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光伏、儲能、光儲投資性分析和對比
作者:北極星太陽能光伏網訊    發布于:2021-03-17  10:59:32    文字:【】【】【
我國已宣布2030年前實現碳達峰、2060年實現碳中和。2030年非化石能源消費比重將達到25%。為確保完成這一政策目標,綠色能源成為主體電源,2030年風電光伏裝機規模超過國家承諾的12億千瓦下限已是共識。這意味著,高比例新能源應用已經成為我國電能輸送、配用、消納的主要場景,而儲能是實現并保障高比例電力系統安全、穩定、可靠和高效的強力支撐。從應對氣候挑戰的戰略層面看,儲能是支撐“3060”大目標的關鍵技術,它不止是實現并保障高比例新能源在電力系統的應用,對整個電力系統能量平衡和功率平衡以及建設電力冗余,進而提高系統效率、降低用電成本具有“革命性”的貢獻。
安裝光伏和風電發電,可以直接減排,是實現碳達峰和碳中和的主力軍,而安裝儲能,可以提高光伏和風電在電網的比例,減少棄風棄光比例,可以間接減排,目前光伏系統和儲能系統成本較低,并且在持續下降,投資光伏既有利益,又可響應國家號召,為環保做一份貢獻。
下面分析,光伏、光儲以及用戶側儲能三個項目的特點,投資經濟性對比。
例以深圳某工業廠房為例,該地區高峰時段電價1.0249元/度(9:00—11:30、14:00—16:30、19:00—21:00),平時段電價0.6724元/度(7:00—9:00、11:30—14:00、16:30—19:00、21:00—23:00),低谷時段電價 0.2284元/度(23:00—次日7:00),該工廠平均負載功率為800kVA,工廠是早上8點開工,下午18點收工。一年工作時間為280天左右。以下模式設定為廠房業主有閑余資金自投,光伏發電或者儲能用于抵消電費開支,沒有計算資金的貨款成本,以及稅金和租金等各種開支。

光伏并網發電

特點:光伏并網系統,負載優先使用太陽能,當負載用不完后,多余的電送入電網,當光伏電量不足時,電網和光伏可以同時給負載供電,光伏發電依賴于電網和陽光,當電網斷電時,逆變器啟動孤島保護功能,太陽能不能發電,負載也不能工作;系統輸出功率和光照同步,和電網峰平谷電價沒有關系。
根據該公司屋頂可裝光伏和面積,負載用電負載功率和用電情況,安裝一個500kW的光伏電站,開工期間光伏用電可以全部自用,正常工作日8點之前和18點之后和休息日余量上網,以脫硫電價0.453元賣給電網公司,經過綜合計算,自發自用比例為80%,余電上網比例為20%。
按照2021年的光伏電站安裝行情,整個系統初裝費用為240萬元。500kW在深圳地區,平均每年發電50萬度,峰段占比最大,約為24萬度,按1.025元每度價格算,每年收益約為24.6萬元,平段約為16萬度,按0.6724元每度價格算,每年收益為10.8萬元,余量上網比例為20%為10萬度,以脫硫電價0.453元賣給電網公司,總收入為4.5萬元,加起來約為40萬元,大約6年收加投資。

光伏儲能系統

相對于并網發電系統,光儲系統增加了充放電控制器和蓄電池,系統成本增加了30%左右,但是應用范圍更寬。一是可以設定在電價峰值時以額定功率輸出,減少電費開支;二是可以電價谷段充電,峰段放電,利用峰谷差價賺錢;三是當電網停電時,光伏系統作為備用電源繼續工作,逆變器可以切換為離網工作模式,光伏和蓄電池可以通過逆變器給負載供電。上述的項目,在光伏電站增加一個儲能系統,光伏繼續安裝500kW,設計一套250kW儲能系統,配備一臺250kW的PCS雙向儲能變流器,1000kWh儲能鋰電池,整個光儲系統初裝費用為420萬元,光伏平均每年發電50萬度,由于安裝儲能,可以調節光伏電量輸出時間,計劃安排30萬度在電價峰值時功率輸出,每年收益約為30.8萬元,10萬度為平段時間輸出,每年收益為6.7萬元,20%節假日以脫硫電價0.453元賣給電網公司,總收入為4.5萬元,利用峰谷0.8元每度的價差,每天充電800度,充放電效率算0.85,在高峰期放640度,一年約14.2萬元;電網停電會給工廠帶來較大的損失,停電一小時,可能損失幾千到幾萬元,加裝儲能系統,可作為備用電源使用,一年估算4.5萬左右,每年收益60.7萬,大約6.9年收回投資。
上述的項目,根據負載平均功率和光伏峰值功率的容量差距,再改動一下,光伏減少為400kW,儲能改為250kW/1250kWh,整個光儲系統初裝費用為390萬元,光伏和儲能所有的電改為全部在電價高峰值放出,周末光伏的電除了自用之外儲能起來,只有長假期間才送到電網,光伏平均每年發電40多萬度,有350天可以全部在電價高峰值放出,大約為38萬多度,每年收益約為39萬元,2萬度電以脫硫電價0.453元賣給電網公司,總收入為0.9萬元,利用峰谷0.8元每度的價差,每天充電1250度,充放電效率算0.85,在高峰期放1060度,一年收益約22.5萬元,夏天停電時,光儲可以工廠持續供電3-4小時,大大增加用電的可靠性,加上儲能還可改善功率因素,減少變壓器擴容費用,一年估計能增加6.5萬,每年收益68.9萬, 大約5.7年收回投資.

用戶側儲能系統

該系統主要設備是雙向儲能逆變器和蓄電池,電價谷時充電,電價峰時充電,電網停電時,作為后備電源使用。還是上述的項目,我們設計一臺500kW的PCS雙向儲能變流器,2000kWh蓄電池,整個系統初裝費用為180萬元。
利用峰谷價差充放電,效率算0.8,設計高峰期放1600度,總的價差約1180元,一年算280天約33萬元;電網停電會給工廠帶來較大的損失,停電一小時,可能損失幾千到幾萬元,加裝儲能系統,可做為備用電源使用,一年估算5萬左右,全部相加約38萬元,大約4.7年可以收回投資。

★綜合對比

從上表看出,三個方案投資收益有差別,峰谷價差達0.8元的儲能系統成本回收期最短,防逆流的并網和光儲能系統1回收期稍長,但儲能系統壽命短,從全生命周期上看,光伏系統加上儲能,并擴展儲能系統的應用范圍,投資收益最好,最具有發展前景。
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