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光伏儲(chǔ)能類型、模式、成本
日期:2021-10-13   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_yangjurong 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
自能源局5月31號(hào)發(fā)布新的政策,分布式光伏只安排10G左右的補(bǔ)貼規(guī)模,而在6月1號(hào)之前,全國(guó)分布式光伏的安裝規(guī)模已經(jīng)突破了10GW,因此2018年6月后,分布式光伏可能已沒有國(guó)家補(bǔ)貼。如果沒有補(bǔ)貼,全額上網(wǎng)的項(xiàng)目、自用比例較少的項(xiàng)目、電價(jià)較低的地區(qū),收益將大幅下降,沒有投資價(jià)值。純光伏項(xiàng)目投資收益下降,于是大家將目光投向光伏儲(chǔ)能,希望在這個(gè)領(lǐng)域有所突破,增加新收益。

光伏儲(chǔ)能與并網(wǎng)發(fā)電不一樣,要增加蓄電池,以及蓄電池充放電裝置,雖然前期成本要增加20-40%,但是應(yīng)用范圍要寬廣很多。下面會(huì)從儲(chǔ)能的類型、商業(yè)模式、設(shè)計(jì)方案等方面講下儲(chǔ)能,希望大家看完對(duì)儲(chǔ)能有初步的了解。

1 儲(chǔ)能系統(tǒng)的類型

根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合,太陽(yáng)能光伏儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)分為離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、并離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)、并網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)和多種能源混合微網(wǎng)系統(tǒng)等四種。

01光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),不依賴電網(wǎng)而獨(dú)立運(yùn)行,應(yīng)用于偏僻山區(qū)、無(wú)電區(qū)、海島、通訊基站和路燈等應(yīng)用場(chǎng)所。系統(tǒng)由光伏方陣、太陽(yáng)能控制器、逆變器、蓄電池組、負(fù)載等構(gòu)成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能,通過太陽(yáng)能控制逆變一體機(jī)給負(fù)載供電,同時(shí)給蓄電池組充電;在無(wú)光照時(shí),由蓄電池通過逆變器給交流負(fù)載供電。

光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是專門針對(duì)無(wú)電網(wǎng)地區(qū)或經(jīng)常停電地區(qū)場(chǎng)所使用的,是剛性需求,離網(wǎng)系統(tǒng)不依賴于電網(wǎng),靠的是“邊儲(chǔ)邊用”或者“先儲(chǔ)后用”的工作模式,干的是“雪中送炭”的事情。對(duì)于無(wú)電網(wǎng)地區(qū)或經(jīng)常停電地區(qū)家庭來(lái)說(shuō),離網(wǎng)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用性,目前光伏離網(wǎng)度電成本約1.0-1.5元,相比并網(wǎng)系統(tǒng)要高很多,但相比燃油發(fā)電機(jī)的度電成本1.5-2.0元,更經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

02并離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)

并離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于經(jīng)常停電,或者光伏自發(fā)自用不能余量上網(wǎng)、自用電價(jià)比上網(wǎng)電價(jià)貴很多、波峰電價(jià)比波谷電價(jià)貴很多等應(yīng)用場(chǎng)所。

系統(tǒng)由太陽(yáng)電池組件組成的光伏方陣、太陽(yáng)能并離網(wǎng)一體機(jī)、蓄電池組、負(fù)載等構(gòu)成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能,通過太陽(yáng)能控制逆變一體機(jī)給負(fù)載供電,同時(shí)給蓄電池組充電;在無(wú)光照時(shí),由蓄電池給太陽(yáng)能控制逆變一體機(jī)供電,再給交流負(fù)載供電。

相對(duì)于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),并離網(wǎng)系統(tǒng)增加了充放電控制器和蓄電池,系統(tǒng)成本增加了30%左右,但是應(yīng)用范圍更寬。一是可以設(shè)定在電價(jià)峰值時(shí)以額定功率輸出,減少電費(fèi)開支;二是可以電價(jià)谷段充電,峰段放電,利用峰谷差價(jià)賺錢;三是當(dāng)電網(wǎng)停電時(shí),光伏系統(tǒng)做為備用電源繼續(xù)工作,逆變器可以切換為離網(wǎng)工作模式,光伏和蓄電池可以通過逆變器給負(fù)載供電。

03光伏并網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)

并網(wǎng)儲(chǔ)能光伏發(fā)電系統(tǒng),能夠存儲(chǔ)多余的發(fā)電量,提高自發(fā)自用比例,應(yīng)用于光伏自發(fā)自用不能余量上網(wǎng)、自用電價(jià)比上網(wǎng)電價(jià)價(jià)格貴很多、波峰電價(jià)比波平電價(jià)貴很多等應(yīng)用場(chǎng)所。系統(tǒng)由太陽(yáng)電池組件組成的光伏方陣、太陽(yáng)能控制器、電池組、并網(wǎng)逆變器、電流檢測(cè)裝置、負(fù)載等構(gòu)成。當(dāng)太陽(yáng)能功率小于負(fù)載功率時(shí),系統(tǒng)由太陽(yáng)能和電網(wǎng)一起供電,當(dāng)太陽(yáng)能功率大于負(fù)載功率時(shí),太陽(yáng)能一部分給負(fù)載供電,一部分通過控制器儲(chǔ)存起來(lái)。

在一些國(guó)家和地區(qū),之前裝了一套光伏系統(tǒng),后取消了光伏補(bǔ)貼,就可以安裝一套并網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng),讓光伏發(fā)電完全自發(fā)自用。并網(wǎng)儲(chǔ)能機(jī)可以兼容各個(gè)廠家的逆變器,原來(lái)的系統(tǒng)可以不做任何改動(dòng)。當(dāng)電流傳感器檢測(cè)到有電流流向電網(wǎng)時(shí),并網(wǎng)儲(chǔ)能機(jī)開始工作,把多余的電能儲(chǔ)存到蓄電池中,如果蓄電池也充滿了,還可以打開電熱水器。晚上家庭負(fù)載增加時(shí),可以控制蓄電池通過逆變器向負(fù)載送電。

04微網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)

微網(wǎng)系統(tǒng)由太陽(yáng)能電池方陣、并網(wǎng)逆變器、PCS雙向變流器、智能切換開關(guān)、蓄電池組、發(fā)電機(jī)、負(fù)載等構(gòu)成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能,通過逆變器給負(fù)載供電,同時(shí)通過PCS雙向變流器給蓄電池組充電;在無(wú)光照時(shí),由蓄電池通過PCS雙向變流器給負(fù)載供電。

微電網(wǎng)可充分有效地發(fā)揮分布式清潔能源潛力,減少容量小、發(fā)電功率不穩(wěn)定、獨(dú)立供電可靠性低等不利因素,確保電網(wǎng)安全運(yùn)行,是大電網(wǎng)的有益補(bǔ)充。微電網(wǎng)可以促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)換代,從經(jīng)濟(jì)環(huán)保的角度可以發(fā)揮巨大作用。專家表示,微電網(wǎng)應(yīng)用靈活,規(guī)??梢詮臄?shù)千瓦直至幾十兆瓦,大到廠礦企業(yè)、醫(yī)院學(xué)校,小到一座建筑都可以發(fā)展微電網(wǎng)。

 2儲(chǔ)能發(fā)展的幾種商業(yè)模式

01.動(dòng)態(tài)擴(kuò)容

我們都知道,變壓器的額定容量在出廠的那一刻起就是固定的,而當(dāng)電力用戶由于后期某些需求的影響,造成變壓器滿額運(yùn)行,就要進(jìn)行擴(kuò)容,據(jù)了解,一般地區(qū)的擴(kuò)容費(fèi)用都非常高,這個(gè)時(shí)候安裝儲(chǔ)能就可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)容,避免花費(fèi)大量金錢。

 02.需求響應(yīng)

需求響應(yīng),說(shuō)的簡(jiǎn)單點(diǎn),就是用戶根據(jù)電網(wǎng)發(fā)出的信號(hào),改變負(fù)荷曲線的行為。我國(guó)的電力負(fù)荷曲線有個(gè)非常明顯的高峰,實(shí)行需求側(cè)響應(yīng)能有效的改善這一現(xiàn)象。用戶的儲(chǔ)能設(shè)施參與需求響應(yīng)后,電網(wǎng)會(huì)給一定的補(bǔ)償費(fèi)用,或者依靠峰谷價(jià)差獲得收益。有一點(diǎn)需要注意,參與需求響應(yīng)是要接受電網(wǎng)的調(diào)度。

03.需量電費(fèi)管理

想要知道儲(chǔ)能如何參與需量電費(fèi)管理,首先一定要了解什么是需量電費(fèi),簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō),就是大工業(yè)客戶針對(duì)變壓器收取的電費(fèi),而無(wú)論是按變壓器的容量收取,還是按最大負(fù)荷收費(fèi),都無(wú)法滿足用戶的峰谷用電負(fù)荷特性,而儲(chǔ)能可以進(jìn)行削峰填谷,改善這一狀況,減少需量電費(fèi)。

04.配套工商業(yè)光伏

隨著光伏補(bǔ)貼的退坡,光伏企業(yè)必須尋找新的模式提高收益。工商業(yè)光伏+儲(chǔ)能,可以提高自發(fā)自用率,從而減輕用戶的電費(fèi)壓力,同時(shí)也可以白天對(duì)儲(chǔ)能電池充電,晚上放電,從而賺錢價(jià)差。

05.峰谷價(jià)差

相信很多人對(duì)這個(gè)盈利模式一點(diǎn)也不陌生,目前大部分企業(yè)的盈利來(lái)源就是峰谷價(jià)差。峰谷價(jià)差是指根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷變化情況,將每天24小時(shí)劃分為高峰、平段、低谷等多個(gè)時(shí)段,對(duì)各時(shí)段分別制定不同的電價(jià)水平,以鼓勵(lì)用電客戶合理安排用電時(shí)間,削峰填谷,提高電力資源的利用效率。

7月2日,國(guó)家發(fā)改委網(wǎng)站正式發(fā)布《關(guān)于創(chuàng)新和完善促進(jìn)綠色發(fā)展價(jià)格機(jī)制的意見》,文件中說(shuō):“加大峰谷電價(jià)實(shí)施力度,運(yùn)用價(jià)格信號(hào)引導(dǎo)電力削峰填谷。省級(jí)價(jià)格主管部門可在銷售電價(jià)總水平不變的前提下,建立峰谷電價(jià)動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制,進(jìn)一步擴(kuò)大銷售側(cè)峰谷電價(jià)執(zhí)行范圍,合理確定并動(dòng)態(tài)調(diào)整峰谷時(shí)段,擴(kuò)大高峰、低谷電價(jià)價(jià)差和浮動(dòng)幅度,引導(dǎo)用戶錯(cuò)峰用電。鼓勵(lì)市場(chǎng)主體簽訂包含峰、谷、平時(shí)段價(jià)格和電量的交易合同。利用峰谷電價(jià)差、輔助服務(wù)補(bǔ)償?shù)仁袌?chǎng)化機(jī)制,促進(jìn)儲(chǔ)能發(fā)展。利用現(xiàn)代信息、車聯(lián)網(wǎng)等技術(shù),鼓勵(lì)電動(dòng)汽車提供儲(chǔ)能服務(wù),并通過峰谷價(jià)差獲得收益。完善居民階梯電價(jià)制度,推行居民峰谷電價(jià)。”

對(duì)于目前的峰谷電價(jià)水平,行業(yè)普遍認(rèn)為,推動(dòng)用戶側(cè)儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展,峰谷電價(jià)差7毛是一個(gè)檻。

附江蘇峰谷電價(jià)表:
從上圖可以看出,江蘇最大的峰谷價(jià)差是0.9342元每千瓦時(shí),當(dāng)電差達(dá)到7毛以上,儲(chǔ)能就有盈利的可能性。峰谷電價(jià)差較大的在江蘇、北京等省市。

3 儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置


以下以并離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)為例

 01.那么如何去設(shè)計(jì)一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)呢?

可以看到,與并網(wǎng)系統(tǒng)相比較。逆變器要改為混合型逆變器,即并網(wǎng)和離網(wǎng)儲(chǔ)能一體功能的機(jī)器。同時(shí)要增加儲(chǔ)能蓄電池。

 02.如何為儲(chǔ)能系統(tǒng)選配蓄電池呢?

由于是設(shè)計(jì)的是離并網(wǎng)一體儲(chǔ)能系統(tǒng),負(fù)載用電可以由電網(wǎng)作為后備。那么蓄電池的選擇可以根據(jù)計(jì)劃儲(chǔ)存的能量來(lái)確定。例如,計(jì)劃配置可以儲(chǔ)存10度電的蓄電池,該如何選擇呢?10度電,即10kWh,也就是10000VAh。

電池額定電壓:48V

及電池放電效率取94%

考慮到電池壽命和性能,計(jì)算時(shí)采用鋰電池電池的放電深度(80%)。

鉛酸電池的放電深度一般在50%~70%。

1)選用鋰電池

計(jì)算所得電池容量
鋰電電池常規(guī)規(guī)格48V,50Ah,可以選用6并聯(lián),總?cè)萘?00Ah。

 2)選用鉛酸電池
鉛酸電池放電深度取50%。

需要12V,100Ah鉛酸電池20節(jié),進(jìn)行4串5并連接,總?cè)萘?00Ah。

這時(shí),大家也許會(huì)有疑問:為什么鉛酸電池發(fā)電深度只有50%?

從循環(huán)此事與放電深度的關(guān)系曲線圖中可見,放電深度為50%,當(dāng)有效容量變?yōu)?0%時(shí)。循環(huán)充放電次數(shù)約500次。按照一天一次充放電,電池壽命不到兩年。所以適當(dāng)增大電池容量,減小放電深度,可以延長(zhǎng)電池的使用壽命。
4 儲(chǔ)能蓄電池成本

從目前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看,鋰電池和鉛蓄電池占據(jù)大部分電化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)。電化學(xué)儲(chǔ)能載體是各種二次電池,主要包括鋰離子電池、鉛蓄電池、鈉硫電池和液流電池等。

先計(jì)算成本,儲(chǔ)能系統(tǒng)主要設(shè)備是儲(chǔ)能雙向變流器,儲(chǔ)能蓄電池和配套的電費(fèi)等設(shè)備,目前大型的儲(chǔ)能蓄電池價(jià)格有所下降,鋰電池能做到每度1.6元,使用壽命約8-12年,充電效率約88%,鉛炭電池能做到每度0.7元,使用壽命約5-7年,充電效率約85%。盡管商業(yè)模式簡(jiǎn)單明了,但投資回收期仍然很長(zhǎng)。

總結(jié),行業(yè)資深人士認(rèn)為,儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展還需要更多的產(chǎn)業(yè)政策支持,包括稅收、社會(huì)資本的接入、并網(wǎng)接入支持等更多有利的組合拳的形式,給市場(chǎng)提供一個(gè)良性的發(fā)展空間。CNESA今年4月提供的行業(yè)研究白皮書顯示,中國(guó)的儲(chǔ)能市場(chǎng)未來(lái)3年主要場(chǎng)景分布中,商用節(jié)能占到27.8%,調(diào)峰調(diào)頻占到24.1%,戶用光伏占到18.5%。在政策上,峰谷電價(jià)差未來(lái)是否能夠擴(kuò)大,在較長(zhǎng)的投資回收周期中,電力價(jià)格的變化將對(duì)儲(chǔ)能項(xiàng)目的收益產(chǎn)生重大的影響。 

原標(biāo)題:光伏儲(chǔ)能類型、模式、成本
 
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