Рост популярности солнечных фотоэлектрических систем и аккумуляторных батарей на развивающихся рынках

За последние пять лет сочетание солнечной фотоэлектрической (PV) энергии с аккумуляторными системами накопления энергии (BESS) перешло из разряда демонстрационных проектов в основополагающий принцип национальных стратегий перехода к альтернативной энергетике. Стремительное падение цен на аккумуляторные батареи — на 93% с 2010 года, достигнув 192 долларов США за кВт⋅ч для систем коммунального масштаба в 2024 году — разрушило представление о том, что надёжная круглосуточная солнечная энергия — это нишевый продукт.

Сегодня электростанции PV-BESS приобретаются не как экспериментальные дополнения, а как надежные источники гарантированной мощности, способные заменить дизельное топливо, отсрочить пиковые нагрузки на электростанциях и обеспечить гибкость подключения к слабым сетям.

Почему темпы принятия продолжают расти

Что касается предложения , две силы перестраивают экономику солнечной энергетики и систем бесперебойного питания: ценовая компрессия и масштаб. Мировые цены на модули упали до рекордно низких значений к 2024 году на фоне избыточных мощностей в Китае, при этом в декабре цены на спотовые модули достигли около 0,09 доллара США за Вт·ч . Цены на аккумуляторные батареи также резко упали в период с 2010 по 2024 год, при этом аналитики ожидают дальнейшего снижения цен по мере расширения масштабов производства и распространения более дешевых химических составов. В совокупности эти изменения снижают приведенную стоимость электроэнергии (LCOE) и делают солнечные батареи с накопителями конкурентоспособными в большем количестве часов и мест, включая вторичные и слабосетевые зоны.

Промышленная политика и производственные мощности гигантских заводов привели к рекордно низкому уровню стоимости модулей и аккумуляторов, одновременно стимулируя появление новых химических составов (например, литий-железо-фосфатных, натрий-ионных), более подходящих для жаркого климата. Цифровизация, включая оптимизацию диспетчеризации с использованием ИИ , прогнозирование циклов зарядки, предиктивное обслуживание и т. д., дополнительно повышает загрузку и доверие инвесторов.

Что касается спроса , движущей силой уже не просто является устойчивость, а физика солнечной энергии. Выработка фотоэлектрических систем носит суточный характер и подвержена влиянию погодных условий, создавая резкие подъемы и быстрые внутричасовые колебания. Системы накопления энергии сглаживают эти подъемы, перенося полуденный избыток на вечер, когда спрос достигает пика, обеспечивая эксплуатационные резервы и быструю частотную характеристику. Центры обработки данных внедряют сетевые источники бесперебойного питания (ИБП)/BESS для замены или дополнения дизельных установок, получая доход от обслуживания сетей в периоды простоя и повышая надежность работы на объектах.

Электромобильность также добавляет ещё один аспект этой тенденции. В Руанде и Кении и за её пределами стартапы уже эксплуатируют станции обмена аккумуляторов на солнечных батареях, каждая из которых оснащена примерно 37 киловаттами (кВт) фотоэлектрических панелей на крышах и модульными литиевыми батареями. Они обслуживают более 17 000 электромотоциклов и обеспечивают 18 000 ежедневных обменов .

Действительно, замена аккумуляторов позволяет избежать необходимости в крупных общественных зарядных станциях , которые, по опасениям представителей отрасли, могут создать дополнительную нагрузку на слабые городские электросети. Вместо этого кластеры PV-BESS, расположенные за счётчиком, используют дневную солнечную энергию, заряжают аккумуляторы для замены аккумуляторов вне сети и возвращают излишки в распределительные сети, превращая потенциальную нагрузку в ресурс балансировки.

Прогресс Solar+BESS на развивающихся рынках

Развивающиеся рынки теперь рассматривают гибридные электростанции как основную инфраструктуру. Проект Bugesera в Руанде стоимостью 187 миллионов долларов США ( 60 МВт фотоэлектрических установок + 60 МВт·ч бесперебойной генерации ) будет обеспечивать электроэнергией новый международный аэропорт страны и гарантированно подавать вечернюю мощность в национальную энергосеть, задавая шаблон для будущих закупок коммунальных услуг. В Египте Международная финансовая корпорация финансирует установку аккумуляторной батареи ёмкостью 300 МВт·ч для солнечной электростанции Kom Ombo мощностью 500 МВт.

Эти примеры не относятся к стандартным небольшим аккумуляторным батареям (обычно 0,5–1 МВт BESS на 5 МВт установленной мощности фотоэлектрических систем), которые покрывают лишь обычную дневную нестабильность, характерную для солнечных электростанций. Эти проекты подтверждают, что всё больше заинтересованных сторон теперь рассматривают накопление энергии как неотъемлемую часть крупномасштабной возобновляемой энергетики, и что гибридные или готовые к накоплению солнечные электростанции больше не являются просто «альтернативой»; они представляют собой эффективный способ увеличения мощности, поддающейся диспетчеризации, во многих развивающихся сетях.

Внесетевые мини-сети, построенные на основе контейнерных архитектур PV-BESS, масштабируются быстрее, чем когда-либо. По оценкам Всемирного банка, к 2030 году солнечные мини-сети смогут обеспечить электроэнергией уровня Tier 3 или выше 380 миллионов человек в Африке с минимальной стоимостью жизненного цикла, при условии, что гибридные системы останутся стандартной конструкцией. Недавние развёртывания на севере Нигерии и побережье Кении иллюстрируют это: аккумуляторы, рассчитанные на вечерние коммерческие нагрузки, сократили время резервного питания дизельных электростанций более чем на 85%, что позволило продлить время работы магазинов и обеспечить электроэнергией новые предприятия по переработке сельхозпродукции.

Однако масштабирование этой технологии на развивающихся рынках не обходится без трудностей. К числу наиболее частых относятся:

• Необходимость управления жизненным циклом. Развивающимся и переходным экономикам необходимо внедрить механизмы утилизации литиевых аккумуляторов; без обязательных требований по переработке и финансирования сегодняшнее решение проблемы климата может завтра обернуться проблемой отходов.
• Спрос на доступный капитал. Поддержка в виде льготного финансирования (например, предоставляемого программой Energy Transition Accelerator Financing ) останется необходимой до тех пор, пока местные кредиторы не освоятся с проектами хранения электроэнергии, приносящими коммерческую прибыль.
• Отсутствие местной добавленной стоимости. Зависимость от импорта подвергает проекты волатильности валютного курса; строительство сборочных заводов и обучение технических специалистов позволяют сохранить большую часть стоимости на родине.
• Отставание в нормативно-правовой базе. Чёткие правила лицензирования хранения энергии, тарифообразования и оплаты услуг электросети являются необходимыми условиями для масштабирования.

Границы в Solar+ BESS

Сегодня цифровая оптимизация превращает эти аккумуляторы в живые активы. Застройщики теперь дублируют каждый мегаватт-час с помощью цифровой системы, которая анализирует, прогнозирует и распределяет электроэнергию в режиме реального времени. Такие дублирующие проекты могут увеличить доходы за счёт объединения услуг на рынках энергии, мощности и частоты, одновременно управляя снижением качества электроэнергии в условиях жаркого климата.

В то время как поставщики стремятся коммерциализировать химические вещества длительного действия и аккумуляторы для электромобилей, предназначенные для работы в тропических условиях, появляется возможность сделать эту технологию более рентабельной и привлекательной для развивающихся рынков. Вышеуказанные тенденции свидетельствуют о том, что PV-BESS готовы играть более важную роль в возобновляемых энергосистемах, поскольку они больше не являются просто временным решением, а могут стать основой устойчивого и гибкого энергетического будущего.