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揭开光伏加储能革命的面纱

什么是光伏加储能系统?其市场前景如何?今天我们以美国为例。为例分析PV-Plus-Storage如何引领市场。

什么是光伏加储能系统?

太阳能电池板只有一项工作:收集阳光并将其转化为电能。但只有在阳光明媚的情况下,它们才能产生这种能量。这就是为什么储存太阳能供以后使用的能力很重要:它有助于保持发电和需求之间的平衡。

锂离子电池是存储这种能量的一种方式。锂是一种轻质金属,电流很容易通过。锂离子使电池可充电,因为它们的化学反应是可逆的,允许它们吸收能量并稍后放电。锂离子电池可以储存大量能量,从而增加了公用事业部门的应用。

许多太阳能系统所有者正在寻找将系统连接到电池的方法,以便他们可以在夜间或停电时使用该能量。简单地说,太阳能+储能系统是一个由连接的太阳能系统充电的电池系统。

美国发展现状

光伏+储能电站主导混合电力增长

伯克利实验室报告称,将风能或太阳能光伏 (PV) 发电能力与电池存储相结合的混合发电厂显着增长。光伏+存储子类别在 2022 年占据该市场的首位。

到 2022 年底,美国已有 374 个公用事业规模混合电站投入运营,每个电站容量超过 1 兆瓦 (MW),自 2021 年以来增加了 25%。

美国不断增长的混合设施网络总计近 41 吉瓦 (GW) 发电容量(增加 15%)和 5.4 吉瓦/15.2 吉瓦时 (GWh) 储能(增加 69% 和 88%)。 2022 年,62 个新建混合电站增加了 4.8 GW 的运营发电容量和 2.1 GW/5.9 GWh 的存储容量。

光伏加储能引领市场

PV-Plus-Storage 是最常见的混合子类别,在美国拥有 213 个电站。去年新增的 62 个混合设施中,它占了 59 个。伯克利实验室报告称,混合光伏+储能电站目前的电池存储容量与独立储能设施大致相同,约为 4 吉瓦。然而,它们的存储容量比独立的同类产品更大,达到 12.5 GWh。

PV-Plus-Storage 在存储-发电机容量比(49%)和存储持续时间(3.1 小时)方面击败了所有其他混合类别。这两个指标的第二佳类别是化石加存储,存储比率为 16%,持续时间为 2.3 小时。相比之下,风加储能电站的平均储能比较低,为14%,持续时间较短,为0.6小时。

储能制造规模扩大

混合发电的持续增长恰逢国内储能系统、太阳能电池板、风力涡轮机和其他清洁能源技术组件制造的蓬勃发展。根据美国清洁能源协会 (ACP) 的一份报告,过去 12 个月私营部门已宣布投资 $2710 亿美元用于公用事业规模的清洁能源和制造项目。

其中包括 83 个新建或扩建的制造工厂,耗资超过 $220 亿美元。 ACP 预计,一旦宣布的设施开始运营,电网规模的电池存储产量将增加超过 15 倍。除了工厂之外,随着去年的通货膨胀削减法案(IRA)增加了清洁技术生产的新激励措施,电池制造商正在扩大其制造产量。

建设 PV-Plus 存储的成本

这取决于您希望存储持续多长时间以及您想要使用多少电量。

随着持续时间的增加,独立的 60 MW 存储系统每兆瓦时 (MWh) 的成本将会降低。这意味着,存储的持续时间越长,每兆瓦时的成本就越低。这是因为逆变器和其他硬件的成本在较短的时间内占系统成本的大部分。系统成本范围从每千瓦时 $380(可提供 4 小时电力的系统)到每千瓦时 $895(可提供 30 分钟的系统)不等。

 

将光伏系统和存储系统放在同一个地方(称为“共置”)可以使两个系统共享一些硬件组件,从而降低成本。托管还可以降低与场地准备、土地征用、安装劳动力、许可、互连以及开发商管理费用和利润相关的成本。当光伏发电和电池存储位于同一位置时,它们可以通过直流耦合或交流耦合配置进行连接。

DC(即直流电)是电池用来存储能量以及光伏板发电的方式。电网和电器使用的是交流电。直流耦合系统需要一个双向逆变器将电池存储直接连接到光伏阵列,而交流耦合系统需要一个双向逆变器和一个光伏逆变器。

共置直流耦合系统的成本比光伏和储能单独部署的系统成本低8%,共置交流耦合系统的成本低7%。 NREL 的新成本模型可用于评估公用事业规模的太阳能+存储系统的成本,并帮助指导未来的研究和开发以降低成本。

这一切要去哪里?

随着太阳能变得更便宜和更广泛使用,储能设备的市场潜力不断增长。面临的挑战是让存储变得经济实惠,使用更具成本效益的电池,同时改进管理和集成技术。确保电网能够以可承受的成本在高峰时段部署足够的能源来满足每个人的需求,从而确保电网的可靠性。