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太陽能結合電池儲能 加速綠能普及腳步
 

【作者: 李文正】   2023年07月18日 星期二

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隨著全球現有火力發電廠逐步退役,以及台灣政府推動淨零排放的積極舉措,進而加速可再生能源的部署。其中,太陽能在可再生能源市場的滲透率處於領先地位。根據彭博新能源財經(Bloomberg New Energy Finance, BNEF)所發布的儲能市場長期展望報告(Long-Term Energy Storage Outlook 2023)指出,全球儲能市場規模於2022年再創新高,增加了16吉瓦(GW)/35吉瓦時(GWh)的容量,相較於2021年增長68%。


此外,太陽能為多數電力市場中成本最低的發電來源,而隨著 1 TW (百萬兆瓦)光電(Photovoltaic, PV) 發電廠的興起,太陽能市場將快速成長。然而,儘管太陽能在全球能源市場趨於普及,由於受限於無法維持全天候的穩定供電,電力調度的議題為產業目前面臨的一大挑戰;針對此問題,太陽能與儲能系統的結合,即成為能源市場的新興趨勢。


此外,因應現今電網低碳化需求抬升的浪潮,全球各地皆持續推動太陽能結合儲能系統的大型建置計畫,經濟部亦在2022年公告儲能系統結合太陽光電發電相關措施,以鼓勵太陽光電案場設置儲能系統。由此可見,太陽能結合儲能系統的技術儼然成為產業加速發展的關注重點;以Fluence為例,憑藉著在開發新應用和推動儲能創新領域超過 15 年的經驗,我們所設計的Gridstack系統能顯著優化太陽能及儲能系統的效能,提供客戶更低成本的發電系統,且同時增加企業投資報酬率。


間歇性能源隱含電力調度新隱憂 鴨子曲線為指標關鍵

2012年,加州獨立電力調度中心(The California Independent System Operator, CAISO)提出了加州鴨子曲線(California Duck Curve)的概念,描述在加州觀察和預測的總負載曲線,意指「電網需求的總電量」減去「太陽光電的發電量」,即可得到「扣除太陽光電後的總負載」,也就是化石燃料和核能等基載能源(base load power plant)以及其他傳統發電機組所需要產出的發電量。



圖一 :    2012至2020年總負載曲線變化。(圖片來源:CAISO)
圖一 : 2012至2020年總負載曲線變化。(圖片來源:CAISO)

由於太陽能是一種間歇性能源(intermittent energy),因此,電網中若僅採用太陽能發電,將造成難以滿足全天候穩定供電的情況,使得白天時存在發電量過大的風險、但在傍晚和夜間時卻無足夠的穩定電量以供應人們的日常所需。由上圖可觀察出,每條曲線的中段有凹陷,即代表一天中因太陽光照充足而使系統淨負載降低的現象,形狀如同「鴨肚子」,在日落時淨負載快速升高,則為「鴨脖子」;然而,當一個國家的間歇性能源占比越高,鴨肚子會越大,導致電力調度的難度增加,進而使得基載能源將被迫大幅調整運轉排程。如無妥善處理,可能造成大型電力故障事件,使企業民生損失慘重。


隨著太陽能在全球能源市場逐漸普及,鴨子曲線現象不僅日益顯著,更早已走出加州並擴展至全球。面對這項產業困境,Fluence的儲能產品Gridstack,可實現大型太陽光電搭配電網級儲能系統的複合式光儲應用,以支持太陽能長期增長的需要。


太陽能加速部署及儲能成本減少 創下能源革新里程碑

太陽能結合儲能設備的顯著增長,其關鍵主要為太陽能的快速部署、儲能技術成本的下降等兩大因素。根據國際能源總署(International Energy Agency, IEA)統計,至2027年,太陽能和風能發電電力將提供全球近20%的發電量,並推動可再生能源成為最大的發電來源。再者,由於電動車產業蓬勃發展,電池生產的規模經濟加入了電池創新的腳步,大規模儲能技術成本的下降速度快於預期,此附加效益將促使儲能系統加速部署於更多的市場和應用。


Fluence 能結合太陽能和儲能設備 協助企業收入不減反增

面對產業極為關注的趨勢,Fluence以累積多年的專業知識和經驗,設計Gridstack系統,其旨在增強太陽能結合儲能設備,具備數位智慧(Digital Intelligence)的模組化和可擴展的硬體,能大幅提高太陽能結合儲能的系統收入、降低成本,並同時減少項目足跡和對當地社區的影響。


Gridstack為一種具電網級強度的儲能方案,具有高可靠性、可擴充性和安全性,專為最嚴苛的市場應用所設計,能支持一系列的應用和電網服務,具有靈活的消峰填谷、頻率調節、再生能源整合、輸配電(T&D)增強等能力。再者,該系統為大型儲能部署帶來可複製性,橫向擴展設計大幅提升了企業在專案許可和交付的效率,並降低執行風險。同時,Gridstack一致性與模組化的設計架構簡化了企業在不同案場的培訓、營運及維修等程序。


(作者李文正為Fluence台灣及北亞地區市場總監)


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