系统工程

美国启动沙漠光伏行动 户外实证成重要支撑

2020-01-21 08:43:35 光伏测试网

美国西南、加州东部是是美国最好的光辐照资源地区,尽管是一大片沙漠,却被能源大户加利福尼亚州及亚利桑那州、新墨西哥州、德克萨斯州包围。

(来源:微信公众号“光伏测试网”ID:TestPV)

在中国,最好的光照资源在西北部,用电却在东南沿海,需要长距离的西电东送。而在美国西南部部署太阳能发电,不仅可以利用最好的太阳能资源,达到最低的发电成本,还可以很好地实现就近消纳。

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最近,美国国土资源局批准了First Solar 全资子公司Desert Quartzite在加州Eastern Riverside县索诺拉沙漠地区计划投资的沙漠太阳能项目,负责在大约3000英亩的公共土地上一个450兆瓦光伏项目的建造、运营、维护和退役。

1.首个大规模沙漠地区光伏项目

从2014年起,加州就针对沙漠开发与保护提出了“八十万公顷土地用于可再生能源项目”的“沙漠再生能源保护计划”(DRECP)。然而该计划受到了“绿色”人士处于对沙漠环境、文化、生物物种(沙漠龟、蜥蜴、植物)影响的反对。美洲当地印第安人还认为这些项目可能会破坏印第安人神圣的遗址,加上特朗普政府对可再生能源的不支持态度,美国内政部直到近日才最终批准了在加州沙漠地区部署光伏项目的计划。但相比于该项目的规划,最终项目缩减了100MW及近1000英亩土地。

加州广袤的沙漠很贫瘠:随处可见的扬尘、沙子和烈日下矮小的灌木。但如果部署的光伏项目能在2022年投入运营,那将产生足够的电力,为大约117,000户家庭供电,同时为美国财政部提供约270万美元年租金和费用(该土地属政府公用地)。

这些项目与加州积极的可再生能源目标相关,包括到2045年实现零排放电力的承诺。据Desert Quartzite表示,这一光伏项目属于美国内政部的“美国第一能源计划”的一部分,支持在政府公共土地上进行能源开发,改善基础设施,并为当地经济创造就业机会,促进美国能源独立和经济增长立。

该项目将导致私人基础设施投资10亿美元,年运营经济效益300万美元,为约11.7万户家庭供电,并向美国财政部提供高达270万美元的年租金和费用。它将在建设高峰期创造多达870个就业岗位。

2.环境考量 – 户外实证提供重要支持

优越的光照资源让美国西南部成为光伏项目的最佳选择,根据TestPV的分析,加州沙漠的日照度在全球只有北非洲地区可比。

但环境资源却是一把双刃剑。一方面卓越的光照资源让发电量更高,沙漠地区的土地利用成本很低,另一方面沙漠地区独特的气候条件又让光伏电站存在以下风险:

-高温:强光照及低纬度地区的高温

-紫外线:强光照增加了紫外辐照度

-风沙:沙漠地区风、沙对组件、逆变器的影响

-运维:无论是安装还是运行维护,都受到恶劣气候影响

-美国内政部官员接受采访时说:“这是一个很大的考虑。”

该项目的运营商Desert Quartzite公司位于美国亚利桑那州。熟悉光伏的人都知道,亚利桑那州拥有国际公认的基准户外老化曝晒场:那里阳光辐照强度大、且全年高温。与佛罗里达州的高温高湿条件相比,亚利桑那州曝晒场有高于其约20%以上的阳光,更高的年均温度和更低的湿度。在夏天,气温可达到46°C,黑色样品可达到71°C以上,正是这种强紫外线和极高温度的结合使亚利桑那州成为成功测试高耐用材料的理想之地。因此它也是全球光伏产品最严苛的干热地区户外实证基地,对于测试组件封装胶膜、背板等材料的物理&化学降解,电池衰减等有重要研究价值。

亚利桑那州立大学、Q-Lab、Atlas等很多知名研究机构和企业都在亚利桑那州设有户外暴晒试验场。根据光伏项目相关技术信息,亚利桑那州户外实证试验场的光伏试验数据将为本次沙漠地区光伏项目选型提供重要参考和技术保障。

干热气候光伏发电研究结果表明:实证很重要

3.未雨绸缪,进军美国光伏市场

数日前,中美贸易协定正式签署第一阶段协议,其中明确指出需要增加对美国太阳能级多晶硅的进口,以及双反要降低电气部件等关税。尽管中美光伏双反仍在继续,但可以预测,中美光伏的材料、组件、项目建设投资将很快实现大量增长,确切地说,TestPV根据一直以来对中美光伏政策的理解,认为:

中美之间的光伏来料加工、保税贸易或许将首先被放开。

一旦光伏材料实现保税贸易,那么从美国进口多晶硅,再制造出电池或组件,不仅可以避开双反关税,还能免除201关税。如果用美国进口的多晶硅生产双面电池和不受201政策影响的双面光伏组件,对美组件出口市场将被进一步打开,美国光伏将有更低的LCOE,市场重心或从现在的工商业转向地面电站。

而美国光伏地面电站最好的地区就是美国西南部。

从气候条件来看,弗洛里达州的高温高湿气候条件与中国海南相近,亚利桑那州的干热、沙漠地区气候条件则与中国新疆吐鲁番地区相近。据TestPV了解,中国质量认证中心CQC从2016年起就在海南、吐鲁番等多个地区建立了光伏户外实证试验场,并同中来、隆基、天合、晶科、瑞元等光伏材料、组件厂一期开展了户外实证业务。首批通过户外实证的八家组件企业被授予光伏产品户外实在领跑者证书。

未雨绸缪,进军美国光伏市场蓝海,你准备好了吗?

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