光伏储能的意义
储能系统在光伏发电系统中的作用通过对光伏发电的特性分析可知,光伏发电系统对电网的影响主要是由于光伏电源的不稳定性造成的,从电网安全、稳定、经济运行的角度分析,不加储能的光伏并网发电系统将对线路潮流、系统保护、电网经济运行、电能质量和运行调度等方面产生不利影响。光伏电站并网,尤其是大规模光伏电站并网隋思安网带来的影响是不可忽视的。目前解决光伏电站对电网影响的途径是提高电网灵活性或为并网光伏电站配置储能装置。储能系统在光伏电站中的作用主要体现在以下几个方面:1)保证系统稳定。光伏电站系统中,光伏输出功率曲线与负荷曲线存在较大差异,而且均有不可预料的波动特性,通过储能系统的能量存储和缓冲使得系统即使在负荷迅速波动的情况下仍然能够运行在一个稳定的输出水平。2)能量备用。储能系统可以在光伏发电不能正常运行的情况下起备用和过渡作用,如在夜间或者阴雨天电池方阵不能发电时,这时储能系统就起备用和过渡作用,其储能容量的多少取决于负荷的需求。3)提高电力品质和可靠性。储能系统还可防止负载上的电压尖峰、电压下跌和其他外界干扰所引起的电网波动对系统造成大的影响,采用足够多的储能系统可以保证电力输出的品质与可靠性。
光伏储能发电系统,根据类型的不同,一般由光伏方阵、太阳能控制器和逆变器(并网逆变器和储能逆变器)、蓄电池组及电池管理装置BMS、监控及能量管理系统EMS和负载等构成。储能系统的光伏方阵与并网系统设计和安装都一样,但是电气系统没有统一的标准方案,要根据用户的需求去设计,因此需要熟悉设备原理,掌握设计方法,才能为用户量身订做方案。在整个光伏储能系统中,太阳能控制器、逆变器及蓄电池等部件之间的连接也需要设计者去挑选优质的电源连接器,好的光伏直流电连接器能够有效保障整个储能系统的运行。光伏储能系统是将光伏发电系统与储能电池系统相结合,主要在电网工作应用中起到“负荷调节、存储电量、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷”等作用应用。通俗来说,可以将储能电站比喻为一个蓄水池,可以把用电低谷期富余的水储存起来,在用电高峰的时候再拿出来用,这样就减少了电能的浪费;此外储能电站还能减少线损,增加线路和设备使用寿命。并网储能逆变器大规模应用在光伏电站中,将会对光伏产业带来更好的发展机会。
2019年,风电和光伏全面平价后,为了解决消纳难的问题,风电和光伏产业先是提出储能,后又提出制氢,以实现产业链利益的最大化。
其实,无论是储能还是制氢,无不凸显风电和光伏电量消纳的尴尬。对于风电和光伏未来的规划,我们要基于现实科学规划。
一张图,看懂风电和光伏为何是垃圾电
由图中我们可以看出核电装机、发电比效率最高,其次是火电,水电和生物质持平,而风电和光伏最低。
风电装机规模占比10%,发电占比才5%;光伏装机占10%,发电占比才3%。也就是说投资一块钱给风电和光伏,才能生产出5毛和3毛的产量。
这张2019年的图很能说明问题。很显然我们在大肆投资风电和光伏的同时,也是在过度消耗 社会 资源制造能源浪费。
发电效率低,实际消纳更低
风电和光伏投资与产出不成比例,其实其发出的电消纳比更低。受制自然条件的制约,风电和光伏发电不稳定,对电网冲击比较大。
电网对风、光上网的要求很高,不但要有风功率预测系统,将来还要具备参与调峰的条件,具备功率控bai系统;还要求电能质量合格等。
要实现以上的并网条件,当前技术条件下风电和光伏很难做到。因此我国弃风、弃光非常严重,有近30%的电没有被实际消纳。
储能和制氢,不过是无奈之举
既然电网排斥风电和光伏,那么如何解决弃风、弃光问题呢,于是业内人士提出了储能,通过储能然后再释放。
除了储能,大家还想到了用风电和光伏通过电解水来制氢。储能解决了电浪费的问题,而制氢则解决了消纳的问题。
不过无论是储能还是制氢投资成本都非常大,而且电能转化效率非常低。储能和制氢是风电和光伏的遮羞布,也是产业的无奈之举。
无视短板,沦为资本无底线扩张
风电和光伏产业一个意思的现象是,产业投资只论装机、发电规模,却很少谈到实际消纳,因为消纳依然是无法解决的短板。
不过对于资本来说,风电和光伏已然构成了一个庞大的利益链,蛋糕做得越大,可分享的利益就越高。资本要的是概念、是市值,才不管发出的电能不能消纳。
近日风电和光伏产业在猛炒“碳中和”概念,并提出“3060”规划目标,企图打破当前的电力平衡。对于风电和光伏的疯狂,当引起决策机构的重视。
目前来说,使用蓄电池是相对最为经济和效率最高的方式。
光伏发电,是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要由太阳电池板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成,主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏发电由于受日照时间的限制,发电量称不均匀的状态。发电量的时间分布和用电量的时间分布通常难以匹配,所以存在一个将发电高峰时的电量存储起来,在用电高峰时使用的过程,即能量储存(储能)。
由于电能本身难以存储。对于不能通过调节发电量来匹配用电量的电站(电力生产系统),可以通过将电能转化为其它易存储的能量形式,在需要时将其重新转换为电能的方法来达到发电量与用电量之间的匹配。
电池储能,是将电能转化为化学能存储,需要时将化学能重新转化为电能使用。在光伏发电中,使用蓄电池是相对最为经济和效率最高的方式。
除了存储化学能之外,电站储能的中间能量形式还有:
抽水储能:这是当前投入实际使用较多的一种方式。即用专门的抽水发电设备,用多余的电能将水抽到水库中,用电时利用水力发电。缺点是随水位变化发电量存在不均匀;
加热储能:利用电力加热介质,用电时再利用热能发电;
直接储电:采用超级电容存储电能。这是当前最有前途的电站储能方式,效果和使用电池类似,但现在技术和成本尚达不到大规模应用。
另外还有超导储能、机械储能等处于研究中的方案。
2022年意大利米兰光伏电池储能展 MCE 2022
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2022年意大利米兰光伏电池储能展
The MCE 2022
展会时间: 2022年04月08-11日
展会地点: 意大利•米兰•RHO展览馆
举办周期: 两年一届
主办单位: Fiera Milano S.p.A.、Eventi Italia Srl
组展单位: 东方福泰(北京)国际会展有限公司
展会介绍
2022年意大利米兰光伏电池储能展(MCE 2022),是专注于“人性化 科技 ”的国际双年展,其主要展品范围包括:可再生能源、水处理、制暖、空调及相关服务。MCE始创于1960年(意大利首个专业展会),40多年来一直紧贴市场发展,不断为业者创造着会面、比较及开展技术、文化与政策交流的最佳平台,始终保持着行业领先地位。
两年一届的意大利米兰光伏储能展MCE,将于2022年4月8日至11日在意大利米兰国际展览中心举行,并将携手参展商和观众开展一系列产业交流活动。回顾上届展会,有来自64个国家的参展商共有2138家,囊括了世界各国的知名企业,观众更是接近16万人,展出面积为325000平米。
统计表明,MCE观众主要来源于安装设计、系统工程、建筑装饰、批发零售、大宗发行及进出口等领域,并具有高度决策权和购买力。90%的专业观众认为展会对其尤为重要,而通过展会可以做出购买决定的观众比例更是达到了75%。很多观众表示,他们很愿意通过MCE完成采购计划,这种方式节省了大量的采购时间和成本,并可以相对轻松的掌握行业内最新的潮流产品及技术。相对于观众满意度的体现,近八成的采购比例,对展商来说更是充满了极致诱惑。
MCE各主题展区将竭力推介各种新产品、新技术以及先进的服务项目, 参展企业可以在展会上与国内外同行进行零距离接触,与参展者、安装技师、销售者、制造厂家、 工程设计师、 建筑师和外观设计师建立广泛的联系。
展品范围
1、光伏储能: 智能电网、光伏储能电源/并网逆变器/扬水逆变器、储能变流器、UPS电源、防静电逆变电源、稳压器、整流器、电阻滤波、BMS电池管理系统、储能电池管理系统、能源监控管理系统、离网型家用储能系统、锂电UPS系统、大功率器件集成等;储能电池设备、包装/焊接/激光/检测设备、太阳能供水系统及产品;太阳能集热采暖设备;太阳能建筑应用;太阳能组件、PV制造设备、硅原料、充电设备、储能设施、传输设备。
2、电池储能技术: 锂离子电池、铅酸蓄电池、镍镉/镍氢电池、氧化还原液流电池、燃料电池、其它电池技术、电池回收与循环利用技术、燃料电池、超级电容器、电能转气技术(甲烷,氢,电解技术和相关设备等)、其他能源存储方法锂离子电池、铅酸蓄电池、太阳能电池、铁电池、镍氢电池、镍镉电池、液流电池、空气电池、飞轮电池、锌镍电池等、燃料电池、超级电容器等;各类电池用制造设备、专用生产设备及生产线、测试仪器、零部件和充电器、原辅材料;石墨烯原料/薄膜。
3、能量存储系统: 住宅类固定储能系统应用、商业和工业类固定储能系统应用、规模级公共事业类固定储能系统应用、大功率类( 汽车 、电动交通)移动储能系统应用、低功耗段(智能手机、笔记本电脑、平板电脑等)储能系统应用、牵引用蓄电池(工业卡车、叉车)、牵引用蓄电池(轨道车辆)、不间断电源(UPS)等。
4、储能系统的组件与设备: 电池管理系统、充电技术与设备、电力电子存储系统、电池测试、检验与安全性管理、冷却/升温管理。
5、制造设备、材料和组件: 电池制造、模块制造和系统装配、原材料、组件和设备、电池管理系统、充电技术和设备、存储系统的电力电子设备、电池测试、安全、冷却/热管理、电池制造、模块制造和装配、材料。
6、生物能源: CDM基础设施,开发,减少碳排放、生物气、农业解决方案、沼气池、涡轮机、鼓风机、储备、内燃机和气体净化设备、燃烧和气化、锅炉、涡轮机、发动机、内燃机和气体净化设备。
7、风能和水力发电: 电力设备、SPP 和VSPP、风能和水力发电、涡轮机、电控、建造、测量和控制设备。
8、其它Other:: 电池行业用三废处理设备、废旧电池回收处理技术与设备、研发服务、教育、培训、行业协会、组织、贸易出版物、出版等。
市场介绍
米兰作为国际大都市,经济上已与巴黎、伦敦和柏林同为欧洲经济中心。在中欧、南欧地区,米兰在工业活动方面位居第一。在金融方面其作用则超过慕尼苏黎世。在米兰地区共有14.3多万家公司企业单位从事生产、贸易和服务等经营活动。其中,农业占1.2%,工业占38%,服务业占60.5%。
欧洲是全球光伏产品的主要市场,而意大利是欧洲第二大光伏产品市场,并保持与德国相当的增长水平。意大利国家电力局预计,到2016年,意大利国内的最高光伏装机容量将达到3000兆瓦。意大利是传统的世界领先光伏市场之一。与其他可再生能源技术相比,光伏技术获得了意大利政府最大的支持。事实上,光伏发电在意大利已经满足了5%的电力需求和10%以上的高峰需求。
意大利支持光伏的主要原因是它得天独厚的地理位置。自2005年以来,政府为光伏项目建立了Conto Energia系统,作为实现欧盟2001/77/EC指令确定的可再生能源目标的战略。
根据光伏地理信息系统(PVGIS),意大利Po River Plain地区的太阳辐射年平均值为每平方米3.6千瓦,Central Southern Italy为每平方米4.7千瓦,西西里岛为每平方米5.4千瓦。这一切表明,意大利优越的地理位置是建造光伏电站的有利条件。
1、意大利光伏市场现状
意大利在2018年的1、2月份安装了大约60.1兆瓦的光伏,比2017年同期的51兆瓦增加了17%。约有60%新安装的20kW以下的光伏电站来自于住宅需求,这意味着无论私人PPA近来的发展如何强劲,市场依然由屋顶光伏作为主导。就工商业部门而言,大部分光伏系统装机容量在20千瓦到100千瓦,总装机容量到达了10.9兆瓦。
根据光伏可再生能源协会和上述数据,意大利光伏市场的平均增长率在过去三年中几乎保持不变。为了推动光伏市场的发展,意大利政府在2018年2月份宣布了几个大型光伏项目。如果这些项目无法在2018年内完成或者没有更多类似的项目,那么2018年的增长可能依然会在300兆瓦到360兆瓦之间。政府对自我消费的监管是市场的关键驱动力。
2、意大利光伏市场的关键驱动因素
自2012年以来,住宅减税50%一直是一项强大的推动力,光伏系统被认为是“旨在实现节能的项目”。同时,工商业项目将主要受到超额摊销和今年通过的免税政策的推动,为光伏投资创造更强有力的经济激励。
2018年2月初,欧盟委员会已确认意大利的容量市场,以确保意大利电力供应的安全。这一安排将在未来十年内保持有效。与此同时,意大利将进行市场改革,以减轻光伏市场波动可能导致的结构性风险。
储能市场(ESS)的发展十分稳定,预计将有7,8千个新装置,其中90%将被归类为一体化和模块化的单相解决方案,用以满足6kW以下的住宅需求。
随着光伏系统的发展,意大利正步入脱碳时代。意大利究竟需要多长时间才能实现欧盟批准的目标:2030年占可再生能源供应的35%,就让我们拭目以待吧。