Kas ir Utility Scale Solar?

Komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas projekti ir no dažiem megavatiem (MW) līdz vairākiem simtiem MW. Parasti ar 1 MW ģenerējošās jaudas pietiek, lai darbinātu aptuveni 200-300 ASV mājas. Komunālo pakalpojumu mēroga projekti bieži pārsniedz 10 MW, un daudzi var sasniegt 100 MW vai vairāk.

Kas ir komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģija?

Komunālā mēroga saules enerģija attiecas uz liela mēroga saules elektrostacijām, kas ražo elektroenerģiju galvenokārt tīklam, apkalpojot komunālos pakalpojumus un komerciālas struktūras, nevis atsevišķas mājas. Šīs saules enerģijas saimniecības ir paredzētas, lai ar saules fotoelementu (PV) paneļiem vai koncentrētas saules enerģijas (CSP) tehnoloģijām ražotu ievērojamu daudzumu elektroenerģijas — bieži vien no desmitiem līdz simtiem megavatu. Pēc tam saražotā elektroenerģija pa elektropārvades līnijām tiek pārsūtīta uz plašāku elektrotīklu, piegādājot elektroenerģiju pilsētām, mazpilsētām vai pat veseliem reģioniem.

Galvenās komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas īpašības:

1. Liels izmērs: Šīs saules enerģijas iekārtas aizņem lielus zemes gabalus, bieži lauku vai tuksneša reģionos, kur tās var maksimāli palielināt saules enerģijas uztveršanu.

2. Režģa integrācija: saražotā elektroenerģija tiek ievadīta tieši tīklā, palīdzot komunālajiem uzņēmumiem apmierināt patērētāju pieprasījumu pēc elektroenerģijas.

3. Augsta efektivitāte: komunālo pakalpojumu mēroga saules projekti ir izstrādāti tā, lai tie būtu ļoti efektīvi, bieži izmantojot tādas progresīvas tehnoloģijas kā izsekošanas sistēmas kas regulē saules paneļu leņķi, lai sekotu saulei optimālai enerģijas ražošanai.

4. Apjomradīti ietaupījumi: saražotās enerģijas lieluma un apjoma dēļ, komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas fermas gūt labumu no zemākām izmaksām par elektroenerģijas vienību salīdzinājumā ar mazākām, dzīvojamo māju mēroga saules enerģijas iekārtām.

Komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas veidi

Galvenokārt tiek izmantotas divu veidu tehnoloģijas komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģija projekti: Fotoelements (PV) un Koncentrēta saules enerģija (CSP).

Fotoelementu (PV) saules enerģija

Fotoelementu saules enerģija ir visplašāk izmantotā tehnoloģija komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas ražošanā. Tas darbojas ar pārvēršot saules gaismu tieši elektrībā pusvadītāju materiālu izmantošana saules paneļos.

Kā tas darbojas:

• Saules paneļi: Tie sastāv no atsevišķām saules baterijām, kas parasti sastāv no silīcija, kas rada līdzstrāvas (DC) elektroenerģiju, pakļaujoties saules gaismai.
• Invertori: Tā kā lielākā daļa tīkla sistēmu izmanto maiņstrāvu (AC), invertorus izmanto, lai pārveidotu paneļu saražoto līdzstrāvas elektroenerģiju maiņstrāvas elektroenerģijā.
• Režģa savienojums: Maiņstrāvas elektroenerģija tiek ievadīta tīklā, lai to sadalītu patērētājiem.

Galvenās funkcijas:

• Modulāra: PV sistēmas ir ļoti mērogojamas, tāpēc tās ir piemērotas liela mēroga instalācijām. Tūkstošiem paneļu var savienot, lai izveidotu milzīgu komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas fermu.
• Efektivitāte: Pašreizējās PV sistēmas var sasniegt efektivitātes rādītāji 15-22%, un notiekošie pētījumi palielina šo skaitli.
• Vienkārša uzstādīšana: Atšķirībā no CSP sistēmām, PV sistēmām nav nepieciešama sarežģīta infrastruktūra, piemēram, spoguļi vai izsekotāji, tādējādi atvieglojot to izvietošanu plašā mērogā.

Priekšrocības:

• Scalable: Var izvietot dažādos izmēros, no mazi jumta masīvi lielām saules enerģijas fermām.
• Rentabla: Pēdējo desmit gadu laikā PV paneļu izmaksas ir dramatiski samazinājušās, padarot tos par ekonomiski dzīvotspējīgu iespēju liela mēroga ražošanai.
• Uzticams: PV sistēmas ir izturīgas, un tām nav nepieciešama apkope, un tām ir ilgs darbības laiks (parasti 25 gadi vai vairāk).

Koncentrēta saules enerģija (CSP)

SPS izmanto spoguļus vai lēcas, lai koncentrētu saules gaismu nelielā, augstas efektivitātes uztvērējā, lai radītu siltumu. Pēc tam šo siltumu izmanto, lai ražotu elektroenerģiju, parasti izmantojot tvaika turbīnu vai citu ar siltumenerģiju darbināmu ģeneratoru.

CSP tehnoloģiju veidi:

• Paraboliskā sile: Izliektie spoguļi koncentrē saules gaismu uz uztvērēja cauruli, kas piepildīta ar siltumu absorbējošu šķidrumu. Šis šķidrums tiek uzkarsēts līdz augstām temperatūrām un tiek izmantots tvaika ražošanai enerģijas ražošanai.
• Saules enerģijas tornis (centrālais uztvērējs): spoguļu lauks (heliostati) fokusē saules gaismu uz centrālo torni, kur siltumu absorbējošu materiālu, piemēram, kausētu sāli, karsē, lai radītu tvaiku.
• Trauks Stirlings: Parabolisks trauku spogulis fokusē saules gaismu uz uztvērēju, kas pēc tam izmanto Stirlinga dzinējus, lai ģenerētu elektrību. Šo metodi parasti izmanto mazākiem projektiem, taču tai ir mērogojamības potenciāls.

Kā tas darbojas:

• Siltuma absorbcija: spoguļi vai lēcas fokusē saules gaismu uz uztvērēju, kas absorbē koncentrēto siltumu.
• Siltuma enerģijas uzglabāšana: Daudzās CSP sistēmās tiek izmantots kausētais sāls vai citi siltuma uzglabāšanas materiāli, kas var uzglabāt enerģiju vairākas stundas pēc saules rietēšanas, nodrošinot uzticamu jaudu pat tad, ja saule nespīd.
• Power Generation: Siltumu izmanto, lai radītu tvaiku, kas virza turbīnu, lai ražotu elektroenerģiju.

Galvenās funkcijas:

• Termiskā uzglabāšana: Viena no galvenajām CSP priekšrocībām ir tā spēja uzglabāt siltumenerģiju, ko var izmantot, lai ražotu elektroenerģiju bez saules gaismas, palīdzot izlīdzināt pārtraukumus.
• Augstāka efektivitāte: CSP sistēmas var sasniegt augstāku efektivitāti nekā PV sistēmas optimālos apstākļos, īpaši, ja tās apvieno ar termiskās uzglabāšanas risinājumiem.
• Liela mēroga izvietošana: CSP uzstādīšanai ir nepieciešamas lielas zemes platības, un tas ir vislabāk piemērots reģioniem ar augstu tiešu saules starojumu (piemēram, tuksnešiem).

Priekšrocības:

• Nosūtāmā jauda: Pateicoties spējai uzkrāt siltumu, CSP iekārtas var ražot elektroenerģiju pēc pieprasījuma pat mākoņainā laikā vai naktī.
• Augsta efektivitāte: CSP var būt efektīvāks par tradicionālo PV, jo īpaši vietās ar spēcīgu saules gaismu un augstu saules starojumu.
• Ilgtermiņa uzglabāšana: CSP sistēmās var integrēt enerģijas uzglabāšanas tehnoloģijas (piemēram, kausētu sāli), lai nodrošinātu enerģiju, ja nav pieejama saules enerģijas ražošana.

PV un CSP salīdzinājums:

Elektroenerģijas pirkuma līgumi komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas projektos

Enerģijas pirkuma līgumi (EPL) ir būtiski līgumi komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas nozarē. Šie līgumi atvieglo saules enerģijas projektos saražotās elektroenerģijas pārdošanu komunālajiem uzņēmumiem vai lielajiem patērētājiem. Būtībā EPL ir izklāstīti nosacījumi, saskaņā ar kuriem tiek pārdota enerģija, nodrošinot finansiālu drošību gan saules enerģijas projektu izstrādātājiem, gan pircējiem.

Saistība starp komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģiju un EPL

Komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas projekti bieži prasa ievērojamus kapitālieguldījumus. Izstrādātāji paļaujas uz EPL, lai nodrošinātu finansējumu, jo šie līgumi garantē stabilu ieņēmumu plūsmu uz noteiktu laiku, kas parasti ir no 10 līdz 25 gadiem. Lūk, kā tās darbojas:

1. Garantētās cenas: EPL parasti nosaka fiksētu cenu par kilovatstundu (kWh) par saražoto enerģiju. Šī cena var būt pievilcīga pircējiem, it īpaši, ja tā ir zemāka par dominējošajām tirgus likmēm.

2. Ilgtermiņa stabilitāte: izstrādātājiem, ja ir spēkā EPL, tiek samazināts finanšu risks. Investori biežāk atbalsta projektus ar noslēgtiem līgumiem, zinot, ka saražotajai elektroenerģijai ir pircējs.

3. Režģa uzticamība: EPL palīdz integrēt atjaunojamo enerģiju tīklā, nodrošinot saules enerģijas pieejamību laikā maksimālā pieprasījuma laiki, tādējādi uzlabojot tīkla uzticamību.

Elektroenerģijas pirkuma līgumu veidi

Komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas sektorā tiek izmantoti vairāki EPL veidi, un katrs atbilst dažādām vajadzībām un apstākļiem:

1. Fiziskie EPL: Šie līgumi ietver faktisku elektroenerģijas piegādi no saules enerģijas projekta pircējam. Saražotā enerģija tiek ievadīta tīklā, un pircējs saņem kredītu par patērēto jaudu. Fiziskie EPL ir izplatīti komunālo pakalpojumu uzņēmumiem.

2. Virtuālie vai finanšu EPL: Atšķirībā no fiziskajiem EPL, finanšu EPL neietver faktisku elektroenerģijas piegādi. Tā vietā tie ir finanšu līgumi, kuros pircējs piekrīt maksāt fiksētu cenu par saražoto enerģiju. Šāda veida PPA bieži izmanto korporācijas, kas vēlas kompensēt savu oglekļa pēdu, neiegūstot tiešu enerģijas avotu.

3. EPL ar piedurknēm: Šajos līgumos ir iesaistīta trešā puse, parasti komunālā iestāde, kas "nodod" pircējam enerģiju no saules enerģijas projekta. Komunālais uzņēmums pārvalda elektroenerģijas piegādi, savukārt pircējs uztur finansiālās attiecības ar saules enerģijas izstrādātāju.

4. Mazumtirdzniecības EPL: tie ir līgumi, kas noslēgti tieši starp saules enerģijas izstrādātāju un uzņēmumu vai organizāciju, ļaujot tam iegādāties saules enerģiju par iepriekš noteiktu cenu. Mazumtirdzniecības EPL bieži ir pievilcīgi uzņēmumiem, kas vēlas uzlabot savus ilgtspējības akreditācijas datus.

Saules enerģijas komunālo pakalpojumu izmaksas

Saskaņā ar ASV departamenta datiem Energy's Saules tehnoloģiju tirgus atjauninājums, komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas projektu vidējās uzstādīšanas izmaksas ir dramatiski samazinājušās. No 2021. gada komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas iekārtu izmaksas bija aptuveni 3,500 USD par vienu uzstādīto megavatu (MW). Tas nozīmē gandrīz 90% samazinājumu kopš 2009. gada, padarot saules enerģiju par vienu no visrentablākajiem elektroenerģijas ražošanas avotiem.

Ievērojami komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas uzņēmumi ASV

Komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas tirgus Amerikas Savienotajās Valstīs ir strauji audzis, un daudzi uzņēmumi ir vadošie lielu saules enerģijas projektu izstrādē. 2023. gadā komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijā ir iesaistīti vairāk nekā 100 uzņēmumu, sākot no lielām starptautiskām korporācijām un beidzot ar specializētiem izstrādātājiem. Šeit ir apskatīti daži no reprezentatīvākajiem nozares dalībniekiem:

1. NextEra enerģijas resursi

NextEra Energy ir viens no lielākajiem atjaunojamās enerģijas uzņēmumiem pasaulē, kam ir ievērojams portfelis komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas jomā. Viņi pārvalda daudzas saules enerģijas fermas visā ASV un ir veikušas ievērojamus ieguldījumus saules enerģijas tehnoloģijā.

2. Pirmā Saule

First Solar ir ievērojams saules paneļu un komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas projektu ražotājs un izstrādātājs. Viņi koncentrējas uz plānās plēves tehnoloģiju, kas piedāvā unikālas priekšrocības efektivitātes un ražošanas jomā.

3. SunPower

SunPower ir labi pazīstams ar saviem augstas efektivitātes saules paneļiem, un tam ir arvien lielāka klātbūtne komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas tirgū. Tie piedāvā visaptverošus risinājumus, sākot no projektu izstrādes līdz finansēšanai.

4. Enel Green Power

Enel Green Power ir pasaules līderis atjaunojamās enerģijas jomā un pārvalda vairākus komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas projektus visā ASV. Viņi uzsver ilgtspējību un inovācijas savā saules enerģijas attīstībā.

5. Kanādas Saule

Lai gan Canadian Solar atrodas Kanādā, tas ir nozīmīgs spēlētājs ASV komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas tirgū. Viņi attīsta lielas saules enerģijas fermas un piegādā saules moduļus dažādiem projektiem.

6. Dominion Energy

Dominion Energy galvenokārt ir pazīstama ar saviem komunālajiem pakalpojumiem, taču tā ir paplašinājusies arī atjaunojamās enerģijas jomā, tostarp vairākos liela mēroga saules enerģijas projektos visā ASV dienvidaustrumos.

7. Cypress Creek Renewables

Cypress Creek specializējas komunālo pakalpojumu mēroga saules projektu izstrādē, finansēšanā un darbībā. Viņi koncentrējas uz saules enerģijas pieejamības paplašināšanu dažādos štatos.

Komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas priekšrocības

Rentabilitāte

Viena no būtiskākajām komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas priekšrocībām ir tās rentabilitāte. Kā minēts iepriekš, komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas izlīdzinātās izmaksas (LCOE) ir ievērojami samazinājušās, padarot to konkurētspējīgu ar tradicionālo fosilo kurināmo. Šīs zemākās izmaksas nozīmē lētākas elektroenerģijas cenas patērētājiem un uzņēmumiem, nodrošinot dzīvotspējīgu alternatīvu dārgākiem enerģijas avotiem.

Mērogojamība

Var izstrādāt komunālo pakalpojumu mēroga saules projektus, lai apmierinātu dažādas enerģijas vajadzības. Šo projektu jauda var būt no dažiem megavatiem līdz simtiem megavatu, kas ļauj nodrošināt ievērojamu enerģijas ražošanas jaudu. Šī mērogojamība atvieglo pielāgošanos augošajām enerģijas prasībām, un to var ieviest pakāpeniski, lai sadalītu izmaksas laika gaitā.

Vides ieguvumi

Komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģija ievērojami samazina siltumnīcefekta gāzu emisijas salīdzinājumā ar fosilā kurināmā spēkstacijām. Ražojot tīru enerģiju, šie projekti palīdz cīnīties pret klimata pārmaiņām un veicina tīrāku gaisu un ūdeni. Turklāt saules enerģijai ir daudz mazāka ekoloģiskā pēda, īpaši salīdzinot ar ogļu vai dabasgāzes ieguvi.

Darba vietu radīšana

Komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas projektu pieaugums veicina darba vietu radīšanu dažādās nozarēs, tostarp ražošanā, uzstādīšanā un apkopē. Saskaņā ar Saules fonda Nacionālo saules darba vietu skaitīšanu saules enerģijas nozare ir bijusi nozīmīgs nodarbinātības pieauguma avots, nodrošinot tūkstošiem darbavietu un veicinot vietējo ekonomiku.

Enerģētiskā neatkarība

Ieguldījumi komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijā var palielināt kopienu un valstu enerģētisko neatkarību. Izmantojot vietējos saules resursus, valstis var samazināt savu atkarību no importētā fosilā kurināmā, tādējādi uzlabojot energoapgādes drošību un stabilitāti.

Režģa stabilitāte un uzticamība

Komunālo pakalpojumu mēroga saules projekti veicina tīkla stabilitāti, nodrošinot konsekventu un paredzamu enerģijas avotu. Šos projektus var arī savienot pārī ar enerģijas uzglabāšanas sistēmām, kas ļauj uzglabāt un nosūtīt enerģiju maksimālā pieprasījuma laikā. Šī iespēja var palīdzēt samazināt spiedienu uz tīklu augsta pieprasījuma periodos.

Ilgtermiņa finanšu stabilitāte

EPL nodrošina ilgtermiņa finansiālo stabilitāti komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijas projektiem, nodrošinot fiksētu elektroenerģijas cenu ilgākā laika posmā. Šī paredzamība ļauj labāk plānot finanšu pakalpojumus gan komunālajiem pakalpojumiem, gan patērētājiem, samazinot tirgus svārstību ietekmi.

Kāpēc komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģija ir tīras enerģijas nākotne?

Pateicoties lielapjoma jaudai, dažādajiem projektu veidiem un ekonomiskajiem ieguvumiem, piemēram, elektroenerģijas iegādes līgumiem un samazinātām izmaksām, komunālo pakalpojumu mēroga saules enerģijai ir būtiska nozīme pārejā uz tīrāku, zaļāku nākotni. Tā jau pārveido enerģijas ražošanu ne tikai Amerikas Savienotajās Valstīs, bet arī visā pasaulē, īstenojot lielus projektus, kas piegādā elektroenerģiju miljoniem māju. Šīs tehnoloģijas izmantošana tagad palīdzēs radīt nākotni, kurā tīra enerģija ir bagātīga, par pieņemamu cenu un pieejama ikvienam.