Das wachsende Bewusstsein für den Klimawandel und seine Risiken hat die Anzahl neuer Kohle- oder Gaskraftwerke deutlich reduziert. Der globale PV-Sektor wächst mit zunehmender Geschwindigkeit. Regierungen setzen ehrgeizige erneuerbare Energieziele und förderliche Anreize, um die nationalen Netto-Null-Emissionen zu erreichen. Allerdings sinkt die Einspeisevergütung (FiT), da dies die Reaktion verschiedener Regierungen auf den Rückgang der PV-Systemkosten zu sein scheint. Angesichts niedrigerer FiT sind Solar-PV-Systementwickler immer besorgter über die Stromgestehungskosten (LCOE). Die hohe Durchdringung von PV-Anlagen bringt aufgrund der intermittierenden Natur der Sonneneinstrahlung auch Herausforderungen für die Netzstabilität mit sich.

Angesichts ständiger Veränderungen in Bezug auf Technologien, Preise und Richtlinien wird dieser Artikel drei typische Projekte anführen, die drei Entwicklungsphasen des PV-Sektors implizieren, und Einblicke in die Prognose der Branche geben.

Maximierung der Stromerzeugung ohne Berücksichtigung der Netzstabilität

Abb. 1 Leistungskurve eines 100-MW-PV-Kraftwerks an drei Tagen

Die obige Abb.1 zeigt die Stromerzeugungskurve eines 100-MW-Kraftwerks über drei Tage. Das Kraftwerk ist mit einem DC/AC-Verhältnis von 1 ausgelegt. Seine Leistungsabgabe ist mittags nahezu 100 %, während sie den Rest der Zeit nicht voll ausgelastet ist. Insbesondere schwankt die Stromerzeugung aufgrund von Wetterbedingungen stark.

Die Kapitalrendite (ROI) wird aufgrund der geringen Auslastung von Wechselstromgeräten wie Wechselrichtern und Transformatoren reduziert, verursacht durch die kurze Volllastdauer, die die Stromgestehungskosten (LCOE) der Anlage direkt erhöht.

Die Leistungsausgabe schwankt erheblich, was es schwieriger macht, die Genauigkeit der PV-Leistungsprognose und des Netzbetriebs sowie des Dispositionsplans sicherzustellen. Projektbetreiber werden wahrscheinlich aufgrund ungenauer Leistungsvorhersagen bestraft.

Erhöhung des DC/AC-Verhältnisses für einen optimierten LCOE

Abb. 2 Leistungskurve einer 200-MW-PV-Anlage über drei Tage

Oberhalb von Abb. 2 zeigt die Stromerzeugungskurve eines 200-MW-Kraftwerks über drei Tage. Bei einem DC/AC-Verhältnis von 1,42 und dem Nachführungssystem kann der Wechselrichter von 8 Uhr morgens bis 17 Uhr nachmittags mit voller Leistung arbeiten. In einem solchen Szenario tendiert die Kurve zu einer Rechteckwelle, auch wenn die Sonneneinstrahlung schwankt, was bedeutet, dass die Ausgangsleistung des Wechselrichters mit geringen Veränderungen geliefert wird und die Stromerzeugung des Kraftwerks dadurch stabiler ist.

Die LCOE wird mit erhöhter Ausbeute optimiert, obwohl es Solarabschaltungen gibt, was das Projekt profitabler macht. Zusätzlich zeigt die Erzeugungskurve, die nicht mehr schwankt, eine glattere und besser abrufbare Leistungsabgabe und verbessert signifikant die Stabilität des Netzes. Bemerkenswert ist, dass der Wechselrichter von Sungrow mit Blindleistungsfunktion ohne übermäßige Ausrüstung ausgestattet ist, was verbesserte Stabilität des Stromsystems, reduzierte Energieverluste und die Einhaltung der anspruchsvollsten lokalen Stromqualitätsstandards und Netzcodices ermöglicht, wodurch Investitionen gespart werden.

Solar-plus-Speicher-Lösungen für 24 Stunden kontinuierlicher Stromerzeugung

Abb. 3 Leistungskurve eines Solar-Plus-Speicher-Projekts über drei Tage

Abb. 3 zeigt die Stromerzeugungskurve eines Solar-plus-Speicher-Projekts für drei Tage. Das Werk verwendet ein auffälliges DC/AC-Verhältnis von 7 und ein DC-gekoppeltes System, das 24 Stunden kontinuierliche Stromerzeugung garantiert, wodurch Probleme der PV-Beschränkung und Leistungsschwankungen vollständig gelöst werden, um maximale Ausbeute und Netzzuverlässigkeit zu gewährleisten.

Abb. 4 Weg der PV-Entwicklung

Die oben genannten drei Erzeugungskurven implizieren drei Perioden der PV-Stromerzeugung, die sich von der Maximierung der Stromerzeugung ohne Berücksichtigung der Netzstabilität, über die Erhöhung des DC/AC-Verhältnisses für einen optimierten LCOE, bis hin zu 24 Stunden kontinuierlicher Stromerzeugung mit Solar-plus-Speicher-Lösungen entwickeln.

In einigen Märkten bestehen weiterhin Herausforderungen, wie Unsicherheiten über zukünftige Investitionspolitiken und zunehmender Wettbewerb durch andere alternative Kraftstoffquellen, Infrastruktur und administrative Prozesse, die angegangen werden müssen, um das regionale Solarenergiepotenzial voll auszuschöpfen. Die meisten Länder befinden sich in der zweiten Phase, während wir aufgrund der Einspeisevergütung, staatlicher Unterstützung und Investitionen entlang der Wertschöpfungskette sowie des wachsenden Strombedarfs eine massive Welle von PV-Anlagen in die dritte Phase sehen.

Offensichtlich bringen die Solar-Plus-Speicher-Lösungen für 24 Stunden kontinuierlicher Stromversorgung nicht nur den Stakeholdern beträchtliche ROI, sondern machen erneuerbare Energie auch Tag und Nacht zugänglich, was den Sprung der Solarenergienutzung erleichtert und zu einer nachhaltigen und prosperierenden Zukunft treibt.