Die Beziehung zwischen Photovoltaikverteilter Generation und Leistungsnetz

Beziehung zwischen Photovoltaikverteilter Stromerzeugung und Stromnetz

Die verteilte Photovoltaik -Stromerzeugung als Methode für saubere Energienutzung in der Nähe der Benutzerseite hat sowohl erhebliche Vorteile als auch objektive Herausforderungen. Die Vor- und Nachteile müssen umfassend aus mehreren Dimensionen wie Technologie, Wirtschaft, Umwelt und Gesellschaft analysiert werden:

1. Effizienz mit hoher Energieverbrauch und verringerte Übertragungs- und Verteilungsverluste

In der Nähe des Verbrauchs in der Nähe: Das Ende der Stromerzeugung und das Leistungsverbrauch sind hoch gekoppelt (wie Industrie- und Gewerbedächer, Wohngebiete), und der Strom muss nicht über lange Entfernungen übertragen werden, wodurch der Übertragungsverlust von 7% -10% der traditionellen Stromnetze und die Verbesserung der Energieversorgungswirkungsgrade verringert werden.

Peak -Rasier- und Talfüllung: Während der Spitzenstromverbrauchszeiten (wie Sommernachmittage) können verteilte Photovoltaiken die lokalen Lasten direkt ergänzen und den Druck des Stromnetzes lindern (wie ein Photovoltaiksystem in einem Industriepark trifft 30% des Stromverbrauchs und reduziert den Stromanlagen um 50%).

2. Direkte wirtschaftliche Vorteile und eindeutige Kapitalrendite in Investitionen

Selbstgeneration und Selbstverwendung Sparenkosten: Benutzer erfüllen ihren eigenen Strombedarf zu einem Preis, der unter dem Strompreis niedriger ist (z. B. die Kosten für Photovoltaik-Strom sind 0. {055-0. Kosten.

Überschüssiger Stromnetzverbindung erhöht das Einkommen: Durch den Modus "Net Messung" oder "Vollnetzverbindung" kann überschüssiger Strom gemäß dem Strompreis oder der Subventionspolitik verkauft werden (z. B. der Kaufpreis für das Haushaltsfotovoltaikum überschüssiges Strom in Deutschland ist {{0}.

Langfristiges stabiles Einkommen: Die Lebensdauer von Photovoltaikmodulen beträgt 25-30 Jahre, die Wartungskosten während des Betriebszeitraums sind niedrig (ca. 1%-2%/Jahr der anfänglichen Investition), und die IRR (interne Rendite) kann 8%-15%, was besser als die meisten herkömmlichen Investitionen sind, erreichen.

3. erhebliche Umweltvorteile, die Kohlenstoffneutralität hilft

Null-Kohlenstoff-Stromerzeugung: Jeweils 1 kWP verteilte Photovoltaik-Stromerzeugung hat eine jährliche Stromerzeugung von etwa 12 0 0KWH, was der Verringerung der CO₂-Emissionen um 1 Tonne äquivalent ist (berechnet auf der Grundlage der thermischen Leistungsemissionsfaktor von 0,85 kg/kWh). Die Stromversorgung wird im Jahr 2023 150 Millionen kW überschreiten.

Dezentrale Kohlenstoffreduzierung: Es sind keine groß angelegten Landakquisitionen oder Langstreckenübertragungskorridore erforderlich, wodurch ökologische Schäden an herkömmlichen Energieprojekten vermieden werden, die für mehrere Szenarien wie Städte und Dörfer geeignet sind.

4. Starke Flexibilität, anpassungsfähig an mehrere Szenarien

Diversifizierte Szenarien: Es kann auf Dächern, Carports, landwirtschaftlichen Gewächshäusern (landwirtschaftliche und photovoltaische Komplementarität), Wasseroberflächen (Fischerei und Photovoltaik -Komplementarität) usw. installiert werden. Verbrauch).

Die Kapazität kann groß oder klein sein: Von 3-10 kW für den Haushaltsnutzung bis Hunderte von KW bis MW für den industriellen und kommerziellen Gebrauch kann sie sich an verschiedene Benutzerbedürfnisse anpassen, mit einer kurzen Bauzeit (normalerweise 2-3 Monate) und kann in Stufen erweitert werden.

5. Verbesserung der Energiesicherheit und -zuverlässigkeit

Hilfsunterstützung für Gitter: Als verteilte Stromquelle kann im Falle eines Netzversagens (z. B. ein lokaler Stromausfall) ein "Mikrogrid" mit dem Energiespeichersystem bilden, um die Stromversorgung von Schlüsselbelastungen (z. B. Photovoltaic + Energy -Speichersysteme in Krankenhäusern und Rechenzentren) sicherzustellen.

Reduzieren Sie die externe Abhängigkeit: Reduzieren Sie die Abhängigkeit der Benutzer von zentralisierten Stromnetze (insbesondere Kohlekraft) und stabilisieren die Stromkosten, wenn die Energiepreise schwanken (wie der Anstieg der europäischen Strompreise im Jahr 2022).

1. Intermittierend und Abhängigkeit von der Stromerzeugung

Von dem Wetter beeinflusst: Die Ausgangsleistung schwankt mit der Intensität und Dauer des Lichts (die Stromerzeugung an regnerischen Tagen beträgt nur 20% -30% davon an sonnigen Tagen) und es kann nicht unabhängig von der Allwäschemächer-Nachfrage geraten und müssen sich auf das Netz oder die Energiespeicherung (die Energiespeicherkosten für 30% {{4}% der Systemanlage).

"Stromausfall" nachts: Wenn es kein Licht gibt, ist es notwendig, Strom vollständig aus dem Netz zu kaufen. Im Wesentlichen ist es immer noch "Grid Supplement" als "Ersatz" (wie die jährliche Selbstversorgungsrate von Peking von Haushaltsfotovoltaiks beträgt etwa 40%-60%und im Winter sogar niedriger).

2. hohe anfängliche Investition und lange Amortisationszeit

Vorläufige Kostenbarrieren: Die Systemkosten beträgt ungefähr US $ 0. 41-0. 68/wp (einschließlich Komponenten, Wechselrichter, Klammern und Netzverbindungskosten) und die anfängliche Investition eines 10 -kW -Systems $ 4, 100-6, 800. Obwohl die Amortisationszeit bei 5-8 Jahren beträgt, besteht immer noch finanzieller Druck auf kleine und mittlere Benutzer.

Subventionabhängigkeit: In Gebieten ohne Subventionen (wie einige Entwicklungsländer) sind die Kosten pro Kilowattstunde höher als der Strompreis des Netzes, und die kommerzielle Durchführbarkeit wird reduziert (zum Beispiel ist der IRR der unabsideten Projekte Indiens nur 5%{{2}%, was niedriger als die Finanzierungskosten ist).

3. technische Herausforderungen an Vertriebsnetzwerke

Probleme mit der Stromqualität: Die Umwandlung von Wechselrichter erzeugt eine harmonische Verschmutzung, die sich auf die umgebenden Stromverbrauchsgeräte auswirken kann (Filter müssen konfiguriert werden, wodurch die Kosten um 5%-10%erhöht werden); Der zentrale Zugang zu verteilten Leistungsquellen kann lokale Spannungsüberlimiten verursachen (beispielsweise steigt die Spannung auf mehr als 250 V).

Komplexität des Relaisschutzes: Traditionelle Verteilungsnetzwerke sind für den "unidirektionalen Fluss" ausgelegt, und der bidirektionale Stromfluss kann zu einer Fehloperation von Schutzgeräten (z. B. Inseleffekte führen, die die Sicherheit der Wartung bedrohen), und intelligente Vertriebssysteme müssen verbessert werden (die Transformationskosten beträgt etwa 13 US 700-27, 400/Station).

Erhöhte Planungsschwierigkeit: In Szenarien mit hoher Nachwanderung (z. B. verteilte Photovoltaik-Stromstationen in einigen Bereichen der Niederlande machen mehr als 40%aus) muss das Stromnetz häufig die Ausgabe herkömmlicher Leistungsquellen oder Energiespeicher anpassen, um das Angebot und die Echtzeit-Nachfrage auszugleichen, wodurch die Betriebskosten erhöht werden.

4. Platz- und Installationsbeschränkungen

Einschränkungen des Dachzustands: Ausreichend Sonnenlicht (30 Grad -45 Grad Neigungswinkel ist am besten), die tragende Kapazität (größer oder gleich 20 kg/m²) und keine Obstruktion (wie umgebende Bäume, Gebäudeschatten). Städtische Hochhäuser oder alte Dächer haben eine geringe Anpassungsfähigkeit (z. B. weniger als 30% der berechtigten Dächer im inneren Ring von Shanghai).

Ästhetik- und Compliance -Streitigkeiten: Einige Gemeinschaften oder historische Gebäude beschränken die Installation der Photovoltaik (zum Beispiel stipuliert Frankreich, dass Photovoltaikmodule mit der Farbe und dem Material des Daches koordiniert werden müssen), was die Schwierigkeit der Projektumsetzung erhöht.

5. Anforderungen an Wartungs- und Vollzyklusmanagement

Regelmäßige Wartung ist erforderlich: Modulstaubakkumulation, Glasbruch, Wechselrichterversagen usw. Erfordern sich regelmäßige Inspektionen (empfohlen einmal im Viertel). Die Reinigung kann die Stromerzeugung um 5%-10%erhöhen, aber die Arbeitskosten steigen mit der Projektskala (z. B. beträgt die jährliche Wartungsgebühr für ein 1 -MW -Projekt ungefähr 6 US -Dollar, 850-10, 960).

Entsorgung von Komponenten im Ruhestand: Nach 25 Jahren sinkt die Effizienz von Komponenten unter 80%und standardisiertes Recycling ist erforderlich (die globale Recyclingquote beträgt derzeit nur 15%. Obwohl China die "technischen Spezifikationen für das Photovoltaikmodul -Recycling" herausgegeben hat, ist die Branchenkette noch nicht reif).

6. Unsicherheit der Richtlinien und des Marktumfelds

Risiko einer Subventionsverringerung: PV -Subventionen in verschiedenen Ländern werden allmählich reduziert (z. B. werden Chinas verteilte PV -Subventionen im Jahr 2023 gegenüber 2020 um 50% sinken) und das Einkommen von Projekten, die auf Subventionen beruhen, können schrumpfen.

Grid connection process is cumbersome: In some regions, the approval cycle for grid access is long (for example, Brazil takes 6-12 months), and it may require prepayment of grid upgrade fees (for example, Chile charges a connection fee of US$100,000 to US$200,000 for MW-level projects).

Die Vorteile der verteilten Photovoltaik-Stromerzeugung sind in den Bereichen mit hoher Elektrizitätspreis, stabiler Stromverbrauch und konzentrierten Lastszenarien (wie Industrie, Handel und öffentliche Gebäude) besonders hervorragend, während die Nachteile bei Szenarien mit schwachen Stromversorgungen, unzureichenden Unterlagen und harten Installationsbedingungen deutlicher sind.

Optimierungspfad:

Technische Ebene: Förderung der Kopplung "Photovoltaic + Energy Storage" (reibungsloser Ausgang, erhöhen Sie die Selbstversorgung auf 80% +), entwickeln Sie hocheffiziente Komponenten (wie TopCon, HJT, Reduzieren Sie die Einheitskapazitäts Fußabdruck).

Richtlinienniveau: Verbesserung der Netzverbindungsstandards (Vereinfachen Sie Prozesse), leiten Sie Komponenten -Recycling -Systeme ein und erforschen "virtuelle Kraftwerk" -Aggregations -Kompensationsmechanismen (wie Deutschland ermöglicht verteilte Photovoltaike die Teilnahme an der Rasterfrequenzregulierung und zum Erhalten von Hilfsdienstleistungen).

Geschäftsmodell: Entwickeln Sie "Photovoltaic Leasing" (Reduzierung der Benutzer initiale Investitionen) und "Energiemanagementverträge" (EMC -Modell, Eigentümer teilen Leistungen mit Nullinvestition).

In Zukunft werden die Mängel der verteilten Photovoltaik in Zukunft mit technologischer Fortschritt (Kostenreduzierung) und der intelligenten Verbesserung des Stromnetzes allmählich schwächer und werden zum Kernträger der "Dezentralisierung" und des "widerstandsfähigen Leistungsnetzes" in der Energietransformation.