文中特別提到了一種鋪設在鐵路枕木上的光伏形式,《全球光伏》特別搜集了相關的資料,整理在本文中。
光伏正在迅速發(fā)展
社會呼聲越來越高:政治必須為氣候保護做更多的事情。光伏發(fā)電無疑是能源轉型的重要組成部分。今天,光伏已經在能源結構中貢獻了相當大的份額。截至 2020 年底,德國安裝了標稱容量為 54 吉瓦的光伏組件,分布在 200 萬個系統(tǒng)中,2020 年的發(fā)電量為 50.6 TWh,占德國總用電量的 9.6%。
在陽光明媚的日子里,光伏發(fā)電有時實際上占當前用電量的三分之二。新的大型兆瓦系統(tǒng)的發(fā)電成本為 3 - 5.5 美分/千瓦時,而小型屋頂系統(tǒng)的價格則略高一些,為 6 - 11 美分/千瓦時,但總體而言,它們已經比化石燃料發(fā)電廠便宜。
從長遠來看,這種發(fā)展可能會持續(xù)下去,盡管由于新冠大流行之后的供應瓶頸,組件價格最近有所上漲。從這些事實中可以得出以下趨勢:
趨勢1:太陽能項目越來越大
由于發(fā)電成本較低,大型光伏電站具有價格優(yōu)勢。從奧地利的光伏部署就可以看出:規(guī)模更大的光伏電站體現(xiàn)在成本方面的規(guī)模經濟上,該國雄心勃勃的擴張目標根本無法通過小型工廠實現(xiàn)。
因此,奧地利依賴大型光伏園區(qū),例如位于維也納東北部 Schönkirchen-Reyersdorf 的光伏園區(qū)。奧地利最大的露天光伏電站于 2020 年在那里投入運營。它由 34,600 塊組件組成,占地 13.3 公頃,相當于約18個足球場,裝機容量為11.5兆瓦,每年產生近11吉瓦時的電能,相當于3,400個家庭的用電量。
但這仍無法與世界上最大的光伏園區(qū)相比。韓國新萬金項目已建成三個光伏園區(qū),每個園區(qū)的裝機容量為99兆瓦。這些記錄幾乎每個月都在打破。目前,印度的Bhadla太陽能園區(qū)以2245兆瓦容量位居榜首,占地57平方公里,相當于約8000個足球場。
趨勢2:韌性變得更加重要
7月中旬德國西部的洪水可能只是一個預兆:氣候專家預計未來極端天氣事件將變得更加頻繁,這對光伏系統(tǒng)的建設和維護有影響。紫外線輻射可能會增加,風速和冰雹降水也會增加,光伏組件必須能夠承受這種情況,電氣連接系統(tǒng)也必須如此。如果一個電站被摧毀,它應該盡快重建,這需要物流能夠在幾天甚至幾小時內建立新的發(fā)電能力。這同樣適用于地震或火山爆發(fā)等自然災害。
因此,供應商必須擁有用于建造光伏電站的所有通用組件,這些組件在世界許多地區(qū)都有現(xiàn)貨供應,以便在緊急情況下迅速在現(xiàn)場進行更換。在新冠病毒大流行中,許多供應鏈崩潰了。例如,光伏行業(yè)目前在組件供應方面遇到瓶頸,組件支架或逆變器電子元件等配件也存在瓶頸。在這方面,具有彈性供應鏈、也可以協(xié)助辦理海關手續(xù)的公司具有優(yōu)勢。
趨勢3:光伏產業(yè)越來越高效
這并不是指光伏組件的效率,光伏組件的效率幾十年來一直在提高,并將在未來繼續(xù)創(chuàng)下新紀錄。相反,我們談論的是組件的生產、安裝和處置的效率。對于單晶光伏組件,計算出每千瓦時的二氧化碳排放量為35至57克,這主要是在生產過程中產生的。這個值遠低于化石能源生產商的值,而且還在不斷下降,這也是因為太陽能使能源組合更清潔,從而減少了生產過程中的排放。此外,歐洲的太陽能組件有回收義務,大部分部件,如鋁框架和玻璃,都將被回收利用。
在安裝過程中還有進一步的節(jié)省潛力,尤其是在大型系統(tǒng)中。在那里,成千上萬個相同的組件總是以相同的間隔安裝,這意味著安裝人員可以使用合適長度的預組裝電纜,他們只需插入即可。這樣可以節(jié)省時間并消除永遠無法解決的缺陷,完全排除在施工現(xiàn)場手動組裝。
趨勢 4:電網和儲能單元正在升級以使用可再生能源
當陽光普照時,光伏發(fā)電已經覆蓋了德國目前高達三分之二的電力消耗。當天氣不好時,其它可再生能源,如風能,必須提供或儲能單元介入。有幾十種方法可以做到這一點,從電動汽車電池儲能到機械抽水蓄能,以及巨大的氫儲能。因為這將使能源網絡更加分散,它必須擴大,最重要的是,變得更加智能。
趨勢 5:太陽能系統(tǒng)變得更加多樣化
無論是在現(xiàn)有的屋頂上還是在場地上 - 迄今為止,這些都是構建光伏系統(tǒng)的選擇。但是只有有限數(shù)量的屋頂,在開放空間讓太陽能發(fā)電與其他類型的土地利用競爭。近年來,出現(xiàn)了許多其它選擇:
-立面集成光伏:這背后的想法是,房子無論如何都需要墻壁、窗戶和屋頂瓦片,而太陽能電池可以直接集成在那里,把高層建筑變成電池;
-農業(yè)光伏Agri-PV:德國有近 1700 萬公頃的可用農業(yè)用地。其他國家的例子表明,光伏系統(tǒng)可以為喜陰植物保護肥沃的土壤并創(chuàng)造物種豐富的生物群落 - 實際上可以成為綿羊的放牧地;
-街道上的光伏:在這里,光伏組件可以集成到隔音屏障中,或者實際上作為路面上的路面。在鐵路線上,光伏可以放置在軌道之間的軌枕上,這方面的測試很有希望,相關當局正在努力獲得批準;
圖:2019年8月全球首條鐵軌太陽能在英國投入運營(光伏組件鋪設在鐵軌之間)
(評論:英國人這是瘋了嗎?從圖中此人在擦洗光伏組件表面就可以設想一下,每次火車開過去會給組件表面增加多少灰塵??!此外高速通過的火車對組件帶來的震動,碎石的撞擊,氣流產生的風壓……據報道該創(chuàng)意已經在意大利、法國、德國、瑞士和英國等12個國家進行測試)。
-浮動光伏:從2022年開始,將在印度尼西亞巴淡島建造一個浮動太陽能公園,約2200兆瓦容量,覆蓋杜梁康水庫約16平方公里。Fraunhofer ISE 估計,德國通過浮動光伏發(fā)電可以安裝2.74吉瓦光伏。廢棄露天采礦的湖泊特別適合,在韋策的一個采石場,礫石坑運營商推出了一個 150 x 50 米的太陽能島,供750千瓦的自給自足。
這些光伏系統(tǒng)中使用的電纜不僅要承受風、天氣和紫外線輻射,而且在未來它們可能會永久浸沒在水下(浮動光伏)、暴露于增加的振動(軌道中的光伏)或必須隱形消失盡可能在玻璃幕墻后面。
這些趨勢以及其他一些趨勢將在未來幾年影響光伏市場。
原標題:光伏的5個最重要的趨勢