К 2034 году суммарная установленная мощность солнечных электростанций и промышленных систем накопления энергии в мире, по прогнозам, достигнет 250 ГВт против 100 ГВт в 2022 году. На этом фоне особенно остро проявляется одна из ключевых проблем солнечной генерации — неравномерность выработки.
Солнечные электростанции вырабатывают электроэнергию только при наличии солнечного света, что часто не совпадает с периодами максимального потребления. Эту проблему решают системы накопления энергии. Они позволяют аккумулировать избыточную выработку и использовать её позже, повышая предсказуемость работы станций, их экономическую отдачу и соответствие требованиям энергосистемы.
В результате компании усиливают взаимодействие в сфере развития солнечной генерации и накопителей энергии, чтобы компенсировать дефицит мощности и повысить надёжность энергоснабжения. Подробнее о таком формате сотрудничества — на hevelsolar.com.
Для управляющих активами и эксплуатационных команд понимание принципов работы систем накопления энергии становится обязательным условием: это необходимо для повышения операционной эффективности, снижения потерь из-за ограничений выдачи мощности и защиты инвестиций на длительном горизонте.
Технологии хранения энергии для солнечной генерации
На сегодняшний день наиболее распространённым решением на солнечных электростанциях остаются литий-ионные аккумуляторы, прежде всего на основе литий-железо-фосфатной химии. Они получили широкое распространение благодаря высокому уровню безопасности, длительному сроку службы и приемлемой стоимости.
Помимо них применяются и другие технологии:
- Проточные аккумуляторы — отличаются длительным сроком эксплуатации и подходят для режимов разряда свыше четырёх часов.
- Натрий-ионные аккумуляторы — рассматриваются как перспективная альтернатива литиевым решениям.
- Тепловые накопители — используются в отдельных гибридных схемах.
- Механические накопители (например, маховики) — обеспечивают быстрый отклик, но работают ограниченное время.
Большинство крупных проектов в конфигурации «солнечная электростанция + накопитель» используют промышленные аккумуляторные системы с длительностью разряда от одного до четырёх часов. Это позволяет перераспределять выдачу электроэнергии в сеть в периоды высокого спроса и цен.
Такой подход повышает надёжность солнечной генерации и делает её действенным инструментом компенсации дефицита мощности. В этой логике компании развивают партнёрства по реализации проектов солнечных электростанций с накопителями энергии; подробнее — на hevelsolar.com.
Стоимость проектов по хранению энергии
Затраты на системы накопления энергии существенно различаются в зависимости от конфигурации, продолжительности разряда, типа аккумуляторов и масштаба интеграции. В 2024 году ориентировочная стоимость промышленных аккумуляторных систем составляла 300–500 долларов США за киловатт-час установленной ёмкости, при этом решения на основе литий-железо-фосфатных аккумуляторов оставались наиболее доступными.
Типичная структура капитальных затрат включает:
- аккумуляторные модули — 40–50 %;
- силовую электронику и преобразователи — 15–20 %;
- вспомогательное оборудование — 10–15 %;
- программное обеспечение и интеграцию — 5–10 %.
Операционные расходы, как правило, связаны с:
- системами охлаждения и мониторинга;
- профилактическим обслуживанием;
- управлением износом аккумуляторов.
На долгосрочную экономику проекта заметно влияют климатические условия, количество рабочих циклов в год и выбранная модель получения дохода — например, работа на ценовых колебаниях или оказание услуг энергосистеме.
Окупаемость и экономическая эффективность
Экономическая отдача проектов солнечной генерации с накопителями определяется несколькими факторами:
- комбинацией источников дохода — совмещение сглаживания пиков нагрузки, сетевых услуг и торговли электроэнергией;
- ресурсом аккумуляторов — системы, рассчитанные на 3000–6000 циклов, имеют более высокую ценность;
- энергетической эффективностью — высокий коэффициент полезного действия цикла заряд-разряд снижает потери;
- регуляторной поддержкой — платежи за мощность, налоговые льготы или специальные тарифы.
В странах и регионах с благоприятным регулированием и выраженной ценовой волатильностью сроки окупаемости обычно составляют от четырёх до восьми лет. Современные системы управления энергией и аналитические инструменты с элементами машинного обучения позволяют дополнительно сократить этот срок за счёт более точного планирования и уменьшения простоев оборудования.
Продолжительность хранения: выбор оптимальной конфигурации
Выбор объёма хранения напрямую зависит от задач конкретной электростанции:
- один час — подходит для сетевых услуг и краткосрочных операций;
- два–три часа — компромисс между стоимостью и гибкостью, используется для перераспределения нагрузки;
- четыре часа и более — востребовано в регионах с выраженными вечерними пиками потребления или ограниченными возможностями подключения к сети.
Гибридные решения, объединяющие солнечные электростанции и накопители энергии, всё чаще применяются для продления выдачи электроэнергии в вечерние часы, предотвращения перегрузок сети и увеличения выручки за счёт гибкого ценообразования.