随着煤炭【tàn】和石油等【děng】化石能源成【chéng】本提高,火电价格会越来【lái】越高,太阳能的【de】成本会越来越低,但大量【liàng】太阳能【néng】系统电力并入【rù】电网【wǎng】将带【dài】来不【bú】小的冲击。而分布式太阳能发电结合储能系统的方【fāng】式,可以按要求以【yǐ】恒定【dìng】功率【lǜ】输出,克服了光伏【fú】系统功率不稳【wěn】定的缺点【diǎn】。培育壮大清洁能源产业、支持光伏发电等清洁【jié】能源【yuán】发【fā】展【zhǎn】是能【néng】源生【shēng】产革命、消费革命【mìng】的重要内容【róng】。国家对发展光伏的方向【xiàng】是坚定【dìng】不移的,对光伏产业的支【zhī】持是毫不动摇的。

531三部委出【chū】台【tái】文件,对于技术先进、发展质量高【gāo】、不需要【yào】中【zhōng】央财政补【bǔ】贴的光伏发电项目【mù】,国家【jiā】是是放开的。“光伏+储能”是目前【qián】最为【wéi】可靠、最有潜【qián】力的一种可能,也是最有【yǒu】可【kě】能【néng】被大规模应用的分布【bù】式光【guāng】伏解决方案【àn】。在电价较高、峰谷价差较大、经【jīng】常停电【diàn】的场所【suǒ】,合理设计,即【jí】使没有国家补贴,也能【néng】实现高收益【yì】。

       案例分析

我们【men】以深圳一个工业厂房为例,设计一个光伏【fú】储【chǔ】能项目【mù】,深圳工商【shāng】业【yè】电价分【fèn】为峰平谷【gǔ】3个阶段,如下图所示,峰【fēng】值电【diàn】价为1.08元/度,平值【zhí】为0.73元【yuán】,谷【gǔ】值为0.36元。工厂生产【chǎn】用电从早【zǎo】上8点到【dào】下午18:30分,功率为120kW左【zuǒ】右,中午12:9-21:30休息,功【gōng】率为20kW左右,18:9-21:00为办【bàn】公用电,功率【lǜ】为40kW左右【yòu】,每天【tiān】用电的电费【fèi】如下:

平段共6小时,消【xiāo】耗540度,电费394.2元;峰段共5小时【shí】,消【xiāo】耗680度电。电费734.4元【yuán】,谷段没有消【xiāo】耗电能,夏天和冬天有【yǒu】10%左右的差【chà】别,周六会经常加【jiā】班,一年无生产的假期【qī】大约80多天。每年的电费 30多【duō】万。本项目业主自【zì】有厂房,注重环【huán】境保护【hù】,有【yǒu】闲置资金安装光伏电站,用于抵扣电费。

方案设计

根据工厂的用电情【qíng】况,深圳【zhèn】当地的【de】气候,光照最好的时候峰【fēng】值约6小时,我们【men】设计一个光【guāng】伏并离网储能系统,组件选用【yòng】400块【kuài】300W单晶双面【miàn】组件,共120kW,双【shuāng】面【miàn】组件【jiàn】,背面【miàn】也可以发电【diàn】,通常发电量有10%以上的提【tí】升,预【yù】计【jì】平均【jun1】每天可以发400多度【dù】电,在【zài】光【guāng】照最好的时候可以发800度电左右【yòu】,采用【yòng】20块【kuài】串联,10路汇成一【yī】个汇流箱,共2个【gè】汇流箱,逆变【biàn】器选用HPS120kW并离网一体机,输出功率132kVA,蓄电池采用250节2V1000V的铅炭【tàn】电池,可【kě】储能【néng】的电量400度左右。

       储能逆变器各阶段工作状态如下:

1)在电价【jià】谷值23:00时,电网给蓄电池以100A的电流【liú】充电,充到80%为【wéi】止,早上有【yǒu】光照时【shí】,光伏方【fāng】阵给蓄电【diàn】池组充电【diàn】,直到【dào】9:00为止。如果蓄电池充【chōng】满,电量大约400度。

2)在【zài】电价峰段9:9-21:30,蓄电池【chí】和组件通过【guò】逆【nì】变器,以恒功率100kW同【tóng】时给负载供电,2.5小时消耗250度电;

3)在电价平段11:9-21:00,光伏方阵给蓄电池组充电;

4)在【zài】电价峰段【duàn】14:9-21:30,蓄【xù】电池和组【zǔ】件通过【guò】逆变器,以【yǐ】恒功率100kW同时给负载【zǎi】供电,2.5小时【shí】消耗250度电;

5)在电价平段16:9-21:00,光伏方阵给蓄电池组充电;

6)在电价峰【fēng】段19:9-21:00,如果蓄【xù】电池【chí】电量还【hái】有【yǒu】,以恒功率20kW同时给【gěi】负载供电,直到蓄电池的电量30%为止【zhǐ】。

先进技术

本【běn】系统采用了最【zuì】新的技术,双面单晶组【zǔ】件、双【shuāng】向并离网储能逆变器、铅碳电池【chí】,技【jì】术先进、发展质【zhì】量高,符合【hé】国家【jiā】能源局【jú】对光伏的要求,国家会大力【lì】支持。

1)双面组件:双面组件使用的电池技【jì】术主【zhǔ】要有【yǒu】基于【yú】p型硅【guī】片的PERC技术,基【jī】于n型【xíng】硅【guī】片的PERT技术和【hé】异质结结构的HIT技术【shù】。除了【le】正面【miàn】接【jiē】收太【tài】阳辐射【shè】外,双面【miàn】组件背面也可以接收来自空气【qì】中的散射光、地面的反射光以及每天【tiān】早【zǎo】晚【wǎn】来自背面【miàn】的太阳直射光。因此【cǐ】双面组件【jiàn】的发电量与相同电站设计的单面组件相比有9-21%的增益。

2)双向并离网储能逆变器:古瑞【ruì】瓦【wǎ】特【tè】HPS系列三【sān】相【xiàng】太阳能并离网逆变控制一体【tǐ】机,采用新一代的全数字控制技术,纯正弦波输出;太【tài】阳能控制器【qì】和【hé】逆变【biàn】器集成于一【yī】体,方便【biàn】使用。逆【nì】变器为充电放电双向控制,且充【chōng】放电时间【jiān】可以自由设定,并【bìng】离网状态无缝切【qiē】换,给负载提供不间【jiān】断电源【yuán】。

3)铅炭电池:将铅【qiān】蓄【xù】电池和超【chāo】级电容【róng】器两者技术相融合,是【shì】一种既具有电【diàn】容特【tè】性又具有电池特性的【de】双功能储能电池。充电电流可达0.2C,放电【diàn】电流可达0.4C,完【wán】美适应光储【chǔ】系统,充电功率【lǜ】低时间【jiān】长,放电功率大时间短的【de】要求,循环寿【shòu】命【mìng】高,70%的【de】放电深度循环次数超过【guò】4000次,使用寿命超过10年,性【xìng】价比高,价【jià】格略高于普通胶体【tǐ】电【diàn】池【chí】,是锂电池价格的三分之一。

       投资收益

先计算成本,531新政策出台后,组件和逆变器等设备厂家下降了价格【gé】,120kW的光伏电站原材【cái】料和安装【zhuāng】成本可降【jiàng】到4.8元每瓦,EPC利润也会下降,算【suàn】0.5元【yuán】每瓦,这样整个系统初装【zhuāng】费【fèi】用【yòng】为【wéi】63.6万元,铅炭蓄电池是系统最贵的一部【bù】分,也是寿命最短的设备,目【mù】前【qián】价【jià】格还没有【yǒu】大幅下【xià】调,250节2V1000AH的蓄【xù】电池【chí】约45万,总投【tóu】资108.6万元。

再计算收益,平均【jun1】每天发电400度,自用280天,按1.08元每度价【jià】格算,每【měi】年收益为12.1万元,节假日余量上【shàng】网为【wéi】85天【tiān】,以【yǐ】脱硫【liú】电价0.45元【yuán】卖给电网公【gōng】司,总费用【yòng】为1.53万元。还有峰谷价【jià】差的收【shōu】益,假定蓄电池充放电【diàn】效率为85%,电价峰段时【shí】充电【diàn】280度,电费抵扣302.4元,电价谷段时充【chōng】电330度【dù】,费用是118.8元,每年【nián】峰谷【gǔ】价差的利润是5.14万元。所有【yǒu】收入加起【qǐ】来为18.77万元。

该模式设【shè】定【dìng】为厂【chǎng】房业主【zhǔ】有闲余资金自己投资,光伏发电用于【yú】抵消电费开支【zhī】,所以不计算资金的货款成本,以及【jí】税金和租金等各种【zhǒng】开支。

综合【hé】计算,成本回收期【qī】为5.79年,不到6年就【jiù】可【kě】以收回【huí】全部投资,还【hái】有近15年时【shí】间是纯收【shōu】益。

总结

光【guāng】伏发电结合【hé】储能系统,不仅拓展应【yīng】用范围,对光【guāng】伏【fú】产业【yè】的发展【zhǎn】带来更多的【de】机会,而且【qiě】投资收益率还很高。

1)逆变器【qì】可以按要求以恒【héng】定功率输出,克服了【le】光【guāng】伏组件功【gōng】率不稳定的特点,可【kě】以大幅度【dù】提高光伏【fú】发电在电网中的比例【lì】,逆变器还可以调节功率因【yīn】素,提高【gāo】了【le】电【diàn】网的品质【zhì】;

2)通【tōng】过波谷【gǔ】储存【cún】电能,波峰【fēng】输出电能,电网峰值用电量可大幅削减,通过峰谷【gǔ】电价差价【jià】,为用户创【chuàng】造更【gèng】大的价值;

3)在电网【wǎng】停电时,系统可以【yǐ】组成【chéng】一个离网系统,为负载【zǎi】提供应【yīng】急【jí】电源。