应用案例

受用电需求及能耗控制等推动工商业分布式光伏电站迎来发展机遇

发表时间:2024-08-13 14:36:19 来源:应用案例

  分布式光伏电站开发建设前期的技术难点在于电站开发选址以及针对每一电站所制定的科学合理的发电系统整体解决方案。该阶段需要综合特定屋顶结构及承重、不同地理位置的光照条件、就地消纳能力等各类因素,在此基础上建立模型做多元化的分析,测算电站可实现的最佳发电效率和电站效益;分布式光伏电站开发建设中期的技术重点在于按照既定的设计的具体方案选择符合电站本身设计功能要求的光伏组件和元器件,并在建设安装过程中严格按照设计的基本要求施工;分布式光伏电站开发建设后期的技术难点在于对电站实施高质量的运营维护,需要由经验比较丰富的运维团队配以实时监控平台、运营分析平台及自动清洁机器人等智能化手段,保证发电系统提供持续稳定的输出,提高电站综合运行效率。

  目前光伏电站的日常运营维护已逐渐以使用新一代信息技术的智能化监控替代传统的人工巡检,有利于提高分布式电站的运行管理效率,提升电站运行管理上的水准,逐步降低运行和维护成本,提高分布式电站的发电效率以及用户端的用电效率。

  2017 年以来,随着欧美、南美、中国等国家和地区的环保意识和能源危机意识增强,且光伏发电系统成本逐步降低,叠加政府政策支持的推动,全球分布式光伏装机规模持续增加。基于全球新能源发展规划、光伏发电成本情况及各国政府的支持政策,未来光伏行业的发展仍将呈现集中式和分布式、工商业与户用一起发展的市场格局。

  我国东中西部经济发展水平和用电需求不均衡,东部经济活跃地区用电依赖于“西电东送”工程输送的电力资源,而我国中西部地区则因其地理面积广阔、光照资源丰富,适合集中式光伏发电项目的建设运营,因此我国光伏行业发展早期以集中式光伏电站为主,2013 年,我国集中式光伏新增装机容量占比达 93.81%。随国民经济发展生活的持续不断的发展、用电需求的逐步的提升,国内光伏区域发电、用电的不平衡状况以及集中式光伏发电的输送损耗问题愈发凸显,东部经济活跃地区在用电高峰期频频出现限电甚至断电的现象。近年来,为了缓解以上问题,政府推出了一系列政策,推动国内分布式光伏发电的发展,如2021 年 9 月,国家能源局正式印发了《公布整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点名单的通知国能综通新能〔2021〕84 号》,全国各地报送的试点县(市、区)名单共有 676 个,全部列为整县(市、区)屋顶分布式光伏开发试点。同时,随着政府对高能耗行业的监督管理要求日趋严格,进一步驱动光伏发电及光伏电站建设的需求。2022 年,我国分布式光伏新增装机容量占比已达 58.47%。中国光伏发电逐步从过去的以西部集中式大型地面电站为主,转为东中西部一起发展、集中式光伏发电与分布式光伏发电齐头并进的格局。

  相对于集中式光伏电站,分布式光伏电站具备以下优势:A、分布式光伏电站就近发电、就近并网、就近使用,有效解决了电力在升压及长距离输送过程中的损耗问题;B、分布式光伏电站开发与建设不需要额外占用土地,可根据不同的场地进行专门的设计开发,具有较高的土地集约性,资源利用率更高;C、分布式光伏电站以建筑物屋顶等闲置资源作为发电场地,极大化地利用了相对碎片化的光照资源,提高了太阳能利用率;D、分布式光伏电站单体规模较小,相对易于建设,建设成本较小,其发电更具便利性,且弃光率较低,大部分电量都可实现就地消纳。

  2013-2022 年,国内分布式光伏累计装机量保持较快增长趋势,从 2013 年的 3.1GW 增长至2022 年的 157.62GW,近十年年均复合增长率达到54.73%。分布式光伏具备较好的经济性,在 2022 年新建分布式光伏电站不再享有国家补贴的情况下,仍保持快速的增长趋势。2022 年,国内分布式光伏新增装机量达51.11GW,同比增长 74.56%,占 2022 年全部新增光伏装机容量的 58.47%,发展的新趋势良好。

  受土地资源、光照条件、经济发展、电力供需关系等因素影响,我国分布式光伏电站建设呈现出一定的区域性特点:一方面,我国中西部地区地理面积广阔、光照资源丰富,而我国东部区域相对而言土地资源和光照资源有限;另一方面,我们国家的经济呈现东部经济活跃且用电需求更高的特点。此外,屋顶资源也同样是分布式光伏电站发展的核心要素之一,在满足光照条件的前提下,经济发达地区工商业屋顶资源相对较多,且发电自用比例比较高,为分布式光伏电站发展提供了更有利的条件。基于上述背景,我国分布式光伏电站以经济较为发达的长三角、京津冀和珠三角等区域为主。

  从装机规模来看,2022 年,分布式光伏累计装机容量前五名分别为山东省、浙江省、河北省、河南省和江苏省。其中,浙江省分布式光伏累计装机容量达19.26GW,新增装机容量达 6.50GW。经济发达地区工商业企业较多,用电需求旺盛,弃光率低,光伏发电环保特性突出,企业合作意愿较高,故工商业分布式光伏电站建设发展较为快速。

  随着光伏成为最具竞争力的电力能源形式之一,光伏与其他产业结合的发展空间不断拓展,未来太阳能光伏市场应用将呈现宽领域、多样化的发展的新趋势,能够很好的满足各种需求的光伏产品将不断问世,除了大型并网光伏电站外,与建筑相结合的光伏发电系统、小型光伏系统、离网光伏系统、光伏储能等也将快速兴起。同时,光伏产业与新一代信息技术加速融合,光伏+交通、光伏+加油站、光伏+农渔业等各种“光伏+”应用场景不仅仅具备消纳的优势,而且为光伏行业提供了巨大的市场发展空间。

  随着产品技术和制造工艺的持续进步,光伏制造将更趋向于精密化和集成化。在光伏制造环节,怎么样提高生产的全部过程的良率和效率并减少相关成本成为光伏制造的一个重要课题。建立更加自动化及智能化的制造车间,应用自动化设备及系统优化工艺过程及生产调度,有利于减少制造环节的人员投入,在保证高品质的同时,提升良率,提高生产效率,从而大大降低生产所带来的成本,提高经济效益。在此背景下,目前光伏各环节都存在向更高程度的自动化、智能化方向发展的趋势。

  基于分布式光伏电站分散的特点,电站的运维需要实时对电站进行运行监控,并及时进行故障排查和检修。随着我们国家光伏电站容量的迅速增加,传统的光伏电站粗放式运维难以为继,行业已向精准化、智能化的高质量运维转变。通过运用新一代信息技术实现精准化和智能化的运维,有利于减少电力损失和人员投入,提高发电效率,降低运维成本。未来,分布式光伏电站的运维精准化、智能化的程度必将进一步提高。

  分布式光伏电站投资运营及开发建设服务需要跨专业、多学科的技术型人才和高素质、有经验的管理型人才,在光伏电站的开发、设计、建造、运营管理等各方面做综合性高效整合,需能快速、规模化地提供相关服务,要求企业具备较强的资源整合能力,对专业人才的需求较高。但近年来我国光伏产业呈现爆发式增长态势,对具备专业方面技术和丰富经验的人才的需求旺盛,竞争非常激烈,客观上形成了较高的人才壁垒。

  分布式光伏电站在开发、设计、建设、运营管理等方面均需具备较强的技术水平,涉及到多学科的综合应用。开发建设前期,需要综合特定屋顶结构及承重、不同地理位置的光照条件、就地消纳能力等各类因素,进行电站开发选址并针对每一个电站制定科学合理的发电系统整体解决方案;在此基础上建立模型做多元化的分析,测算电站可实现的最佳发电效率和电站效益;开发建设中期,需要按照既定的设计的具体方案,选择符合电站本身设计功能要求的光伏组件和元器件,并在建设安装过程中严格按照设计的基本要求施工;开发建设后期,需要对电站实施高质量的运营维护,由经验比较丰富的运维团队配以实时监控平台、运营分析平台及自动清洁机器人等智能化手段,保证发电系统提供持续稳定的输出,提高电站综合运行效率。因此,对于缺乏经验和技术积累的行业新进入者,光伏电站投资运营及开发建设具有一定的技术壁垒。

  光伏电站投资规模较大,属于资金密集型行业。一方面,光伏电站前期建造资金需求大,根据《国务院关于调整固定资产投资项目资本金比例的通知》(国发[2009]27 号)的规定,光伏电站建设对投资资本的要求比较高;另一方面,光伏电站虽收益稳定,但投资回报期较长,光伏电站开发商需具备较强的资金实力。

  屋顶资源系分布式光伏电站的核心要素之一。相对集中式光伏电站,分布式光伏电站的屋顶资源具有面积小且分散的特点,导致单个分布式电站的装机容量较小,一般在 0.5-6MW 之间。基于降低开发建设及运维成本等经济因素考量,分布式光伏电站投资运营及开发建设一般会选择在同一地区建设多个分布式光伏电站,以形成规模效应,降低运维及管理成本。因此,如何在一定区域内获取规模化的屋顶资源,成为行业的主要壁垒之一。

  受光照因素影响,太阳能发电存在地域分布不均衡性、时间分布间歇性等特点,这些特点与用电侧对供电的稳定性形成了矛盾。

  一方面,我国东中西部在经济发展水平及电力资源分布等方面存在不均衡的特征,发电和用电的集中区域不一致,东部经济活跃地区需要依赖中西部的“西电东送”工程输送电力资源,因此建设更多的特高压电网、跨省区外送输电通道等基础设施,将中西部的光伏电力实现远距离安全输送至东部经济活跃地区,对有效提升光伏电力的利用率,促进光伏行业发展尤为重要。

  另一方面,太阳能具有日夜间歇性、季节间歇性的特点,白天、夏季光照充足,而夜晚、冬季则无光或弱光,导致发电与用电需求存在时间差,因此导致现阶段分布式光伏发电不足以满足用电侧对供电稳定性的需求。储能设施的建设是降低发电和用电时间差问题的有效手段,但受技术发展、原材料成本等因素影响,储能成本仍较高,不具备较好的经济性。因此,储能技术提升及储能成本的降低对于光伏行业的发展显得很重要,目前仍有较大空间。

  近年来,受全球供应链紧张、国际物流费用高涨以及贸易保护主义等因素影响,各国更加重视生产及供应链的本地化,以降低对外的依赖度。光伏产业作为能源转型中关键的战略性新兴起的产业之一,成为各国打造供应链内循环体系的焦点之一,能源安全问题更是被上升到国家战略安全层面。

  基于此,随着光伏在能源领域的重要性不断的提高,各主要国家和地区综合施策强力推动光伏制造本土化:一方面,出台了一系列激发鼓励措施推动本土光伏制造业发展;另一方面,通过加征一定的关税等手段限制光伏产品进口:如美国维持对光伏组件的紧急进口限制(第 201 条款),将对来自中国等国家和地区的进口产品的额外关税延长 4 年;印度政府于 2021 年 4 月批准了太阳能组件行业的生产相关鼓励计划(PLI),同时宣布自 2022 年 4 月起对外国制造的太阳能组件征收 40%的基本关税,对电池征收 25%的基本关税,并拨款 450 亿元印度卢布鼓励本土建设高效组件工厂。

  光伏制造本土化及贸易保护的方法对全球光伏产业的发展形成了一定的负面影响,尤其是对我国光伏行业的海外发展带来了一定冲击。

  更多行业资料请参考普华有策咨询《2023-2029年分布式光伏电站行业市场调查与研究及发展的新趋势预测报告》,同时普华有策咨询还提供产业研究报告、产业链咨询、项目可行性报告、十四五规划、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。

  第三章 《国民经济行业分类与代码》中分布式光伏电站所属行业2023-2029年规划概述

  第五节 2017-2022年分布式光伏电站行业财务能力分析与2023-2029年预测

  第六章 POLICY对2023-2029年我国分布式光伏电站市场供需形势分析

  第九章 普●华●有●策对2023-2029年分布式光伏电站行业产业体系调整分析

  第十三章 普●华●有●策对2023-2029年分布式光伏电站行业投资前景展望

  第十四章 普●华●有●策对 2023-2029年分布式光伏电站行业发展的新趋势及投资风险分析

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