具有柔性负荷需求的公共建筑中混合Photovoltaic – Battery Energy Storage Systems的经济可行性评估：南欧的考察研究
2026-06-12 17:09:52 点击： 次
光伏-电池储能体系（PV-BESS）是应对高光伏渗透率带来的日益严峻的技能挑战的有用办法。虽然现在昂扬的技能本钱约束了BESS的普及以及公共修建的利用缺乏，但后者是装置PV-BESS的抱负场所。本文在容量装备、技能经济性和环境剖析的框架下，探讨了具有柔性负荷需求的公共修建中PV-BESS的三项考量要素，即经济可行性、动力自给率和环境脚印，并选用高分辨率真实数据完成了仿真模型。虽然该模型调查的是三个太阳辐照条件杰出且电价较高的南欧国家，但它能够应用于任何国家的任何修建类型。成果证实了优化装备的PV-BESS具有经济可行性，一起强调了BESS补助对体系盈利性的积极影响，标明较小规划的PV-BESS更具适用性。此外，经济最优的PV-BESS规划对应的自给率水平在60%至70%之间，展现了这两个方针之间的权衡关系。通常情况下，更高的自给率与更大的BESS规划相关联，然后削减与电网的交互，进而下降修建的环境脚印。最终，经过将动力消耗转移到白天时段，能够完成光伏发电利用率的提高，然后约束所需的BESS容量。
引言
光伏（PV）装置在近年来取得了明显开展，不仅为所有者带来了经济收益，还具有全体的环境效益。现在，PV 在动力转型中发挥着关键作用，其对动力脱碳的重要性已得到公认，详细体现在表前（FtM），即公用事业规划体系，以及表后（BtM），即修建级体系两种形式上。特别是，欧盟（EU）的已装 PV 容量在 2019 年至 2023 年间翻了一番多，到达 263 GWp [1]。然而，虽然修建群具有防止环境退化以及完成出产与消费同地等优势，但迄今为止仍被视为一个未充分利用的 PV 集成资源。后者正成为日益遭到重视的问题，考虑到可再生动力（RES）弃电量激增，尤其是在太阳能资源丰富的国家（如南欧）[[2], [3], [4]]，这导致新装 PV 的回报率不断下降。例如，塞浦路斯在 2024 年阅历了 29% 的 RES 发电弃电（相当于供应约 28,000 个住户[5]），现在弃电甚至影响到了住所和非住所 PV 体系[6,7]，一起希腊也有近 900 GWh 的清洁动力被搁置[8]。
此外，电力的本钱和可靠性是任何国家动力供应战略的基本要素，一起关于世界竞争力也至关重要，由于工业和服务业企业的动力本钱中很大一部分是由电力构成的。与化石燃料价格（传统上在全球商场买卖且价格相对一致）不同，EU的电价存在明显差异。一次动力价格、税收与附加费以及温室气体（GHG）排放本钱也会直接影响价格。虽然拥有有利的太阳辐射条件且RES渗透率不断提高，南欧国家仍面对电价上涨的问题，这对顾客和全体国家经济活动产生了负面影响。例如，在2024年上半年，Cyprus的电价是欧洲最高的之一，明显高于EU平均水平，而最低电价则出现在北欧[9]。此外，考虑到非住所用户总电价中不行回收税收和附加费所占的比例，另一个南欧国家Italy在该项目标上排名第二高，明显高于EU平均水平。
认识到进一步开展PV对保证动力转型的含义，有必要保证在修建中（尤其是公共设施，其在EU中占超过1000万栋[10]）无障碍地整合PVs。现在的战略集中于促进动力自用，由于PV本钱已大幅下降，且许多国家已完成Grid Parity[11]。此外，现在PVs常与Battery Energy Storage Systems（BESS）相结合，旨在缓解因高PV渗透率而产生的任何安全性和稳定性瓶颈[12]。别的，修建屋顶（尤其是公共设施）是装置PVs的合适财物，也可结合BESS运用。然而，虽然技能本钱不断下降，BESS的进一步布置现在仍受限于可担负性约束[12]。就此而言，一个主要的挑战是此类出资的可行性，特别是在未来动力自用的背景下[13]，由于在公共修建中布置混合型PV-BESS可能会遭到当前昂扬BESS支出的阻碍。因此，对经济可行性以及其他相关技能环境效益进行全面评价，能够为最佳体系规划确认供给见地，并进而为拟定合适的战略供给依据。以具有本钱效益的方法施行混合型PV-BESS并将其整合到具有灵敏负荷需求的修建中，将使……得以完成。
本研讨旨在经过开发一个可仿制的PV-BESS技能经济评价模型（扩展了文献[14]中的作业），评价具有柔性负荷需求的公共修建中混合PV-BESS的经济可行性，一起重视相关的技能环境效益。详细而言，本研讨新增了两个国家以增强研讨成果的地舆相关性和稳健性，并调查了混合PV-BESS的另一项考量要素，即环境脚印（环境维度），连同经济可行性（财务维度）和动力自给率（技能维度），然后供给更全面的评价，强化了该研讨的普适性和实际应用价值。
经过对各项调查要素进行敏感性剖析，量化了BESS补助的有用性以及该财物对动力自给自足和GHG减排的奉献。该模型要点重视特别重要的要素（即三个改变参数），而非特定目标（如折现率等）。虽然其以三个具有杰出太阳辐照条件和高电价的南欧国家作为案例研讨，但可应用于任何国家和修建类型。除了关于公共修建中具有灵敏负荷需求的混合PV-BESS财务可行性的数值成果、由此产生的修建动力自给能力及其环境脚印外，本文还为BtM BESS的开展供给了政策与法规主张。为此，决策者能够利用所得成果来拟定合理的战略并施行有用的BESS支持机制，然后缓解大规划布置PV所带来的技能瓶颈。最终，现场专业人员能够完成精确的混合PV-BESS容量装备，然后保证防止在过剩体系容量上进行不必要的出资。