كيف يمكن لقطاع تخزين الطاقة الشمسية-زائد-التغلب على الجبال الثلاثة الكبرى؟

 

التناقض الأساسي فيمحطة توليد الطاقة المتجددةلقد تحول الاستثمار من التركيز الفردي على خفض التكاليف إلى التحدي المزدوج: خفض التكاليف مع ضمان استقرار الشبكة في الوقت نفسه. وبالتالي، فإن الصعوبة الأساسية التي تواجه مشاريع تخزين الطاقة الشمسية-زائد-تجاوزت مجرد تسعير المعدات لتركز على قدرات النظام الشاملة.

 

عند فحص الطبيعة الأساسية للصناعة وتقسيم إمكانات النظام إلى تفاصيل أدق، ما هي نقاط الضعف الحقيقية التي يجب على تخزين الطاقة الشمسية-زائد-التغلب عليها؟

 

تشكل التكلفة المنخفضة والكفاءة العالية والاستقرار القوي "مثلثًا مستحيلًا"-مقايضة لا مفر منها-مع تحول الطاقة المتجددة إلى مصدر طاقة أساسي. تؤدي تكاليف القيادة المنخفضة للغاية إلى الإضرار بتكرار النظام والموثوقية-على المدى الطويل. يعتمد تعزيز الكفاءة على توجيه الطاقة المعقد،إدارة التخزينوالرقابة المنسقة، مما يؤدي حتماً إلى رفع التكاليف وتقليل الموثوقية. وفي الوقت نفسه، فإن متطلبات الاستقرار الأعلى-التي تستلزم إمكانيات تشكيل الشبكة-، وتخزين الطاقة لمدة طويلة-، واختبار توافق الشبكة-، وأنظمة التشغيل والصيانة المتقدمة-تؤدي إلى زيادة كثافة الاستثمار بشكل كبير. وبالتالي، في حين أن عطاءات مشروع تخزين الطاقة الشمسية-بالإضافة إلى-قد تبدو وكأنها معركة حول عروض الأسعار، إلا أن المنافسة الأعمق تظهر فعليًا داخل بنية النظام نفسها.

 

 

 

 

01 العقبة الرئيسية الأولى: التكلفة

 

أصبحت وحدات الطاقة الشمسية غير مكلفة للغاية لدرجة أن الصناعة بأكملها تبيعها بخسارة، وعادت أنظمة تخزين الطاقة إلى حالة العرض والطلب المتوازنة-مع تراجع النقص في المواد الأولية وخلايا البطاريات. ما تفتقر إليه صناعة تخزين الطاقة الشمسية-زائد- الآن هو حلول الأنظمة القادرة على تحقيق عوائد الاستثمار على الرغم من نقاط السعر المنخفضة هذه.

 

على مدى العامين الماضيين، الأسعار في جميع أنحاءإمدادات تخزين الطاقة الشمسية والطاقةانخفضت السلاسل بشكل مطرد. وفي حين قام أصحاب المشاريع بالفعل بتخفيض تكاليف الاستثمار في الأجهزة، فإن عائدات المشروع لم تتحسن. والسبب بسيط: تكاليف المعدات لا تمثل سوى جزء من إجمالي الاستثمار. تؤثر عوامل مثل تصعيد المحطات الفرعية-، وخطوط اتصال الشبكة-، وتكوين سعة تخزين الطاقة، واختبار توافق الشبكة-، وتعقيدات التشغيل والصيانة، وفقدان الخطوط، وخسائر التحويل، ومخاطر التوقف عن العمل، على ربحية المشروع.

 

لذلك، بغض النظر عن مدى رخص منتجات الطاقة الشمسية والتخزين، إذا ظلت بنية النظام معقدة، ولا يمكن تقليل المتطلبات الهندسية، ولم يتم تقصير مسارات تحويل الطاقة، ولم تتحسن معدلات استخدام التخزين، فسوف تنعكس العواقب في نهاية المطاف في النفقات الرأسمالية للمحطة، وسعر التكلفة للتكلفة، ومعدل العائد الداخلي.

 

ويمثل هذا أول عقبة رئيسية أمام محطات تخزين الطاقة الشمسية-زائد-. تعالج المنافسة السعرية الشديدة في هذا القطاع تكاليف المشتريات الصعبة ولكنها تفشل في حل تكاليف النظام الإجمالية.

 

إحدى الحقائق التي لا يمكن إنكارها هي أنه كلما زادت سعة تخزين الطاقة وطالت مدة التفريغ، كلما كانت العوائد الاقتصادية أفضل.

 

هناك نوعان من الوجبات الرئيسية من هذه البيانات:

 

أولاً، لا ينبع التوفير في التكاليف من وحدات المعدات الفردية نفسها؛ بل إنها تنشأ من توحيد وتبسيط وإعادة استخدام مكونات النظام المختلفة. في إعدادات التخزين التقليدية الكهروضوئية-زائد-، يتم التعامل مع وظائف مثل عكس الطاقة الكهروضوئية، وتحويل طاقة تخزين الطاقة، ورفع الجهد-، والاتصال بالشبكة، والتحكم من خلال وحدات منفصلة وموزعة.

 

ثانيًا، مع زيادة حجم محطات التخزين الكهروضوئية-زائد--جنبًا إلى جنب مع ارتفاع نسب التخزين-إلى-التوليد والمتطلبات الأكثر صرامة لإمدادات الطاقة المستمرة-، تصبح أوجه القصور الكامنة في الأنظمة التقليدية (مثل المعدات الزائدة عن الحاجة، وتحويل الطاقة المتكرر، والتعقيد الهندسي) أكثر وضوحًا. إذا كان من الممكن نشر بنية نمط المصفوفة- بنجاح في سيناريوهات مثل قواعد الطاقة واسعة النطاق، واتصالات الطاقة الخضراء المباشرة، ومرافق AIDC، وشبكات التعدين الصغيرة، فإن قيمتها الاقتصادية ستتجاوز بكثير فوائد استبدال العاكس.

 

دخلت المنافسة في صناعة وحدات التخزين الكهروضوئية-زائد-مرحلة هامش الربح المنخفض- حاليًا. تستمر الأسعار المحلية لأنظمة تخزين الطاقة في الانخفاض، كما تصل أسعار العطاءات المقدمة من المؤسسات المركزية والمملوكة للدولة-إلى مستويات منخفضة جديدة بشكل متكرر؛ وفي الوقت نفسه، يتنافس مصنعو خلايا البطاريات، ومقدمو أجهزة الكمبيوتر، ومتكاملو الأنظمة، ومقاولو EPC على التأثير على النظام. على الرغم من أن الاعتماد فقط على الأسعار المنخفضة للفوز بالطلبات يجعل من السهل تضخيم الإيرادات-الأعلى، إلا أنه من الصعب الحفاظ على هوامش ربح جيدة وتدفق نقدي في وقت واحد.

 

 

02 التحدي الرئيسي الثاني: الكفاءة

 

في صناعة الطاقة الكهروضوئية، تعد الكفاءة محورًا رئيسيًا؛ تاريخيًا، كانت المقاييس الأكثر شيوعًا التي تتم مراقبتها هي كفاءة تحويل الوحدة وكفاءة تحويل العاكس. ومع ذلك، مع دخول الصناعة عصر الطاقة الكهروضوئية-بالإضافة إلى-تكامل التخزين، أصبح مفهوم الكفاءة أكثر تعقيدًا.

 

وفي نهاية المطاف، فإن المقياس الحقيقي لمحطة الطاقة الكهروضوئية-زائد-المخزنة هو كمية الكهرباء القابلة للاستخدام التي توفرها. هل يستطيع النظام الكهروضوئي زيادة التوليد على الرغم من اختلاف التوجهات والتظليل والتدهور وتقلبات درجات الحرارة والتضاريس المعقدة؟ هل يمكن لنظام تخزين الطاقة تفريغ المزيد من الطاقة القابلة للاستخدام طوال دورة حياته بأكملها؟ هل يمكن للكهرباء المولدة من النظام الكهروضوئي الوصول إلى وحدات التخزين والأحمال والشبكة بمراحل تحويل أقل؟ كل هذه العوامل تحدد ربحية المشروع.

 

 

03 التحدي الرئيسي الثالث: الاستقرار

 

وإذا نظرنا فقط إلى تكلفة توليد الطاقة الشمسية، فسنجد أن الطاقة الجديدة تتمتع بالفعل بقدرة تنافسية كافية. ومع ذلك، يصبح الوضع معقدًا عندما يؤخذ استقرار نظام الطاقة في الاعتبار-وهذه هي على وجه التحديد نقطة الألم التي يعاني منها قطاع الطاقة الجديد.

 

ومع دمج الطاقة الجديدة بمستويات اختراق عالية، تواجه شبكة الكهرباء تحديات تتجاوز مجرد التقلبات في إنتاج الطاقة؛ ويجب أن يتعامل أيضًا مع مجموعة كبيرة من المشكلات على مستوى النظام-والتي تشمل الجهد الكهربي والتردد والقصور الذاتي وسعة الدائرة القصيرة-وضعف-قدرة الشبكة على التكيف، وتجاوز الأخطاء-وإمكانية التشغيل -الأسود. تاريخيًا، تم التعامل مع هذه الوظائف في المقام الأول من خلال مصادر الطاقة التقليدية-مثل محطات التخزين-الحرارية والطاقة الكهرومائية والضخ-والمصادر الجانبية للشبكة-. ومع ذلك، مع استمرار ارتفاع حصة سعة الطاقة الجديدة المثبتة، يجب أن تلعب محطات الطاقة الشمسية-والتخزينية نفسها دورًا أكبر في دعم وظائف نظام الطاقة.

 

ويمثل هذا التحدي الثالث-والأكبر-الأكبر الذي يواجه محطات تخزين الطاقة الشمسية-زائد-؛ إنها أعلى قمة على نطاق واسع.

 

في الماضي، كان يُنظر إلى الاستقرار إلى حد كبير على أنه متطلب فني للاتصال بالشبكة-وهو الحد الأدنى لامتثال المشروع. ومع ذلك، من خلال المضي قدمًا، قد يحدد الاستقرار ما إذا كان المشروع يمكنه المشاركة في تطبيقات ذات قيمة أعلى-. تتطلب الأحمال مثل مراكز البيانات والمجمعات الصناعية والمناجم والجزر والمنشآت التي تنتج الهيدروجين الأخضر والأمونيا الخضراء والميثانول الأخضر إمدادًا مستمرًا بالطاقة واستقلالية محلية وعزل الأخطاء وإمكانيات -البدء باللون الأسود.

 

لقد تجاوزت صناعة تخزين الطاقة الشمسية-زائد-المرحلة التي أصبحت فيها "التكلفة المنخفضة هي الأهم". وبالتالي، من المقرر أن تتغير طرق تقييم أصول الطاقة الجديدة. لم يعد يتم الحكم على جودة المشروع من خلال تكاليف شراء المعدات فحسب؛ أصبحت عوامل مثل كفاءة النظام، وإمكانيات الاتصال بالشبكة-، والاستقرار التشغيلي، وقابلية التوزيع، واستدامة الإيرادات، أمرًا بالغ الأهمية الآن.

 

ويدل هذا على تحول في المنافسة الصناعية من حروب الأسعار من جانب التصنيع إلى المعارك حول القدرات-على مستوى النظام.

 

ومع ترسيخ الطاقة الشمسية نفسها كمصدر أساسي للطاقة، يجب على الصناعة أن تتغلب على قيود نظام الطاقة الأكثر صرامة وأن تدخل مرحلة أكثر تعقيدًا لتحقيق الإيرادات. إن "الجبال الثلاثة" المتمثلة في التكلفة والكفاءة والاستقرار-والتي أثرت بشكل كبير على الطاقة الشمسية-بالإضافة إلى-محطات التخزين-أصبحت الآن أدوات أساسية للمؤسسات الرائدة لإعادة تحديد نقاط قوتها التنافسية وموقعها في السوق.