隨著環(huán)保意識的提高和對可再生能源的需求增加,越來越多的人也開始關注太陽能發(fā)電系統(tǒng)。太陽能發(fā)電是一種綠色、清潔、可再生的能源形式,可以為我們提供持久、可靠的電力供應。太陽能發(fā)電系統(tǒng)也分為離網(wǎng)和并網(wǎng)。
據(jù)了解,離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)一直被視為非城市地區(qū)實現(xiàn)電氣化的解決方案。但近年來,全球范圍來看,該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不盡如人意。全球離網(wǎng)型太陽能產(chǎn)業(yè)投資的下降引發(fā)了行業(yè)發(fā)展前景的擔憂。
離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)
離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)廣泛應用于偏僻山區(qū)、無電區(qū)、海島、通訊基站和路燈等應用場所。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉換為電能,通過太陽能充放電控制器給負載供電,同時給蓄電池組充電;在無光照時,通過太陽能充放電控制器由蓄電池組給直流負載供電,同時蓄電池還要直接給獨立逆變器供電,通過獨立逆變器逆變成交流電,給交流負載供電。
獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由以下幾個關鍵部分組成:
太陽能電池方陣:這是獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部分,主要功能是將太陽能轉換為電能。太陽能電池方陣由多個光伏電池組成,這些光伏電池通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接在一起,以提供足夠的電壓和電流。
儲能裝置(蓄電池組):蓄電池組用于存儲太陽能電池方陣在光照充足時發(fā)出的電能,并在需要時向負載供電。這確保了在光照不足或夜間,系統(tǒng)仍能繼續(xù)供電。
直流-交流逆變裝置:如果系統(tǒng)需要為交流負載供電,那么就需要一個逆變器。逆變器的作用是將太陽能電池方陣發(fā)出的直流電轉換為交流電,以適應大多數(shù)家用電器和設備的用電需求。
控制設備:控制設備在系統(tǒng)中起著至關重要的作用,它負責信號檢測、蓄電池的充放電控制以及其他設備的保護。
連接裝置:連接裝置將光伏發(fā)電系統(tǒng)中的各個部分進行電氣或機械連接,使它們形成一個完整的、能夠正常工作的系統(tǒng)。
離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作原理:主要依賴于光伏效應,通過光伏電池板將太陽能轉換為電能。整個系統(tǒng)由光伏電池板、控制器、蓄電池、逆變器等關鍵部件組成,并協(xié)同工作以提供穩(wěn)定的電力供應。
首先,光伏電池板在有光照的情況下,吸收太陽輻射的光子能量,這些能量使光伏電池板中的半導體材料激發(fā)出電子和空穴對。在光伏電池板內(nèi)部電場的作用下,電子和空穴分離并分別向電池板的兩端移動,從而形成了直流電。
接下來,控制器對光伏電池板產(chǎn)生的電能進行調(diào)節(jié)和控制。一方面,控制器將調(diào)整后的電能直接供應給直流負載使用;另一方面,多余的電能則被送往蓄電池組進行儲存。當光照不足或沒有光照時,控制器會自動切換至蓄電池供電模式,通過蓄電池為直流負載提供電力。
蓄電池是離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中重要的儲能設備。在充電過程中,控制器會監(jiān)控蓄電池的充電狀態(tài),確保不過充;在放電過程中,控制器同樣會監(jiān)控蓄電池的放電狀態(tài),防止過放,從而保護蓄電池的使用壽命。
最后,對于需要交流電供應的負載,逆變器發(fā)揮了關鍵作用。逆變器將直流電轉換為交流電,以滿足交流負載的用電需求。這樣,離網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)就能為各種設備提供穩(wěn)定可靠的電力供應。
市場需求下滑
全球離網(wǎng)照明協(xié)會發(fā)布最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2023年全球離網(wǎng)型太陽能行業(yè)共吸引投資4.25億美元,同比下降43%。
具體來看,2023年針對離網(wǎng)型太陽能的投資主要流向了全球85家企業(yè)。在投資類型上,2.81億美元為債務投資,1.28億美元為股權投資,剩余1550萬美元為贈款。在投資用途上,可再生能源生產(chǎn)性利用方面的投資成為去年的“大贏家”,總規(guī)模達6500萬美元,是2022年的兩倍。從公司種類來看,初創(chuàng)公司和較為知名的“種子選手”分別收獲投資1.48億美元和2400萬美元。初創(chuàng)公司募集資金額度遠高于“種子”公司。而在初創(chuàng)公司所募集的資金中,有34%用于可再生能源生產(chǎn)性投資,這也是2023年可再生能源生產(chǎn)性投資大幅增長的原因之一。
盡管去年離網(wǎng)型太陽能產(chǎn)業(yè)投資有亮眼的地方,但總體投資額度同比下滑明顯,股權投資作為支持企業(yè)發(fā)展的重要途徑也有較大幅度的下降。全球離網(wǎng)照明協(xié)會分析,去年離網(wǎng)型太陽能產(chǎn)業(yè)吸引投資減少是受市場需求萎縮的影響。
數(shù)據(jù)顯示,2023年,全球離網(wǎng)型太陽能新安裝數(shù)量為896萬套,較2022年減少50萬套。雖然2023年的安裝數(shù)量已經(jīng)是有史以來第二高位,但南亞和撒哈拉以南非洲等核心市場銷量下滑,遠低于預期。
全球離網(wǎng)照明協(xié)會負責人勞拉·福爾特斯指出,從目前離網(wǎng)型太陽能行業(yè)吸引投資的情況來看,如果未來沒有更多的融資渠道,開發(fā)更多的融資工具,全球離網(wǎng)型太陽能裝機規(guī)模將無法達到助力氣候目標實現(xiàn)的標準。
根據(jù)測算,到2030年,離網(wǎng)型太陽能要想成為普通人負擔得起、可靠的、可持續(xù)的現(xiàn)代能源,每年需要吸引超30億美元的投資,遠高于當前4億美元的投資數(shù)額。
勞拉·福爾特斯稱,雖然離網(wǎng)型太陽能行業(yè)已形成可行的商業(yè)模式,建設了完整的產(chǎn)業(yè)鏈和供應鏈,擁有了核心技術,但通貨膨脹、利率變化等全球經(jīng)濟發(fā)展的不確定性都給離網(wǎng)型太陽能行業(yè)發(fā)展帶來了挑戰(zhàn)。
據(jù)了解,每套離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)的安裝成本在4.5萬美元至6.5萬美元,遠高于并網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)的2.5萬美元。這是由于離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)必須配置儲能,才能發(fā)揮效用。而在市場形勢發(fā)生變化的情況下,離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)安裝成本較高問題進一步凸顯,成為投資市場遇冷的原因之一。
期待財政支持
雖然近年來全球離網(wǎng)型太陽能行業(yè)不受投資方青睞,但其減排效果獲得了大眾的認可。
全球離網(wǎng)照明協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,截至2023年底,全球約有1.16億人借助離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)滿足日常生活用電所需。該系統(tǒng)可為風扇、冰箱、電視、熱水器等家用電器供電,累計已減少了1.09億噸二氧化碳排放當量,相當于28座燃煤發(fā)電廠停產(chǎn)一年。
美國環(huán)境監(jiān)測公司“60分貝”在一份調(diào)查報告中指出,使用離網(wǎng)型太陽能發(fā)電系統(tǒng)后,大多數(shù)用戶都非常滿意,表示生活質(zhì)量大大提高。但也面臨著因安裝離網(wǎng)型太陽能引發(fā)的過度負債等問題。
上述報告進一步提出,為進一步促進離網(wǎng)型太陽能行業(yè)發(fā)展,還需要打造成熟的售后服務網(wǎng)絡。由于離網(wǎng)型太陽能系統(tǒng)的安裝地點一般都位于山區(qū)、無電區(qū)、海島、通訊基站等場所,若要增強用戶接受度,就需要考慮到售后支持和維修服務。不過,這部分對相關企業(yè)來說,也是較大的投資。
“60分貝”公司高管吉·哈里森表示,資金端挑戰(zhàn)阻礙了離網(wǎng)型太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。“但不得不承認的是,離網(wǎng)型太陽能行業(yè)為我們提供了一個真正的機會,讓民眾有了一種更方便的綠色能源獲取方式,不管對家庭、社區(qū)和國家來說,都有好處,因此盡管存在挑戰(zhàn),也要積極推進產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”
非洲離網(wǎng)型太陽能初創(chuàng)公司Nuru高管表示,要加速開發(fā)市場,就需要政府和金融機構的支持。比如,尼日利亞就舉行了離網(wǎng)型太陽能發(fā)電項目的招標,項目獲得了非洲開發(fā)銀行和世界銀行提供的5.5億元資金支持。財政上的承諾非常必要,可以推動項目盡快落地。
原標題:離網(wǎng)型太陽能發(fā)電,市場需求為何下滑了?