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太阳能结合电池储能 加速绿能普及脚步
 

【作者: 李文正】2023年07月18日 星期二

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随着全球现有火力发电厂逐步退役,以及台湾政府推动净零排放的积极举措,进而加速可再生能源的部署。其中,太阳能在可再生能源市场的渗透率处於领先地位。根据彭博新能源财经(Bloomberg New Energy Finance, BNEF)所发布的储能市场长期展??报告(Long-Term Energy Storage Outlook 2023)指出,全球储能市场规模於2022年再创新高,增加了16吉瓦(GW)/35吉瓦时(GWh)的容量,相较於2021年增长68%。此外,太阳能为多数电?市场中成本最低的发电来源,而随着 1 TW (百万兆瓦)光电(Photovoltaic, PV) 发电厂的兴起,太阳能市场将快速成长。然而,尽管太阳能在全球能源市场趋於普及,由於受限於无法维持全天候的稳定供电,电力调度的议题为产业目前面临的一大挑战;针对此问题,太阳能与储能系统的结合,即成为能源市场的新兴趋势。


此外,因应现今电网低碳化需求抬升的浪潮,全球各地皆持续推动太阳能结合储能系统的大型建置计画,经济部亦在2022年公告储能系统结合太阳光电发电相关措施,以鼓励太阳光电案场设置储能系统。由此可见,太阳能结合储能系统的技术俨然成为产业加速发展的关注重点;以Fluence为例,凭藉着在开发新应?和推动储能创新领域超过 15 年的经验,我们所设计的Gridstack?系统能显着优化太阳能及储能系统的效能,提供客户更低成本的发电系统,且同时增加企业投资报酬率。


间歇性能源隐含电力调度新隐?? 鸭子曲线为指标关键

2012年,加州独立电力调度中心(The California Independent System Operator, CAISO)提出了加州鸭子曲线(California Duck Curve)的概念,描述在加州观察和预测的总负载曲线,意指「电网需求的总电量」减去「太阳光电的发电量」,即可得到「扣除太阳光电後的总负载」,也就是化石燃料和核能等基载能源(base load power plant)以及其他传统发电机组所需要产出的发电量。



图一 :    2012至2020年总负载曲线变化。(图片来源:CAISO)
图一 : 2012至2020年总负载曲线变化。(图片来源:CAISO)

由於太阳能是一种间歇性能源(intermittent energy),因此,电网中若仅采用太阳能发电,将造成难以满足全天候稳定供电的情况,使得白天时存在发电量过大的风险、但在傍晚和夜间时却无?够的稳定电量以供应?们的日常所需。由上图可观察出,每条曲线的中段有凹陷,即代表一天中因太阳光照充足而使系统净负载降低的现象,形状如同「鸭肚子」,在日落时净负载快速升高,则为「鸭脖子」;然而,当一个国家的间歇性能源占比越高,鸭肚子会越大,导致电力调度的难度增加,进而使得基载能源将被迫大幅调整运转排程。如无妥善处理,可能造成大型电力故障事件,使企业民生损失惨重。


随着太阳能在全球能源市场逐渐普及,鸭子曲线现象不仅日益显着,更早已走出加州并扩展至全球。面对这项产业困境,Fluence的储能产品Gridstack?,可实现大型太阳光电搭配电网级储能系统的复合式光储应用,以支持太阳能长期增长的需要。


太阳能加速部署及储能成本减少 创下能源革新里程碑

太阳能结合储能设备的显着增长,其关键主要为太阳能的快速部署、储能技术成本的下降等两大因素。根据国际能源总署(International Energy Agency, IEA)统计,至2027年,太阳能和风能发电电力将提供全球近20%的发电量,并推动可再生能源成为最大的发电来源。再者,由於电动车产业蓬勃发展,电池生产的规模经济加入了电池创新的脚步,大规模储能技术成本的下降速度快於预期,此附加效益将促使储能系统加速部署於更多的市场和应用。


Fluence 能结合太阳能和储能设备 协助企业收入不减反增

面对产业极为关注的趋势,Fluence以累积多年的专业知识和经验,设计Gridstack系统,其旨在增强太阳能结合储能设备,具备数位智慧(Digital Intelligence)的模组化和可扩展的硬体,能大幅提?太阳能结合储能的系统收入、降低成本,并同时减少项目足迹和对当地社区的影响。


Gridstack为一种具电网级强度的储能方案,具有高可靠性、可扩充性和安全性,专为最严苛的市场应用所设计,能支持一系列的应用和电网服务,具有灵活的消峰填谷、频率调节、再生能源整合、输配电(T&D)增强等能力。再者,该系统为大型储能部署带来可复制性,横向扩展设计大幅提升了企业在专案许可和交付的效率,并降低执行风险。同时,Gridstack一致性与模组化的设计架构简化了企业在不同案场的培训、营运及维修等程序。


(作者李文正为Fluence台湾及北亚地区市场总监)


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