Zvyšující se povědomí o změně klimatu a jejích rizicích významně snížilo množství nových uhelných nebo plynových elektráren, které jsou stavěny. Globální sektor PV roste stále rychlejším tempem. Vlády stanovují ambiciózní cíle pro obnovitelné zdroje energie a příznivé pobídky, aby splnily národní nulové emise. Nicméně, výkupní tarif (FiT) se snižuje, což se zdá být reakcí různých vlád na pokles nákladů na PV systémy. Vzhledem k nižšímu FiT se vývojáři solárních PV systémů stále více zajímají o LCOE. Vysoká penetrace PV elektráren také přináší výzvy pro stabilitu sítě kvůli přerušované povaze slunečního záření.

Vzhledem k neustálým změnám v oblasti technologií, cen a politik, tento článek uvede tři typické projekty, které představují tři vývojová období sektoru fotovoltaiky, a přináší poznatky pro předpověď odvětví.

Maximalizace výroby elektřiny bez ohledu na stabilitu sítě

Obr. 1 Výkonová křivka 100MW fotovoltaické elektrárny za tři dny

Obrázek 1 výše ukazuje křivku výroby elektřiny 100MW elektrárny po tři dny. Elektrárna je navržena s poměrem DC/AC 1. Její výkon je kolem 100 % v poledne, zatímco po zbytek času není plně využit. Zejména výroba elektřiny dramaticky kolísá kvůli povětrnostním podmínkám.

Návratnost investice (ROI) bude snížena kvůli nízkému využití AC zařízení, jako jsou měniče a transformátory, způsobené krátkou dobou plného zatížení, což přímo zvyšuje LCOE elektrárny.

Výkon výstupu výrazně kolísá, což ztěžuje zajištění přesnosti předpovědi výkonu fotovoltaických systémů a provozu sítě a harmonogramu dispečinku. Vlastníci projektů mohou být penalizováni kvůli nepřesným předpovědím výkonu.

Zvyšování poměru stejnosměrného a střídavého proudu pro optimalizovanou nivelizovanou cenu elektřiny.

Obr. 2 Výkonová křivka 200MW fotovoltaické elektrárny za tři dny

Nad obrázkem 2 je znázorněna křivka výroby elektřiny 200MW elektrárny po tři dny. Při poměru DC/AC 1,42 a sledovacím systému může střídač pracovat na plný výkon od 8:00 do 17:00. V takovém scénáři má křivka tendenci být obdélníkovou vlnou, i když se sluneční ozáření mění, což znamená, že výstupní výkon střídače je dodáván s malými změnami a výroba elektřiny elektrárny je v důsledku toho stabilnější.

LCOE je optimalizováno s vyšším výnosem, i když existuje omezení solární energie, což činí projekt ziskovějším. Kromě toho křivka výroby elektřiny, která již nekolísá, vykazuje plynulejší a lépe dispečovatelný výkon, což významně zlepšuje stabilitu sítě. Zejména měnič od společnosti Sungrow je vybaven funkcí jalového výkonu bez nadměrného vybavení, což umožňuje zlepšenou stabilitu energetického systému, snížené energetické ztráty a splnění nejnáročnějších místních standardů kvality elektřiny a síťových kódů, což šetří investice ve velkém.

Solární a skladovací řešení pro 24 hodin nepřetržitého výkonu

Obr. 3 Křivka výkonu projektu solárního systému s akumulací za tři dny

Obr. 3 ilustruje křivku výroby energie projektu solární elektrárny s akumulací po dobu tří dnů. Elektrárna přijímá nápadný poměr DC/AC 7 a systém s přímým spojením DC, zaručující 24 hodin nepřetržité výroby energie, což zcela řeší problémy omezování fotovoltaiky a kolísání výkonu, zajišťuje maximální výnos a spolehlivost sítě.

Obr. 4 Cesta vývoje PV

Výše uvedené tři křivky výroby elektřiny naznačují tři období výroby fotovoltaické elektřiny, která se vyvíjí od maximalizace výroby bez zohlednění stability sítě, přes zvýšení poměru DC/AC pro optimalizovanou LCOE, až po 24hodinovou nepřetržitou výrobu využívající řešení solární plus úložiště.

V některých trzích stále existují výzvy, jako je nejistota ohledně budoucích investičních politik a rostoucí konkurence ze strany jiných alternativních zdrojů paliva, infrastruktury a administrativních procesů, které je třeba řešit, aby bylo plně využito potenciálu regionální sluneční energie. Většina zemí je ve druhém období, zatímco vidíme masivní vlnu fotovoltaických elektráren směřujících do třetího období vzhledem k výkupním tarifům, vládní podpoře a investicím napříč hodnotovým řetězcem, stejně jako k rostoucí poptávce po elektřině.

Zřejmě solární-plus-akumulační řešení pro 24 hodin nepřetržitého napájení přináší nejen výhody zainteresovaným stranám s značným ROI, ale také umožňuje přístup k obnovitelné energii ve dne i v noci, což usnadňuje skok v nasazení solární energie a směřuje k udržitelné a prosperující budoucnosti.