Den øgede bevidsthed om klimaforandringer og deres risici har væsentligt reduceret antallet af nye kul- eller naturgaskraftværker, der bliver bygget. Den globale PV-sektor vokser med en stadigt stigende hastighed. Regeringer sætter ambitiøse mål for vedvarende energi og gunstige incitamenter for at opfylde de nationale netto-nul-emissionsmål. Imidlertid bliver feed-in-tariffen (FiT) lavere, da det ser ud til at være forskellige regeringers svar på faldet i omkostningerne ved PV-systemer. På grund af lavere FiT bliver solcelle-PV-systemudviklere mere og mere bekymrede om LCOE. Den høje penetration af PV-anlæg bringer også udfordringer til netstabiliteten på grund af solstrålingens uregelmæssige natur.

På grund af konstante ændringer i teknologier, priser og politikker vil denne artikel nævne tre typiske projekter, der repræsenterer tre udviklingsperioder i solcellesektoren, og give indsigt i industrifremskrivningen.

Maksimere elproduktionen uden at tage hensyn til netstabiliteten

Fig. 1 Effektkurve for en 100MW solcelleanlæg i tre dage

Ovenstående fig.1 viser elproduktionskurven for et 100MW kraftværk i tre dage. Anlægget er designet med en DC/AC-forhold på 1. Det elektriske output er tæt på 100% ved middagstid, mens det ikke er fuldt udnyttet resten af tiden. Især svinger elproduktionen dramatisk på grund af vejrforholdene.

Afkastet på investeringen (ROI) vil blive reduceret på grund af den lave udnyttelse af AC-udstyr, såsom omformere og transformatorer, forårsaget af den korte fuldlastvarighed, som direkte øger anlæggets LCOE.

Strømafgangen svinger betydeligt, hvilket gør det sværere at sikre nøjagtigheden af PV-strømafgangeforudsigelse og netdrifts- og planlægningsskemaet. Projektets ejere risikerer at blive straffet på grund af unøjagtige strømforudsigelser.

At øge DC/AC-forholdet for en optimeret LCOE

Fig. 2 Effektkurve for et 200MW PV-anlæg i tre dage

Over figur 2 viser strømproduktionskurven for et 200MW kraftværk i tre dage. Med en DC/AC-forhold på 1,42 og sporing-systemet, kan omformeren køre med fuld effekt fra kl. 8 til kl. 17. I et sådant scenarie har kurven en tendens til at være en firkantbølge, selv om solindstrålingen svinger, hvilket betyder, at omformerens udgangseffekt leveres med små ændringer, og kraftværkets strømproduktion er som følge heraf mere stabil.

LCOE optimeres med øget udbytte, selvom der eksisterer solenergiindsnævring, hvilket gør projektet mere profitabelt. Derudover viser strømproduktionskurven, som ikke længere fluktuerer, en glattere og mere styret strømoutput, der signifikant forbedrer netstabiliteten. Bemærkelsesværdigt er omformeren fra Sungrow udstyret med reaktiv effektfunktion uden overflødigt udstyr, hvilket muliggør forbedret strømsystemstabilitet, reducerede energitab og overholdelse af de mest krævende lokale strømkvalitetsstandarder og netkoder, hvilket sparer investeringer i stor stil.

Sol-plus-lagringsløsninger mod 24 timers kontinuerlig strømproduktion

Fig. 3 Effektkurve for et solenergi-plus-lagringsprojekt i tre dage

Fig. 3 illustrerer strømproduktionskurven for et solenergi-plus-lagringsprojekt i tre dage. Anlægget anvender et påfaldende DC/AC-forhold på 7 og et DC-koblet system, der garanterer 24 timers kontinuerlig strømproduktion, hvilket fuldstændigt adresserer problemer med PV-begrænsning og udgangsstrømsvingninger, hvilket sikrer maksimal udbytte og netpålidelighed.

Fig. 4 Vej for PV-udvikling

De ovenstående tre strømproduktionskurver indebærer tre perioder af PV-strømproduktion, der udvikler sig fra at maksimere strømproduktion uden at tage hensyn til netstabiliteten, øge DC/AC-forholdet for en optimeret LCOE, til 24 timers kontinuerlig strømudbytte ved hjælp af sol-plus-lagringsløsninger.

Udfordringer er stadig til stede i nogle markeder, da usikkerhed over fremtidige investeringspolitikker og stigende konkurrence fra andre alternative brændstoffer, infrastruktur og administrative processer, der skal adresseres for fuldt ud at udnytte regional solenergipotentiale. De fleste lande er i den anden periode, mens vi ser en massiv bølge af PV-anlæg gå mod den tredje periode på grund af feed-in-tariffer, statlig støtte og investeringer på tværs af værdikæden, samt spredt efterspørgsel efter strøm.

Tilsyneladende giver sol-plus-lagringsløsninger til 24 timers kontinuerlig strøm ikke kun fordel for interessenterne med betydelig ROI, men gør også den vedvarende energi tilgængelig dag og nat, hvilket fremmer springet i solenergiudrulning og driver mod en bæredygtig og velstående fremtid.