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利用太阳能节油系统为柴油发电机降低成本
作者:Daniel Davies    来源:Renewable Energy
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太阳能发电展厅
太阳能发电机, 光伏发电设备, 风光互补发电系统, 多晶硅生产设备, ...
在世界上的很多地方,柴油发电机通常都被用作为在电网发生故障或没有电网可用时生产电力的备选方案。在没有其他替代品可供用于发电时柴油往往是最常见的选择。然而,使用柴油所生产的电能是非常昂贵的。尤其是随着油价的上涨已经渐渐达到了很多正在发展中公司所能承担的极限。在世界上的很多地方,停电已经成为了一件司空见惯的事情,并且这一现象在开发出其他的可用能源之前还将持续一段时间。

太阳能光电正在作为一种具有成本竞争力的柴油替代能源进行部署。使用了新的控制策略使得大型光伏系统能够与柴油发电机并机操作,柴油发电机将作为一个后备电源,在阳光不充足时使用。这种发电系统被称为太阳能节油系统,或者“SFS”。

在太阳能光伏发电厂运作的同时,使用柴油发电机的操作模式具有一系列的挑战,包括怎样利用最佳的运营模式来收回投资成本,以及怎样操作太阳能光伏系统。利用SFS技术意味着光伏系统可以与柴油发电机一起运作而不再需要使用昂贵的电池。它的工作原理:SFS的控制系统能够对光伏发电系统的输出进行管理,以确保柴油发电机在最低的限度下进行工作。同时,也使得发电机可以在用电负荷急速增加或者多云的天气限制了太阳能发电的输出时进行工作。

最常见的一种SFS应用是在光伏发电已经被公共电网所使用,以避免使用那些价格昂贵的间歇性电源所产生的问题,然后使用相同的带有SFS控制的太阳能光伏发电系统与备用发电机并机运行。这样能够降低燃料的消耗,并且不需要去除用于夜间或在没有阳光时运行的后备柴油发电机。如果当地的公用事业电网不允许将电流反馈到分配网络,SFS系统能够在电流即将反馈时关闭逆变器。(图1中显示的电路图描述了典型的构造。)

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◆ 成本

对于大多数的国家来说,柴油的成本通常为每升1-1.5美元(每千瓦时燃油发电的成本将超过0.30美元)而太阳能光伏系统发电的成本一般约为10-15美分/千瓦时。

为了降低柴油的消耗,在发电网络中添加一个太阳能光伏发电系统能够显著地降低整体能源的成本。在一些偏远的地区能源消耗的成本往往是最主要的业务成本,因此这一系统在增加利润和竞争力方面具有很大的优势。像其他所有的可再生能源技术一样,前期的投资是主要的成本类目。然而,一旦光伏系统安装完成以后,有没有除了清洁和检查以外的任何成本支出了。(当然也不存在燃料的成本支出!)

评价一个项目的经济优势,需要很好地理解现有的能源需求和成本,并且要有对项目未来需求的远见。这些数据通常是很难获取的,由于能源的成本往往是“假设”为一个固定的成本,因此,没有任何可追溯的细节。为了克服这一困难,太阳能世纪公司(Solarcentury)与客户紧密合作以帮助他们更清晰、更详细地了解他们的能源需求趋势,并且也能够为他们创建最佳的能源设计解决方案。

有许多种能够使得项目更加经济可行的方法(见表1)。太阳能光伏发电厂的第三方投资者为了满足主要用户的需求,与能源用户签署电力购买协议(PPA)并且将所产生的收入,用于支付资本成本。如果一家公司选择直接购买设备,那么如果能够节省运营的成本,他们也会非常满意。

租赁而不是拥有整个太阳能光伏系统提供了一个风险较低的选择。在租赁一个系统时,通常会任命一位“资产经理”来进行发电厂拥有者和操作者之间的联系,并且他们将能够保证发电厂在整个生命周期中都能够持续地工作,并且在阳光充足时生产电能。

◆ 规模和未知的接口

将太阳能光伏系统与间歇电网和/或待机或大型柴油发电机并机运行与标准的并网光伏发电系统相比具有更多的挑战。最初在设计方面的挑战就涉及到了系统组件的大小以及哪个环节需要收集尽可能多的运营信息。

更复杂的挑战还包括接口。将一个基于逆变器的太阳能光伏系统连接到现有设备陈旧的电力系统时需要精心的设计和安装。

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◆ 物流

许多使用柴油发电机的地方都比较偏远。因此,将太阳能光伏系统运送到这些地方可能会需要使用很多的卡车在崎岖不平的道路上行驶,并且还要考虑到卸载设施时的不确定性。然而,一旦太阳能发电面板安装在地面上以后就不会产生燃料的成本支出,而一台柴油发电机则需要源源不断地使用昂贵的燃料。

总结

利用太阳能光伏发电技术将电力馈入电网现在在许多计划开发低碳、可再生技术的国家中都已经是司空见惯的了。在许多国家这已经成为了降低太阳能发电成本的主要驱动力,太阳能是一种具有成本效益的电能解决方案,尤其是在那些具有高太阳辐射率以及能源成本不断增长的地区。

较高的电力成本通常与柴油发电相关;为了保持能源成本的下降,太阳能成为了最理想的节油技术。各种现有的商业模式都可以用于部署太阳能。此外,太阳能技术所遇到的一些挑战也都被很好地理解和克服了,(通常)都可以找到一些有效的解决方案。

太阳能世纪公司(Solarcentury)正在与农业公司、制造商、矿业公司和世界各地安装了离网太阳能光伏发电系统的远程社区进行合作以更环保、更便宜和更可靠地替代柴油。

作者简介:Daniel Davies博士是太阳能世纪公司(Solarcentury)的东非地区主管。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (12/23/2014)
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