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光伏、儲能、光儲投資性分析和對比
 
我國已宣布2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)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(biāo),綠色能源成為主體電源,2030年風(fēng)電光伏裝機規(guī)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(yīng)用已經(jīng)成為我國電能輸送、配用、消納的主要場景,而儲能是實現(xiàn)并保障高比例電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠和高效的強力支撐。從應(yīng)對氣候挑戰(zhàn)的戰(zhàn)略層面看,儲能是支撐“3060”大目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù),它不止是實現(xiàn)并保障高比例新能源在電力系統(tǒng)的應(yīng)用,對整個電力系統(tǒng)能量平衡和功率平衡以及建設(shè)電力冗余,進而提高系統(tǒng)效率、降低用電成本具有“革命性”的貢獻。
安裝光伏和風(fēng)電發(fā)電,可以直接減排,是實現(xiàn)碳達峰和碳中和的主力軍,而安裝儲能,可以提高光伏和風(fēng)電在電網(wǎng)的比例,減少棄風(fēng)棄光比例,可以間接減排,目前光伏系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)成本較低,并且在持續(xù)下降,投資光伏既有利益,又可響應(yīng)國家號召,為環(huán)保做一份貢獻。
下面分析,光伏、光儲以及用戶側(cè)儲能三個項目的特點,投資經(jīng)濟性對比。
例以深圳某工業(yè)廠房為例,該地區(qū)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(fù)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(shè)定為廠房業(yè)主有閑余資金自投,光伏發(fā)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(wǎng)發(fā)電

特點:光伏并網(wǎng)系統(tǒng),負(fù)載優(yōu)先使用太陽能,當(dāng)負(fù)載用不完后,多余的電送入電網(wǎng),當(dāng)光伏電量不足時,電網(wǎng)和光伏可以同時給負(fù)載供電,光伏發(fā)電依賴于電網(wǎng)和陽光,當(dāng)電網(wǎng)斷電時,逆變器啟動孤島保護功能,太陽能不能發(fā)電,負(fù)載也不能工作;系統(tǒng)輸出功率和光照同步,和電網(wǎng)峰平谷電價沒有關(guān)系。
根據(jù)該公司屋頂可裝光伏和面積,負(fù)載用電負(fù)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(wǎng),以脫硫電價0.453元賣給電網(wǎng)公司,經(jīng)過綜合計算,自發(fā)自用比例為80%,余電上網(wǎng)比例為20%。
按照2021年的光伏電站安裝行情,整個系統(tǒng)初裝費用為240萬元。500kW在深圳地區(qū),平均每年發(fā)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(wǎng)比例為20%為10萬度,以脫硫電價0.453元賣給電網(wǎng)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(tǒng)

相對于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),光儲系統(tǒng)增加了充放電控制器和蓄電池,系統(tǒng)成本增加了30%左右,但是應(yīng)用范圍更寬。一是可以設(shè)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(dāng)電網(wǎng)停電時,光伏系統(tǒng)作為備用電源繼續(xù)工作,逆變器可以切換為離網(wǎng)工作模式,光伏和蓄電池可以通過逆變器給負(fù)載供電。上述的項目,在光伏電站增加一個儲能系統(tǒng),光伏繼續(xù)安裝500kW,設(shè)計一套250kW儲能系統(tǒng),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(tǒng)初裝費用為420萬元,光伏平均每年發(fā)電50萬度,由于安裝儲能,可以調(diào)節(jié)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(jié)假日以脫硫電價0.453元賣給電網(wǎng)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(wǎng)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(tǒng),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(jù)負(fù)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(tǒng)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(wǎng),光伏平均每年發(fā)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(wǎng)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(xù)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(cè)儲能系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要設(shè)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(wǎng)停電時,作為后備電源使用。還是上述的項目,我們設(shè)計一臺500kW的PCS雙向儲能變流器,2000kWh蓄電池,整個系統(tǒng)初裝費用為180萬元。
利用峰谷價差充放電,效率算0.8,設(shè)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(wǎng)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(tǒng),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(tǒng)成本回收期最短,防逆流的并網(wǎng)和光儲能系統(tǒng)1回收期稍長,但儲能系統(tǒng)壽命短,從全生命周期上看,光伏系統(tǒng)加上儲能,并擴展儲能系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,投資收益最好,最具有發(fā)展前景。
 
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