เซลล์" (ลดการลงทุนเริ่มต้นของผู้ใช้) และ "สัญญาการจัดการพลังงาน" (รูปแบบ EMC เจ้าของแบ่งปันผลประโยชน์กับการลงทุนเป็นศูนย์)

ในอนาคตด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี (การลดต้นทุน) และการอัพเกรดอัจฉริยะของกริดพลังงานข้อบกพร่องของเซลล์แสงอาทิตย์แบบกระจายจะค่อยๆลดลงและกลายเป็นผู้ให้บริการหลักของ "การกระจายอำนาจ" และ "กริดพลังงานที่ยืดหยุ่น" ในการเปลี่ยนแปลงพลังงาน