La creciente conciencia sobre el cambio climático y sus riesgos ha reducido significativamente la cantidad de nuevas plantas de energía de carbón o gas natural que se construyen. El sector fotovoltaico global está creciendo a un ritmo cada vez más rápido. Los gobiernos establecen ambiciosos objetivos de energía renovable e incentivos favorables para cumplir con las emisiones netas cero nacionales. Sin embargo, la tarifa de alimentación (FiT) está disminuyendo, ya que parece ser la respuesta de varios gobiernos a la caída en el costo del sistema fotovoltaico. Dada la FiT más baja, los desarrolladores de sistemas fotovoltaicos solares están cada vez más preocupados por el LCOE. La alta penetración de las plantas fotovoltaicas también trae desafíos a la estabilidad de la red debido a la naturaleza intermitente de la radiación solar.

Dados los cambios constantes en términos de tecnologías, precios y políticas, este artículo citará tres proyectos típicos que implican tres períodos de evolución del sector fotovoltaico y aporta ideas para el pronóstico de la industria.

Maximizar la generación de energía sin considerar la estabilidad de la red

Fig. 1 Curva de potencia de una planta fotovoltaica de 100MW en tres días

La figura 1 anterior muestra la curva de generación de energía de una planta de 100 MW durante tres días. La planta está diseñada con una relación CC/CA de 1. Su producción de energía es cercana al 100% al mediodía, mientras que no se utiliza completamente el resto del tiempo. En particular, la generación de energía fluctúa dramáticamente debido a las condiciones climáticas.

El retorno de la inversión (ROI) se reducirá debido a la baja utilización de equipos de CA, como inversores y transformadores, causada por la corta duración de carga completa que aumenta directamente el LCOE de la planta.

La salida de energía fluctúa significativamente, lo que hace más difícil garantizar la precisión de la predicción de la salida de energía PV y el horario de operación y despacho de la red. Es probable que los propietarios del proyecto sean penalizados debido a predicciones de energía inexactas.

Aumentando la relación DC/AC para un LCOE optimizado

Fig. 2 Curva de potencia de una planta fotovoltaica de 200 MW en tres días

Arriba de la fig.2 se muestra la curva de generación de energía de una planta de energía de 200 MW durante tres días. Dada una relación DC/AC de 1.42 y el sistema de seguimiento, el inversor puede operar a plena potencia de 8 AM a 5 PM. En tal escenario, la curva tiende a ser una onda cuadrada, incluso si la irradiación solar fluctúa, lo que significa que la potencia de salida del inversor se entrega con cambios menores, y la generación de energía de la planta es más estable, como resultado.

El LCOE se optimiza con un mayor rendimiento, aunque existe reducción de energía solar, lo que hace que el proyecto sea más rentable. Además, la curva de generación de energía que ya no fluctúa muestra una salida de energía más suave y despachable, mejorando significativamente la estabilidad de la red. Notablemente, el inversor de Sungrow está equipado con función de potencia reactiva sin equipos excesivos, permitiendo mejorar la estabilidad del sistema de energía, reducir las pérdidas de energía y cumplir con los estándares de calidad de energía local y códigos de red más exigentes, ahorrando inversión en gran medida.

Soluciones solar-más-almacenamiento hacia 24 horas de producción continua de energía

Fig. 3 Curva de potencia de un proyecto solar con almacenamiento en tres días.

La Fig. 3 ilustra la curva de generación de energía de un proyecto solar con almacenamiento durante tres días. La planta adopta una sorprendente relación DC/AC de 7 y un sistema acoplado en DC, garantizando 24 horas de producción continua de energía, lo que aborda completamente los problemas de reducción de PV y fluctuaciones de potencia de salida, asegurando el máximo rendimiento y la confiabilidad de la red.

Fig. 4 Ruta del desarrollo fotovoltaico

Las tres curvas de generación de energía anteriores implican tres períodos de generación de energía fotovoltaica, evolucionando desde maximizar la generación sin considerar la estabilidad de la red, aumentando la relación CC/CA para un LCOE optimizado, hasta 24 horas de producción continua de energía utilizando soluciones solares más almacenamiento.

Todavía hay desafíos en algunos mercados, como la incertidumbre sobre las políticas de inversión futuras y la creciente competencia de otras fuentes de combustible alternativas, infraestructura y procesos administrativos que deben abordarse para aprovechar plenamente el potencial de energía solar regional. La mayoría de los países están en el segundo período mientras vemos una oleada masiva de plantas fotovoltaicas avanzando hacia el tercer período dado el precio de alimentación, el apoyo gubernamental y la inversión en toda la cadena de valor, así como la proliferación de la demanda de energía.

Aparentemente, las soluciones solar-más-almacenamiento para 24 horas de energía continua no solo benefician a las partes interesadas con un ROI considerable, sino que también hacen que la energía renovable sea accesible día y noche, lo que facilita el salto en el despliegue de energía solar y conduce a un futuro sostenible y próspero.