Podobnie jak wszystkie technologie, energia słoneczna podlega ciągłym udoskonaleniom i innowacjom. Tam, gdzie kiedyś była obiecującą drogą do wytwarzania czystej energii, teraz jest wysoce opłacalna i stosunkowo łatwa do wdrożenia.
W wyścigu o opracowanie bardziej zrównoważonych i odpornych rozwiązań energetycznych pojawił się nowy konkurent w postaci kolokacji.
Połączenie systemów fotowoltaicznych i magazynowania energii w akumulatorach (BESS) może skutkować:Większa efektywność energetyczna, mniejsze straty i większy potencjał dochodowy.
Nasza dyrektor ds. budownictwa, Simona Scanu, spotkała się z Institution of Power Engineers, aby rzucić światło na to, jak pomagamy naszym klientom maksymalizować przychody z ich odnawialnych aktywów. To krótkie podsumowanie najważniejszych punktów, ale poniżej znajdziesz link do pełnego dokumentu.
Czemu słoneczny?
W przeciwieństwie do innych odnawialnych źródeł energii, takich jak wiatr lub woda, które mogą generować energię okresowo w ciągu dnia i nocy, fotowoltaika słoneczna podąża za przewidywalnym schematem generacji, produkując energię elektryczną tylko w ciągu dnia. Jednak zapotrzebowanie na energię często osiąga szczyt wczesnym rankiem i wieczorem, gdy generacja energii słonecznej jest minimalna. Ta niezgodność między produkcją energii słonecznej a okresami szczytowego zużycia stwarza BESS okazję do zniwelowania tej luki.
Magazynując nadmiar energii wytworzonej w ciągu dnia — często nazywanej „energią przyciętą” — i rozładowując ją w okresach dużego zapotrzebowania, współlokalizowane instalacje fotowoltaiczne i BESS pomagają optymalizować wykorzystanie zasobów, minimalizować ograniczenia i maksymalizować zyski ekonomiczne.
Oprócz poprawy wydajności energii słonecznej, integracja BESS zmniejsza również koszty rozwoju projektu i budowy w porównaniu do oddzielnych instalacji fotowoltaicznych i akumulatorowych. Współdzielenie infrastruktury, połączeń sieciowych i systemów operacyjnych skutkuje znacznymi oszczędnościami kosztów, co sprawia, że kolokacja staje się coraz atrakcyjniejszą opcją dla deweloperów, inwestorów i przedsiębiorstw użyteczności publicznej.
Zakontraktowane strumienie przychodów
Zakontraktowane strumienie przychodów opierają się na umowach między deweloperem projektu a odbiorcą — zazwyczaj przedsiębiorstwem użyteczności publicznej, korporacją lub podmiotem rządowym — który zobowiązuje się do zakupu mocy wyjściowej na mocy umowy zakupu energii (PPA). PPA zapewniają długoterminową stabilność finansową poprzez zabezpieczenie stałych lub przewidywalnych płatności w ustalonym okresie, zwykle trwającym od 10 do 15 lat. Te umowy pomagają deweloperom projektów zabezpieczyć finansowanie, ponieważ zapewniają gwarantowane strumienie przychodów, które zmniejszają ryzyko inwestycyjne.
W przypadku projektów PV + BESS, PPA mogą obejmować postanowienia dotyczące stałej mocy, przesuniętej w czasie dostawy i usług pomocniczych, które zwiększają wartość propozycji komponentu magazynowania energii. Gwarantując stałe zasilanie, nawet w okresach niskiej generacji słonecznej, BESS umożliwia deweloperom oferowanie bardziej konkurencyjnych i niezawodnych PPA.
Przychody z rynku handlowego
W przeciwieństwie do przychodów kontraktowych, przychody z rynku handlowego podlegają dynamicznej naturze cen rynkowych energii elektrycznej. W tym modelu producenci energii sprzedają energię elektryczną bezpośrednio na rynkach hurtowych, korzystając z wahań cen. Podczas gdy takie podejście wiąże się z większym ryzykiem ze względu na zmienność rynku, stwarza również możliwości osiągnięcia wyższych zysków, szczególnie na rynkach energii o znacznej zmienności cen.
Wykorzystując predykcyjną analitykę, uczenie maszynowe i dane rynkowe w czasie rzeczywistym, operatorzy systemów solarnych PV + BESS mogą optymalizować harmonogramy ładowania i rozładowywania, aby maksymalizować przychody. Możliwość elastycznego reagowania na sygnały cenowe pozwala tym systemom na wychwytywanie okazji do arbitrażu cenowego, uczestnictwo w rynkach usług pomocniczych i zapewnianie funkcji równoważenia sieci, które generują premię za rekompensatę.
Metody optymalizacji
Maksymalizacja wydajności aktywów odnawialnych wymaga znajomości technologii, a także sieci. Każdy projekt ma swoje mocne strony i wyzwania, ale istnieje kilka technik, które można zastosować w większości projektów współlokowanych.
-
Przechwytywanie przyciętej energii
Solar clipping występuje, gdy systemy PV generują więcej mocy, niż falownik może przetworzyć, co prowadzi do marnowania energii. Przechowując odciętą energię w BESS, operatorzy mogą:
- Zwiększ wydajność energetyczną:Przechwytywanie i późniejsze wykorzystanie odciętej energii zwiększa całkowitą wydajność systemu.
- Popraw ekonomikę projektu:Dodatkowa sprzedaż energii przyczynia się do wyższych przychodów i szybszego zwrotu z inwestycji.
- Optymalizacja wykorzystania infrastruktury:Dzięki zmniejszeniu zapotrzebowania na duże falowniki, magazynowanie pozwala na bardziej ekonomiczne projektowanie systemów.
-
Przesunięcie czasowe i ścinanie szczytów
Przesunięcie czasowe polega na magazynowaniu nadmiaru energii słonecznej w okresach niskiego zapotrzebowania (np. w południe) i rozładowywaniu jej w godzinach szczytu, gdy ceny energii elektrycznej są najwyższe. Poprzez dostosowanie produkcji energii do wzorców zużycia, przesunięcie czasowe pozwala operatorom maksymalizować przychody, jednocześnie zmniejszając zależność od kosztownej energii sieciowej.
Wiele taryf za media obejmuje opłaty za zapotrzebowanie w oparciu o najwyższy poziom zużycia energii w określonych przedziałach. Rozładowując zmagazynowaną energię w okresach szczytowych lub ścinając szczyty, systemy solarne PV + BESS pomagają dużym konsumentom uniknąć tych opłat za wysokie zapotrzebowanie, co prowadzi do znacznych oszczędności kosztów. -
Arbitraż
Arbitraż energetyczny to strategia finansowa wykorzystująca czasowe wahania cen na rynkach energii elektrycznej. Ładując akumulator, gdy ceny są niskie i rozładowując, gdy ceny są wysokie, projekty solarne PV + BESS mogą generować dodatkowe przychody bez zwiększania produkcji energii. Kluczowe kwestie dotyczące udanego arbitrażu obejmują:
- Żywotność i wydajność baterii:Powtarzające się cykle z czasem powodują degradację pojemności akumulatorów, dlatego operatorzy muszą ostrożnie równoważyć zyski arbitrażowe z długoterminową wydajnością aktywów.
- Prognozowanie cen rynkowych:Zaawansowane modele analityczne i uczenia maszynowego są niezbędne do dokładnego przewidywania trendów rynkowych i optymalizacji harmonogramów wysyłek.
- Wydajność w obie strony:Systemy o wyższej wydajności zatrzymują więcej zmagazynowanej energii, maksymalizując rentowność w zastosowaniach arbitrażowych.
-
Utrwalanie pojemności
Utrwalanie pojemności rozwiązuje problem nieciągłości energii słonecznej, zapewniając stabilne i niezawodne dostawy energii. Poprzez magazynowanie nadmiaru generacji i rozładowywanie go w razie potrzeby, BESS pomaga utrzymać stałe dostarczanie energii, co jest szczególnie korzystne dla:
- Spełnianie zobowiązań PPA:Wiele PPA wymaga minimalnego poziomu dostawy energii. BESS zapewnia zgodność, wygładzając wahania w produkcji energii słonecznej.
- Stabilność sieci i usługi pomocnicze:Modulując moc wyjściową w odpowiedzi na warunki sieciowe, BESS przyczynia się do regulacji częstotliwości, wsparcia napięcia i możliwości czarnego startu.
Sprzężenie prądu przemiennego i stałego w konfiguracjach fotowoltaicznych + BESS
Istnieją dwie kluczowe konfiguracje używane podczas integrowania BESS i sprzężenia AC i DC solar PV. Każda konfiguracja ma swój własny zestaw technicznych i ekonomicznych rozważań, a konkretne ograniczenia i cele każdego projektu są najważniejsze przy podejmowaniu decyzji między nimi. Najlepszym sposobem na wybór jest rozmowa z ekspertem, ale istnieje kilka kluczowych cech definiujących każdą metodę.
Systemy sprzężone prądem przemiennym
W konfiguracjach AC-sprzężonych system fotowoltaiczny i BESS mają własne inwertery i są podłączone do sieci w jednym punkcie. Kluczowe korzyści obejmują:
- Niezależność operacyjna:Systemy fotowoltaiczne i BESS działają autonomicznie, co zapewnia większą elastyczność.
- Modułowość i skalowalność:Systemy sprzężone prądem przemiennym można łatwo rozbudować, dodając więcej paneli słonecznych lub akumulatorów.
- Udział w rynkach usług pomocniczych:BESS może bezpośrednio współpracować z siecią, zapewniając regulację częstotliwości, reakcję na zapotrzebowanie i inne usługi.
Systemy sprzężone prądem stałym
W konfiguracjach DC-sprzężonych system fotowoltaiczny i BESS współdzielą jeden inwerter, który zamienia prąd stały z obu źródeł na prąd przemienny. Zalety obejmują:
- Wyższa wydajność:Dzięki uniknięciu wielu etapów konwersji, sprzężenie prądu stałego minimalizuje straty energii.
- Niższe koszty sprzętu:Pojedynczy falownik pozwala na redukcję nakładów inwestycyjnych w porównaniu do systemów sprzężonych prądem przemiennym.
- Zoptymalizowane przechwytywanie energii przyciętej:Systemy sprzężone prądem stałym efektywnie magazynują nadmiar energii słonecznej bez konieczności dodatkowych konwersji.
Współlokacja fotowoltaiki i BESS stanowi transformacyjną okazję dla sektora energii odnawialnej i można się spodziewać, że przyspieszy, ponieważ postęp technologiczny nadal obniża koszty i poprawia wydajność systemu. Z odpowiednim partnerem dostawczym, operatorzy mogą optymalizować dostawy energii, wykorzystywać szanse rynkowe i przyczyniać się do tworzenia bardziej odpornego i zrównoważonego systemu energetycznego.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym, jak zoptymalizować wykonalność swojego projektu poprzez kolokację, możesz przeczytać cały artykuł poniżej. Możesz również skontaktować się z jednym z naszych ekspertów ds. kolokacji, aby omówić potrzeby swojego projektu.