光伏与储能系统的经济性分析与优化研究
王安琪
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王安琪 ,. 光伏与储能系统的经济性分析与优化研究[J]. 中国经济,2025.4. DOI:10.12721/ccn.2025.157453.
摘要: 针对光伏与储能系统的经济性进行了分析与优化研究,阐述了光伏发电系统和储能系统的特点,以及两者结合的优势,然后分析了光伏发电系统、储能系统以及光伏与储能系统结合存在的问题。提出了相应的优化对策,包括提升光伏组件性能、优化系统设计、加强政策支持、研发高效安全低成本的储能技术、完善政策体系、探索多元化商业模式等,而通过这些优化措施,光伏与储能系统的经济性将得到显著提升,为我国能源结构转型和可持续发展提供有力支撑。
关键词: 光伏发电;储能系统;经济性分析;优化对策
DOI:10.12721/ccn.2025.157453
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引言

随着全球能源危机和环境问题的日益严重,光伏发电作为一种清洁、可再生的能源,在我国得到了迅速发展,然而光伏发电的波动性和间歇性限制了广泛应用,储能系统作为解决这一问题的关键技术,逐渐受到关注,旨在分析光伏与储能系统的经济性,探讨存在的问题,并提出相应的优化对策,以期为我国光伏与储能产业的发展提供参考。

一、光伏与储能系统的经济性分析与优化研究的特点

(一)光伏发电系统特点

光伏发电系统特点主要体现在清洁环保的属性、发电量的波动性以及投资与运维成本的特殊性,光伏发电系统利用太阳能作为能源,具有零排放、无污染的显著优势,符合我国可持续发展的战略要求。光伏发电量受天气条件、地理位置和昼夜变化等因素的影响,导致输出功率具有一定的波动性和间歇性,这对电网的稳定运行提出了挑战,光伏发电系统的初始投资成本较高,但在运行过程中的维护成本相对较低,这使得光伏发电在长期运营中具有较高的经济性[1]

(二)储能系统特点

储能系统在电力系统中扮演着至关重要的角色,特点主要体现在调峰填谷能力、电网寿命延长效应以及技术的多样性和应用场景的广泛性,储能系统能够在电力需求低谷时储存能量,在高峰时段释放,从而有效调节电力供需平衡,提高电力系统的运行效率。通过储能系统的应用,可以减少电网负荷的波动,延长电网设备的使用寿命,降低电网改造成本,再者储能技术种类繁多,包括电池储能、飞轮储能、超级电容储能等,这些技术在不同规模和场景下均有应用潜力,如电网调峰、电动汽车、家庭储能等领域,展现出储能系统的高度灵活性和广泛适用性[2]

(三)光伏与储能系统结合优势

光伏与储能系统的结合,充分发挥了两者的互补优势,主要体现在提升供电可靠性、促进新能源消纳以及增强系统整体经济效益三个方面,光伏发电与储能系统的联合运行,有效克服了光伏发电的间歇性和不确定性,提高了电力供应的连续性和可靠性,为用户提供了更加稳定的电能。储能系统的接入能够显著提升新能源的消纳能力,降低弃光率,优化能源结构,促进清洁能源的充分利用,光伏与储能系统的结合,通过能量的时移和电网服务的提供,增加了系统的价值,提高了投资回报率,从而增强了系统的整体经济效益,总之光伏与储能系统的融合是推动能源转型和实现可持续发展的关键途径,具有广阔的发展前景和应用价值[3]

二、光伏与储能系统的经济性分析与优化研究存在的问题

(一)光伏发电系统存在的问题

光伏发电系统在实际应用中存在的问题主要表现在并网运行稳定性、组件性能衰减以及政策补贴退坡三个方面,光伏发电系统的输出功率受天气变化影响较大,导致并网时易出现波动,影响电网的稳定运行。光伏组件在长期使用过程中会出现性能衰减,这不仅降低了发电效率,也缩短了系统的使用寿命,再者随着光伏产业的快速发展,政策补贴逐渐退坡,导致光伏发电项目的投资回报期延长,投资者的积极性受到影响,这些问题在一定程度上制约了光伏发电系统的广泛应用和健康发展,及待通过技术创新、政策调整和系统优化等措施予以解决。

(二)储能系统存在的问题

储能系统在发展过程中面临的问题主要集中在技术成熟度、成本以及政策体系三个方面,当前储能技术的成熟度尚不高,部分技术存在安全隐患,这限制了储能系统的广泛应用。储能系统的成本相对较高,尤其是电池储能系统的初期投资和维护成本,这在一定程度上削弱了储能系统在市场上的竞争力,储能政策体系尚不完善,缺乏具体的政策支持和激励机制,导致储能技术的发展和应用受到限制,这些问题表明,储能系统的发展仍需在技术创新、成本控制和政策环境等方面进行深入研究和探索。

(三)光伏与储能系统结合面临的问题

光伏与储能系统结合在实际应用中面临的问题主要体现在系统集成技术、投资与收益平衡以及政策支持三个方面,系统集成与优化技术尚不成熟,导致光伏与储能系统的兼容性和协同效率不高,影响了整体性能的发挥。光伏与储能系统的投资成本较高,而收益回报相对缓慢,导致投资与收益之间存在不平衡,这降低了系统的经济吸引力,相关政策的支持不足,缺乏针对光伏与储能结合应用的具体激励措施和市场推广策略,使得该系统的市场推广和普及面临较大难度,这些问题反映了光伏与储能系统结合在技术、经济和政策层面上的挑战,需要进一步的研究和关注。

三、光伏与储能系统的经济性分析与优化研究的优化对策

(一)光伏发电系统优化对策

针对光伏发电系统存在的问题,优化对策主要包括提升光伏组件性能、优化系统设计以及加强政策支持,应通过技术创新,提高光伏组件的光电转换效率,降低制造成本,以增强市场竞争力。优化光伏发电系统的设计,包括改进逆变器控制策略、完善并网技术,以提高系统运行的稳定性和可靠性,政府层面需出台更多扶持政策,如提供税收优惠、增加研发投入、完善光伏发电上网电价政策等,以激发市场活力,推动光伏发电产业的持续健康发展,通过这些措施,光伏发电系统的应用潜力将得到进一步挖掘,为规模化应用奠定坚实基础。

(二)储能系统优化对策

针对储能系统存在的问题,优化对策主要聚焦于技术研发、政策完善以及商业模式创新,应加大研发力度,致力于提高储能技术的效率和安全性能,降低成本,以推动储能技术的商业化应用。完善储能政策体系,制定具体的支持措施,如补贴政策、电价机制和市场监管,为储能系统的发展提供良好的外部环境,探索多元化的商业模式,通过需求侧管理、储能服务提供商模式等新型商业形态,增强储能系统的市场竞争力,拓宽应用场景,这些对策的实施将有助于促进储能技术的成熟和市场的拓展,为电力系统的可持续发展提供有力支撑。

(三)光伏与储能系统结合优化对策

为优化光伏与储能系统的结合,对策应集中于系统集成技术的研发与应用、投资与收益平衡以及政策支持,需加强系统集成技术的研究,推动光伏与储能的深度融合,提升系统的整体性能和运行效率。通过精细化管理和优化运营策略,平衡光伏与储能系统的投资成本与长期收益,以提高系统的经济性,政府应出台更具针对性的政策,如提供财政补贴、优惠贷款、税收减免等,以促进光伏与储能系统的融合发展,这些措施将有助于光伏与储能系统发挥最大潜力,为推动能源结构转型和实现清洁能源可持续发展提供有力保障。

结论

通过对光伏与储能系统的经济性分析与优化研究,得出以下结论,一是光伏发电系统和储能系统具有各自的优势和特点,两者结合可实现优势互补,二是光伏与储能系统在发展过程中存在一系列问题,如技术成熟度、成本、政策支持等,三是通过采取提升组件性能、优化系统设计、加强政策支持等优化对策,光伏与储能系统的经济性将得到显著提升,我国应继续加大对光伏与储能产业的支持力度,推动能源结构转型,实现可持续发展。

参考文献

[1] 罗文,彭伟,郑连清.光伏侧电池储能系统优化配置及经济性分析[J].自动化博览, 2023, 10(4):66-69.

[2] 陈庆文,李易,韩逸骁.校园光伏系统储能配置的经济性分析[J].能源研究与管理, 2023, 15(4):181-187.

[3] 范玮.储能技术研究进展及经济性分析[J].煤质技术, 2024(3).

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