光伏能源：改进了能源平准化成本 (LCOE) 和电网平价的建模和分析——埃及案例研究

光伏能源：改进了能源平准化成本 (LCOE) 和电网平价的建模和分析——埃及案例研究

本文介绍了与光伏 (PV) 发电厂相关的平准化能源成本 (LCOE) 的改进建模和分析。

点覆盖

提出的模型考虑了各种光伏技术的有效寿命，而不是财务寿命的通常使用。还提出了参数和敏感性研究，以克服输入数据中的不确定性，并寻找降低 LCOE 的重要选项。本文的突出成果是有效寿命对 LCOE 和寿命能量产生都有显着影响。

简介

有 3 种主要的太阳能技术：

光伏太阳能系统(PV) 太阳能热电池板和被动式太阳能设计聚光太阳能本文主要关注直接太阳能转换 (Solar PV) 太阳能光伏板有 3 种主要设计：[1]

1. 晶体硅光伏（c-Si）（市场的 90%）
   • 单晶硅太阳能电池
   • 多晶硅太阳能电池
2. 薄膜太阳能电池 (TFSC) (10-12% 市场)
   • 无定形硅 (a-Si)
   • 碲化镉 (CdTe)
   • 铜铟镓硒 (CIS/CIGS)
   • 有机光电池 (OPC)
3. 聚光光伏电池（CPV）（研发）或聚光太阳能（CSP）
   • 聚光太阳能塔

全球市场只有 0.2% 使用太阳能光伏 (PV) 发电，主要原因是其成本。但随着时间的推移，成本已经过去，现在大多数系统的成本约为每瓦 1 美元（美元）。平准化电力成本 (LCOE) 对输入变量和假设的微小变化很敏感。主要输入变量是贴现率、平均系统成本、融资方法和激励措施、平均系统寿命和寿命期内的能源生产退化。太阳能光伏的电网平价和盈亏平衡成本基本上是太阳能发电成本等于电网购买电力成本的点。

模型LCOE和网格奇偶

LCOE 包含资本成本、持续的系统相关成本和燃料成本 - 以及发电量 - 并将它们转换为一个通用指标：$/kWh.2 LCOE 的现值乘以所产生的能量的总和应该等于成本的净现值。

净年度现值成本

在哪里

• PVLCOE=太阳能光伏发电的平准化成本
• PVCosts=太阳能光伏系统整个生命周期的总成本
• 能量=产生的能量

∑PVLCOE∗Energy=NetPVcosts{\displaystyle \sum PVLCOE*Energy=NetPVcosts}

项目的年度净成本包括项目开始时支付的所有成本——初始成本、维护和运营成本，甚至当年的利率。在本文中，没有考虑任何激励措施。因此，LCOE 通常被确定为项目生命周期内的平均能源成本，因此在贴现现金流 (DCF) 分析中净现值 (NPV) 变为零。

效率/降级

一般来说，发电厂的效率会随着时间的推移而降低；效率随时间的降低称为输出降级。与任何发电厂一样，光伏发电机也表现出输出下降。给定年份产生的能量 (Et) 等于每年的额定能量输出 (Eo) 乘以退化因子 (1-d)^t。对于本文，SAM 已用于确定能源生产和 LCOE。它使用 NREL 气象辐照度数据进行分析。在 SAM 中，应考虑两个重要因素。这两个因素是分析期和贷款期限。分析期定义为分析涵盖的年数，并确定项目现金流的年数，而贷款期限定义为偿还贷款所需的年数。

Lifetimes

PV 财务和有效的生命周期有两个。财务寿命是 PV 工作的持续时间。有效寿命甚至考虑了光伏系统的退化。在 SAM 中，应考虑两个重要因素。这两个因素是分析期=有效寿命和贷款期限=财务寿命。因此，根据有效寿命是否大于财务寿命，我们得到 LCOE 的两个等式即使是逆变器的更换，在计算 LCOE 时也应考虑运行和维护成本。确定电网平价取决于各种因素，包括当地电价、太阳能光伏系统价格可能取决于规模和供应商、地理区域和可用阳光。

案例研究结果

研究表明，成本最高的区域分别是系统成本、维护和运行成本、安装成本的基础。如果不考虑有效寿命，则有关 LCOE 的数据和软件估计的发电量会有很大差异。换句话说，包括有效时间，我们在 LCOE na d 能源发电方面提高了光伏系统的性能。敏感性分析表明，BOS 和贷款利率对 LCOE 有显着影响。