編者按:隨著相關技術的提升和成本的不斷降低,光伏+儲能模式得到市場越來越多的認可。
在美國,越來越多的公共事業(yè)電力公司開始針對自帶儲能的光伏發(fā)電項目簽署購電協議。實現光伏系統與儲能系統間協同運作的方式多種多樣,而復雜度較高的方案能夠通過先進的系統優(yōu)化來降低度電成本。
AC(交流)耦合型光伏儲能發(fā)電系統指的是在接入電網前才將光伏儲能相耦合。這種形式的結合如同帶有婚前協議的婚姻,光伏部分和儲能部分的運作擁有較高的獨立性,并且在長期運行過程中如果出現故障,問題的定位以及解決也更容易。另一種設計方案是在逆變器進行直交流變換前就將光伏與儲能聯通,稱為DC(直流)耦合。相較于AC耦合,DC耦合對應更低的度電成本以及更高的能量轉化效率。
美國第一批大規(guī)模光伏儲能項目(PVS)將在2021年投運。我們預測其中有半數的項目開發(fā)商會選用AC耦合方案。盡管DC耦合型PVS在系統效率和度電成本上優(yōu)于AC耦合,但開發(fā)商們擔心該系統所選用的新型產品會出現技術問題,并影響項目的可融資性。盡管如此,我們預計兩至三年后,DC耦合會成為行業(yè)的標準選擇。
在可調度性(儲能設備管理的電量在整個系統總發(fā)電量中所占的比例)相同的情況下,相較于完全獨立運行的光伏與儲能項目或AC耦合型PVS,DC耦合型PVS能夠更有效地利用光伏與儲能部分間的協同作用來降低度電成本。預計2021年投運的很多PVS系統都將儲能單元的功率設計為電網接入容量的25%,且儲能時長為4小時。對于日照條件較好的地域,譬如南加州,這樣的設計應用在優(yōu)化的DC耦合PVS對應約10.5%的可調度性。按我們對儲能系統成本下降的保守預測來計算,上述的DC耦合PVS對應40美元/MWh的度電成本(LCOE),比可以實現同樣可調度性的獨立運行的光儲項目低9%。當可調度性升至40%時,DC耦合PVS的LCOE比獨立運行的光儲項目低17%。
一組數據
50%
50%的開發(fā)商可能會選用DC耦合作為其計劃2021年投產的PVS項目的設計方案
4%-20%
較實現同樣可調度性的獨立運行光儲項目,DC耦合型PVS系統的LCOE低4%-20%
10%-16%
相較于同時期投運的純光伏項目,2021年建成的可調度性達11%的PVS系統的LCOE高出10%-16%
鑒于儲能設備供過于求的局面,且儲能技術更新速度也不斷加快,PVS發(fā)電系統中儲能單元的價格降幅可能遠超我們之前的預期。在樂觀情境中,2021年一個可調度性達10.5%的PVS發(fā)電系統的度電成本為38美元/MWh,僅較純光伏發(fā)電系統高10%。
原標題:BNEF | 光伏與儲能協同運作:可調度式光伏發(fā)電