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全球电力储能、微电网、光伏行业的热点及市场分析

   2015-03-20 中国节能网3100
核心提示: 美国调查公司Navigant Research于近日宣布,2014年第三季度~2015年第一季度发布的能源储藏系统设置计划,合计输出功率达到了约700MW。

2015年3月份的全球电力储能、微电网、光伏行业的热点及市场分析。

能储市场

世界能源储藏系统设置计划的合计输出功率近半年达约700MW

美国调查公司Navigant Research于近日宣布,2014年第三季度~2015年第一季度发布的能源储藏系统设置计划,合计输出功率达到了约700MW。

将在804个项目中,合计设置1.2万多个能源储藏系统。

2014年是能源储藏相关产业的飞跃发展年,大型企业签订的单个合同纷纷超过了史上最大规模。

美国、欧洲、亚太地区的可再生能源导入促进政策和规定推动了市场的扩大。结果是,2014年第三季度~2015年第一季度发布的能源储藏系统设置计划的合计输出功率达到了696.7MW。

其中,美国主导着市场的扩大。由于国家和州政府纷纷推出设置扶持政策,因此在全球新发布的设置计划中,加州占到了四分之一以上。

能源储藏系统的新设计划中的约80%、即合计输出功率562.0MW的部分,都是采用的锂离子蓄电池。

预计到2024年世界分散型能储系统市场将超165亿美元

美国调查公司Navigant Research公司近日发布分散型能源储藏系统(Distributed Energy Storage Systems:DESS)的市场展望:预计市场规模将由2014年的4.52亿美元扩大到2024年的165亿美元以上。

在能源储藏领域,增长速度最快的市场之一是分散型能源储藏系统市场,全世界都展开了激烈的技术革新竞争。

如2014年该系统住宅用和商用市场的扩大超过了行业的整体预测。因此,相关企业都在建立可适应今后数年市场增长的体制。

支持市场增长的,是蓄电池的技术革新。随着化学物质开发的进展,锂离子蓄电池、液流电池、铅酸电池等将引领分散型能源储藏市场增长。

有了这些技术革新,电网便可得以灵活运用,因此促进了光伏发电、纯电动汽车(EV)、EV充电站及家庭能源网络的导入。

今后的课题是,能源储藏技术整体的成本削减、软件优化以及控制与整合等技术的确立等。

微电网

SDGE将建设美国最大的微电网

美国圣地亚哥天然气与电力公司(SDGE)2月17日宣布,获得了加州能源委员会(California Energy Commission)对加州Borrego Springs地区的微电网扩张的约500万美元补贴。

利用该补贴,Borrego Springs的微电网将导入合计输出功率约为26MW的百万瓦级光伏电站。据称,由此该微电网将成为美国最大规模的微电网。

圣地亚哥天然气与电力公司表示,扩大的微电网将以光伏发电为基础提高供电的可靠性,并实施提高效率的技术革新,并引进优先使用可再生能源的控制技术。

Borrego Springs的微电网不仅与上级电网连接,还融合了当地的发电站和能源储藏系统。发生紧急情况时可独立运转,保证当地的供电。

微电网配备有大容量能源储藏系统,用来存储百万瓦级光伏电站白天发电的电力中微电网使用的剩余部分,在夜间放电。如果这样仍然电力不足时,则利用微电网内原有发电机的电力。

微电网的范围覆盖约1000家客户,之后预定扩大到2800家,将于2016年中期完成。

美国Powerit Solutions发布以光伏发电为电源的微电网用控制系统

美国开发电力控制系统的Powerit Solutions公司近日,发布了以光伏发电为电源的微电网用控制系统Spara。设想采用于工厂等。不但能相应于光伏发电等可再生能源的发电量的变化来控制能源储藏系统,还可以优化工厂内的电力需求。

对于设置该系统的工厂等来说,有在电网停电时也能维持工厂的正常运转的好处,而且可以削减电力成本。因将其与工厂的自动化系统合并使用,可以减少用电量,所以,设置的光伏发电系统和能源储藏系统的容量比一般情况下少些即可。

例如,在美国加州南部的工厂,通过提前模拟得知,将其与工厂的自动化系统合并使用,可将工厂内的用电量较以前削减5.5%。结果,使设置的光伏发电系统容量比预计的减小。

光伏项目

世界最大光伏电站在美国加州投产

美国大型太阳能电池板厂商第一太阳能公司近日宣布,美国加州的550MW百万瓦级光伏电站Desert Sunlight Solar Farm”开始发电。这是世界最大规模的百万光伏电站,年发电量预计可满足加州约16万户家庭的使用。

发电站于2008年开始开发,2011年从土地管理局获得土地使用许可。开始动工建设后,平均每日有440名人施工。

发电站建在加州南部德瑟特森特(Desert Center)的沙漠上。占地面积约为3600英亩(约1456万m2),由美国土地管理局(Bureau of Land Management)管理。

光伏电站的所有者为美国可再生能源运营商NextEra Energy Resources、美国通用电气(GE)集团的投资公司GE Energy Financial Services和住友商事的美国子公司Sumitomo Corporation of Americas。

第一太阳能除了为发电站提供太阳能电池板外,还负责施工和运营。此次合计供货了800多万张太阳能电池板。发电站所发电力出售给美国太平洋燃气电力和美国Southern California Edison两家公司。

沙特电力公司将在迪拜建光伏电站计划扩展至1GW

沙特阿拉伯的电力公司ACWA Power宣布,将在阿拉伯联合酋长国(UAE)迪拜建设合计输出功率为200MW的百万瓦级光伏电站。这是由该公司及西班牙建筑公司TSK主导的联盟的项目。

电站将在UAE大型电力运营商迪拜水电部(Dubai Electricity and Water Authority:DEWA)正在开发的光伏电站Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park建设。

这是Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park的二期百万光伏电站,规模为中东最大。

将签订从2017年开始的25年购电合同,以5.84美分/kWh的固定价格售电。这一价格,将发电成本比原来削减20%以上才能实现。

太阳能电池板的输出功率为260MW,将采用美国第一太阳能制造的CdTe型薄膜太阳能电池板。年发电量预计可充分满足3万户普通家庭使用。

联盟将负责筹资、百万光伏电站的建设以及25年间的售电。该项目的出资比例为,迪拜水电部51%,开发运营商49%。开发运营商出资的部分中,ACWA Power为85%,TSK为15%。

发电站建在迪拜西南部,占地面积为40km2sup>。将来计划扩展至合计输出功率1000MW(1GW)规模。

印度Waaree Energies将在日本开发百万瓦级光伏电站

印度光伏发电开发及电池板销售商Waaree Energies公司近日宣布,将在日本开发输出功率44MW的百万瓦级光伏电站。该公司提出了2015年在日本合计开发输出功率200MW的光伏电站的目标。

电站投入运转后,发电电力将以36日元/kWh(不含税)的价格向东京电力公司售电。预定在今后18个月内完成建设。

Waaree Energies于2014年设立日本法人,开始了百万瓦级光伏电站开发和太阳能电池板销售业务。

尼日利亚将建设百万瓦级光伏电站

尼日利亚光伏发电运营商Anjeed Kafanchan Solar公司近日宣布,其从尼日利亚供电公司Transmission Company of Nigeria获得了合计输出功率为100MW的百万瓦级光伏电站的临时并网许可

电站预定在尼日利亚中部的Kafanchan建设,并接入132kV的变电站。百万瓦级光伏电站到并网点的距离在500m以内。合计的100MW中,尼日利亚电力监管委员会(Nigerian Electricity Regulatory Commission)已经批准了第一期10MW光伏电站的建设。其余的90MW,此次也获得了Transmission Company of Nigeria技术上可以并网的临时许可。

在百万瓦级光伏电站的建设上,德国光伏逆变器(PCS)厂商SMA Solar Technology Group、挪威REC Solar和德国光伏发电开发运营商Bejulo将予以合作。

德国juwi在亚太开发的可再生能源发电站总装机超300MW

德国可再生能源运营商juwi公司近日宣布,该公司在亚太地区开发的发电系统总装机超过了300MW。

juwi公司从2010年以后就一直在亚太地区开发可再生能源发电站。其子公司——发电运营商juwi Renewable Energies的亚太地区总部最初在印度,2011年搬到了新加坡。

该公司不仅从事发电站的开发和发电业务,还积极承接EPC(设计、采购、施工)服务和O&M(运营、维护)服务等业务。

juwi在亚太地区的可再生能源发电站开发涉及的国家,除了印度外,还在以日本、泰国、马来西亚为主、向菲律宾及澳大利亚扩展。在日本合计开发了20多个项目,在印度共有输出功率51MW的发电站在建设中。

juwi还将在印度尼西亚、越南、柬埔寨和缅甸等国家开始开发光伏电站和风电场。

光伏战略

阿特斯阳光将收购夏普在美光伏发电企业

加拿大阿特斯阳光电力公司近日宣布,将收购美国光伏发电运营商Recurrent Energy。将从Recurrent Energy的母公司夏普手中以约2.65亿美元的价格收购。完成收购后,加上Recurrent Energy的百万光伏电站开发计划,阿特斯阳光电力规划的光伏电站的合计输出功率将由收购前的约4.0GW增加到约8.5GW。另外,正在建设中的光伏电站合计输出功率将由收购前的约1.0GW扩大到约2.4GW。

Recurrent Energy公司的在建项目中,还包括有美国加州和德州输出功率约为1GW这样世界最大规模的项目。据称,完成收购后的阿特斯阳光电力,由这些百万光伏电站获得的收入机会最低可扩展至23亿美元。

对阿特斯阳光电力来说,通过此次收购,其将成为行业顶级光伏发电开发商,能够强化项目开发能力和筹资能力。收购费用将用现金支付。预定在通过主管机构的审批之后,于2015年第一季度完成收购。

阿特斯阳光电力的财务顾问为瑞士瑞信银行,法律顾问为美国富理达律师事务所(Foley & Lardner)。夏普的财务顾问为三菱东京UFJ银行和该行的美国子公司MUFG Americas,法律顾问为美国奥睿律师事务所(Orrick,Herrington & Sutcliffe)。

夏普因主体业务的业绩低迷,计划重构太阳能电池板和发电业务,作为其中一环而决定出售Recurrent Energy。

德国西门子与Utilidata将扩大在电压优化软件上的合作

德国西门子与美国电力系统软件开发公司Utilidata于2月3日宣布,将扩大在电压优化软件上的合作。

双方将致力于可抑制光伏发电等可再生能源大量导入造成的电压变动等,以降低电力系统的整体损失。

西门子作为电力系统的自动化解决方案之一,目前提供的是Utilidata公司的电压优化软件。因该软件可实现高效率的电压控制,所以电力公司易于将电网内的输电电压保持在一定水平。

此次双方将扩大合作,收集电网的实时信息,开发应用技术,用以进一步提高电网的效率和可靠性。

Utilidata在收集电网和发电系统等相关设备的实时数据,抑制分布式电源大量并网时可能出现问题的措施方面,拥有相关专利。

双方将利用这些技术,开拓以光伏发电为主要电源的微电网等市场。

美国苹果将向第一太阳能公司购电购电总额8.48亿美元

美国大型太阳能电池板厂商第一太阳能公司近日宣布,苹果公司将从其在美国加州开发的280MW光伏电站购买电力。现已就其中130MW与苹果签订了25年的购电合同。对苹果的售电额合计为8.48亿美元。第一太阳能表示,这是面向单独用户签订的业界最大可再生能源售电契约。

百万瓦级光伏电站将在加州太平洋沿岸的蒙特雷郡建设。占地面积为2900英亩(约1173万km2)。预定2015年中期开始建设,2016年底之前竣工。百万瓦级光伏电站归第一太阳能和总部位于加州乔莱姆的赫斯特(Hearst)公司所有。赫斯特的持股比例为3%。

除去面向苹果售电的部分,其余150MW将出售给美国太平洋燃气电力公司(PGE)。此次的百万瓦级光伏电站开发项目于2月10日获得了蒙特雷郡计划委员会(Monterey County Planning Commission)的准许。

韩国LG销售给日本的太阳能电池板达500MW

韩国LG电子近日举行PV Expo 2015上,公开了其太阳能电池板在日本百万光伏电站的采用情况。LG从2010年开始在日本销售太阳能电池板,据称已交货和接到订单部分加在一起的累计容量达到了500MW。

在展示中,LG电子在地图上标出了该公司的电池板在大规模百万光伏电站中的采用情况。以青森县的71.0MW百万光伏电站为首,还有兵库县的29.6MW、爱知县的26.5MW、岩手县的19.8MW、福冈县的19.5MW、和歌山县的17.0MW、宫城县的15.0MW、熊本县的13.0MW、千叶县的10.5MW、北海道的9.0MW、茨城县的8.0MW、秋田县的5.0MW等。

其中,兵库县的29.6MW项目由寄神建设公司(神户市兵库区)、爱知县的26.5MW项目由三井化学等7家公司组成的信托公司、福冈县的19.5MW项目由大和房建工业公司、熊本县的13.0MW项目由双日公司建设,均采用了LG电子的太阳能电池板。

光伏科技

瑞士ABB将建设连接挪威和丹麦的全球最高电压自激式直流输电线

瑞士ABB公司近日宣布,其在北海作为连接挪威和丹麦的横跨斯卡格拉克海峡4号输电线的500千伏高压直流输电(High Voltage Direct Current:HVDC)设备完工。并称其电压在自激式直流输电上为全球最高。

斯卡格拉克海峡4号输电线是为电力系统大量导入可再生能源而建设的。ABB公司供货了两座70万kW的变电站。

因采用了ABB的自激式交直流转换器HVDC Light,而实现了500千伏的输电。该转换器可以将电力由高压交流转换成直流、由交流转换成直流,而且可提高控制功能并节省变电站的空间。

自激式HVDC的输电系统多用于地下输电和海底输电。如海上风力发电站等可再生能源发电站的输电、从陆地向岛屿和石油天然气平台的输电、向空间限制较多的城市中心部的输电,以及多国间的连接等。

此次横跨斯卡格拉克海峡4号输电线,通过用火力发电等弥补丹麦的风力发电等可再生能源的输出变动,可提高挪威国家电网公司(Statnett)和丹麦国家电网公司(Energinet.dk)的电力系统可靠性,从而能导入更多的可再生能源。

至此,斯卡格拉克海峡已敷设了4条输电线。都是由ABB供货输电系统。1号和2号输电线于1970年代、3号输电线于1993年敷设的。4条输电线加在一起的总长度为240km,输电容量合计为170万kW。

由于3号输电线由他激式HVDC构成,4号输电线由自激式HVDC构成,因此这两项技术将以双极模式运行。以双极模式运行HVDC也是全球首次。

基于双极模式的运行是由ABB的电力控制系统MACH控制系统”对他激式和自激式的不同电力转换进行优化控制实现的。斯卡格拉克4号输电线是全球第16条完工的自激式直流输电线,其中15条都是由ABB敷设的。

Belectric将在英国电网验证由光伏发电和蓄电池实现电网稳定化的技术

德国光伏发电运营商Belectric的英国法人近日宣布,将在英国的电网上验证由光伏发电和蓄电池的优化控制实现电网稳定化的技术。项目名称为Enhanced Frequency Control Capability(EFCC)project设置蓄电池的光伏电站Willersey Solar Farm

该项目由英国电力运营商National Grid主导,通过改善光伏发电等可再生能源的运营,使电网的电压和频率实现稳定,从而削减电网所需的热备用(Spinning Reserve)。

项目在获得英国天然气和电力市场办公室(Ofgem)审批的基础上,将利用Belectric的能源储藏系统和管理技术,验证尖端电网的监测控制技术的可行性和课题。

英国的目标是扩大百万光伏电站和风电场的设置量,从而将现有化石燃料电站的输出功率降到最低。

此时存在的课题是,在考虑光伏发电等的输出变动的情况下维持供需平衡、抑制电网电压随着输出变动而过度上升等,因这些问题可能会造成电网停电。虽然提出了解决这些课题的方案,但电网需要追加昂贵的系统,因此并不现实。

此次的EFCC项目是在电网的关键之处设置以蓄电池为基础的备用系统,利用能迅速应对电网状况的开关进行控制。这种系统将设置在诸如人口较多地区的郊外等地。通过迅速应对电压的上升等,可使电网稳定化所需的备用系统的容量实现最小化,从而削减成本。检测到问题后在25ms内应对。

Belectric负责两处蓄电系统的设计、设置和运营。其中一处设置在英格兰中部丘陵地带科茨沃尔德(Cotswolds)的Belectric的光伏电站内。光伏电站内的蓄电系统用来储存光伏发电的电力。另一处蓄电系统用来存储电网内的剩余电力。

如果电网内的监测点检测到电压超过一定值,或者频率变动到一定值以上,会控制电网使之恢复正常。这一应对措施可在检测到问题后25ms(0.025秒)内实施。

以前出现这种问题时,是调整火力发电站的输出功率来应对的,容易演变成故障像滚雪球一样扩大的状况。而此次据称是在电网的关键之处的迅速应对,以小型系统,输送少量电力即可解除故障。

参加EFCC项目的除了Belectric外,还有法国大型重电厂商阿尔斯通等。阿尔斯通负责以地区为单位迅速应对电压和频率变动的监测和控制系统。另外,英国Centrica公司负责电网的稳定化技术。

TMEIC获颁美国弗若斯特沙利文的全球企业最优秀奖

光伏发电用逆变器(PCS)领域大型厂商东芝三菱电机产业系统(TMEIC)3月5日宣布,获得美国调查公司弗若斯特沙利文颁发的“2014全球公司年度奖”中光伏发电系统用PCS的最优秀奖。

弗若斯特沙利文在全球开展以市场调查、分析和咨询等业务为中心的活动,每年都根据自己的调查,表彰各个行业和领域的杰出活动及取得成果的企业。

TMEIC获得的全球公司年度奖最优秀奖,是其最高级别的奖项,这是日本企业首次获该奖。

弗若斯特沙利文表示,此次TMEIC获奖的理由是,具有实现高性能和高可靠性的技术实力;不仅在日本国内,还在光伏发电的主要市场美国、中国和印度也确立了生产体制;紧跟市场形势开展全球业务,最近2年的销量迅速增长;使发电成本得到优化,采用后顾客满意度高等,这些方面都获得了高度评价。

弗若斯特沙利文将在3月10日于美国加州圣地亚哥市主办的“2015 Excellence in Best Practices Award Gala”上举行颁奖仪式。

施工技术

可抵御台风的日本百万光伏电站,用四种施工方法设置单桩基础

冲绳县名护市,因美军普天间机场搬迁的候选地边野古在其境内而备受关注。边野古面朝的大浦湾是著名的红树林和稀有物种儒艮的栖息地,这也成为了反对将机场搬迁至边野古的一个理由

在与留存有如此丰富的自然环境的大浦湾相望的名护市二见,冲绳县最大的百万光伏电站已经投入运转。这就是是Ichigo Group Holdings旗下的业务子公司Ichigo ECO Energy(东京都千代田区)建设的Ichigo名护二见ECO电站;。太阳能电池板的输出功率约为8.44MW。

名护二见ECO电站;,是Ichigo ECO Energy租借名护市拥有的14万6294m2 的牧场旧址开展发电业务的。这里过去叫作Yukari牧场;,还曾有过斗牛场。在建设电站之前,已沦为一片灌木丛生的荒地。

用4种方法固定单桩保证强度

敲定在名护市建设后,委托谁来设计、采购及施工(EPC),购买哪个厂商的太阳能电池板和设备成了课题:因为要求能够耐受盐碱和台风的设计及施工技术经验和产品性能。因为远离本土,气候和环境恶劣,很多企业都满足不了要求;。

最终,EPC服务由东光电气工程公司担纲。土木施工则由熊谷组联合当地建设公司全面负责。太阳能电池板采用东芝和英利绿色能源制造的单晶硅型,逆变器(PCS)采用了东芝三菱电机产业系统(TMEIC)的产品,架台采用澳大利亚Clenergy公司制造的单桩型。都是获得了高可靠性评价的企业。电池板为东芝和英利绿色能源制造,逆变器(PCS)选择了东芝三菱电机产业系统(TMEIC)的产品。

对于总输出功率约8.44MW的电池板,之所以采用输出功率6.5MW的逆变器,是因为与冲绳电力签订的并网协议,可以并网的输出功率为6.5MW。加之,为实现并网,冲绳电力需要大幅强化电力系统,据称施工成本超过了1亿日元。

建设施工没有大兴土木,而是基本依地势设置了电池板。选择单桩型的基础和架台是为了在高低不平的地面上,使电池板的设置角度和设置高度统一。但另一方面。单桩与双桩相比,每根桩基的负载大,需要由足够的设计强度。澳大利亚Clenergy公司制造的单桩型架台

为此,事先勘察了近100处地基情况,按照不同的情况和地基承载力等,分别采用了两种类型的4种基础施工方法:(1)直接将桩基打至1.5m深;(2)直接将桩基打至2m深;(3)挖掘2m深的坑,用土壤改良剂固定1.2米长的桩基;(4)安放混凝预制件基础。(1)、(2)、(3)按照地基承载力从高到低的顺序依次采用。采用混凝土块的地点原本为地面做了铺装的停车场,故而无法使用桩基。利用土壤改良剂固定桩基:混凝预制件基础。

耐受了建设中的两场台风

而且,为防止电池板被强风吹翻,电站还采取了设置角度缩小到10度、在四周建设护堤等措施,以防强风直吹。电池板分布设置在7个比较平坦的区域。面积大的区域微微调整设置高度,使电池板呈向中央平缓陷下的形状。这是出于在强风时不易受到风压的考虑。据称,铺设电池板后,电站在施工期间曾有两次台风来袭,但基础架台没有出现问题

除风的影响外,还考虑了排水处理。冲绳县颁布有红土等流失防止条例;。冲绳本岛的地表大多为红土。因此,当下大雨时,红土容易被雨水冲入海洋和河流。从而污染海洋和河流,会对珊瑚礁及其中栖息的生物造成影响。因此规定,在开发土地时,必须建设防止红土流失的设施。名护市的百万瓦级光伏电站原有自然形成的池塘,雨水在流入池塘后会暂时囤积,待红土沉淀后再慢慢流入大海。

但为了设置电池板而砍伐了荒地上生长的灌木,因此土地的保水能力可能会下降。为此新设了沉淀池。池水不是直接入海,而是先积存在沉淀池中,待红土沉淀后,再将上层的澄清水排出

为防止表土流失,电站方面还多次播撒三叶草和草皮(常绿草、百慕大草)种,力争使表土全年都在低草的覆盖下。在某些区域,三叶草已经大片扎根。

 
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