太阳能发电和储能需要重视弹性

2018-07-19 08:37 未知

  一项新的研究分析了太阳能+存储系统在电网停电期间所提供的价值:“重视弹性可以使光伏和储能系统在其他情况下无法实现的情况下运行。”

  极端天气事件通常会造成建筑物的停电事故,而这表明了提供电力的电网脆弱性。但是,如果建筑物业主为了避免电网停电,在决定是否投资建设可以提供不间断电力的项目时会考虑什么?

  美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员与总部位于佛蒙特州的非营利组织Clean Energy Group合作开展的一项新研究发现,“电网停电成本的核算可以改变光伏和存储系统投资的盈亏平衡点。”

  在提交的这份报告的论文摘要中,作者写道:“即使太阳能发电系统和储能系统在传统的成本效益计算下看起来似乎不经济,但对电网中断造成的损失进行评估可以使太阳能发电和储能系统在财政上成为一种合理的投资。”

  “在大多数情况下,”他们补充说,“结合弹性的价值将增加太阳能和电池储能系统的最佳规模。”

  “很明显,对弹性进行评估确实会增加项目的价值,并增加太阳能和储能系统组合可以为项目增加的价值。”Clean Energy Group副总裁兼项目总监SethM ullendore表示,“这无疑增加了项目的经济可行性。”

  研究人员模拟了在加利福尼亚州阿纳海姆的三种建筑物中安装的太阳能+储能项目的结果:一所小学,一座大型办公楼和一家大型酒店。为了对弹性进行评估,该研究使用了基于30个公用事业客户调查中包含的停电预期成本(业务损失或产生的负债)。

  该研究假设太阳能+储能系统可以在停电期间为关键负载供电,或为建筑物典型电力负荷的50%供电。其模拟中断持续了两个小时。模拟中断基于公用事业公司报告的客户平均中断持续时间指数值。

  对于每种建筑类型,研究人员分析了太阳能和储能系统的净现值(NPV)。在小学的项目部署中,太阳能+储能系统在考虑避免停电的成本之前是经济可行的的。在考虑避免电网中断的价值后,其最佳太阳能光伏系统的规模增加了20%,达到134千瓦,储能系统增加了13倍,达到32千瓦/79千瓦时。在弹性情景下的净现值增加了一倍以上,从28,759美元增加到58,399美元。

  对于大型办公楼而言,太阳能发电系统在考虑弹性之前是经济的,但是储能系统却不是。考虑到避免停电的成本后,理想的配置要求增加35%的太阳能发电容量和156千瓦/271千瓦时的电池储能统。将避免的停电损失的价值与增加的电费节省相结合,建筑物业务的净效益将在20年内增加了178,000美元。

  在对弹性进行评估之前,对于大型酒店而言,太阳能光伏系统和储能都不具有成本效益。在考虑避免停电的价值后,配置63千瓦的太阳能光伏和39千瓦/60千瓦时的电池存储系统是最佳选择。报告的作者写道,“在这种情况下,重视弹性使太阳能+储能系统成为成本最低的解决方案。”

  研究人员指出,建筑物业主应该计划增加太阳能和存储系统所需的预算。他们估计,必要的硬件(其中包括转换开关、关键负载面板和控制装置)可能会增加系统成本的10%到50%的增量费用。

  美国国家可再生能源实验室(NREL)的可再生能源研究分析师JoyceMcLaren表示,“我认为这是对项目价值的保守估计,其中包括弹性。而与飓风过后在波多黎各或其他地方看到的情况相比,所看到的停电时间相对较短。”

  Mullendore补充说,研究中使用的弹性值以避免中断,但并不能完全获得发生自然灾害或其他危及生命的紧急情况后太阳能+储能系统所带来的好处。

  他说,“当人们谈到潜在的生命损失或影响生活质量的时候,他说:“当人们谈到潜在的生命损失,或影响生活质量时,很难确定价值,但肯定比人们所谈论的商业损失要高得多。”

  Mullendore和穆McLaren表示,他们并不知道政府部门正在努力制定美国国家标准来评估太阳能和储能系统提供的弹性。但是,规划由极端天气事件引起的电网中断是政府部门官员的首要任务。

  McLaren说,“我们对此感兴趣的原因是,许多建筑业主和其他利益相关者(其中包括城市规划者和政府部门)长期关注停电影响的弹性越来越大。”

  Mullendore引用了一个成功模式,即马萨诸塞州社区清洁能源防灾计划,这是一项耗资4000万美元的地方政府拨款项目,该项目旨在部署太阳能电池板、储能系统和其他清洁能源技术,以避免服务中断。

  Mullendore补充说,通过修订有利于柴油发电机作为建筑物默认备用电源的标准,管辖区可以开展更多工作,为太阳能+储能系统创造一个开放空间。他说。“无论是储能系统还是燃料电池,都无法轻松开启新的先进技术。需要允许新技术解决方案履行柴油发电机通常具有的相同角色。

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