Энергия от американской солнечной электростанции в 3 раза дешевле, чем от российской АЭС

[skysheep.livejournal.com]

Недавно город Лос Анджелес подписал договор о строительстве крупной солнечной электростанции недалеко от города. Это будет одна из крупнейших станций в мире (но далеко не самая крупная). Проект примечателен тем что заказчиком является муниципальное правительство, и они обязаны раскрывать все свои контракты и документы, поэтому нам известны все технические и экономические подробности проекта. И эти подробности очень интересны.



1. Итак, проект состоит из двух этапов, Eland 1 и Eland 2. Каждый будет иметь мощность по 200 МВт (ac). 375 МВт принадлежат городу Лос Анджелес, и 25 другому городу. Eland 1 и Eland 2 каждый будет иметь систему хранения (батарею) с мощностью 100 МВт и емкостью 400 МВтч, с опционом увеличить батарею до 150 МВт/600 МВтч. Батереи в системах хранения измеряются двумя цифрами - максимальная мощность и запас энергии. Так, например, батарея 150МВт/600МВтч может отдавать 150МВт в течении примерно 4 часов, или 50МВт примерно 12 часов. Итого они строят станцию с мощностью 400 МВт солнечных панелей, и мощностью 200 МВт батарей с емкостью 800 МВтч.




2. Цена энергии от этой солнечной станции будет $32.97 за МВтч на протяжении 25 лет. Цена фиксированная и не индексируется. И сегодня $32.97, и через 20 лет будет $32.97. Эта цена разбита на $19.97 за солнечную станцию, и $13 за батарею. Средняя ожидаемая энергия от Eland 1 (тех 175МВт которые принадлежат Лос Анджелесу) будет 637,800 МВтч в год, и стоимость будет $21.1 миллионов в год в течении 25 лет (526 миллионов). Eland 2 (200МВт) будет давать 729,995 МВтч в год, будет стоить $24.1 миллиона в год в течении 25 лет (601.7 миллионов). Эта цена включает в себя 30% субсидию, и без субсидии было бы дороже на 30%.

3. Если они воспользуются опционом и увеличат батарею на 100МВт/400МВтч, то это увеличит стоимость энергии на $6.65. При этом, за счет батареи, поставляемая энергия увеличится с 1,368,000 до 1,505,000 МВтч в год, и стоимость вырастет с 1.128 миллиардов до 1.4907 миллиардов. Тут можно оценить что строительство и эксплуатацию 100МВт/400МВтч батареи в течении 25 лет они оценивают в $360 миллионов (+30% субсидии, -% по кредитам в течении 25 лет).




4. Контракт подписан в 2019 году, и станция должна полностью работать к концу 2023 года.  В итоге, у них будет станция которая способна гарантированно выдавать 300 МВт мощности в любое время суток.

5. Площадь СЭСбудет около 10 км2.  КИУМ (коэффициент использования установленной мощности) у этой стации будет около 60%.

6. Солнечные панели и батареи деградируют со временем. Деградация поставляемой энергии за 25 лет ожидается в районе 12%.



A что у нас там со строительством российских АЭС?

Росатом подписал контракт на строительство АЭС в Турции в 2010 году, инженерные и подготовительные работы началась в 2011 году, несколько раз останавливались, и вроде строительные работы начались в 2018 году.  Первый блок ожидается в 2023 году (хотя задержки очень вероятны).  Согласно договору, 70% электричества от первых двух энергоблоков будет продаваться по $123.50 за МВтч (контракт на 15 лет).  $123.50  это в 3 раза дороже чем $39.62. Остальные 30% (и после 15 лет все 100%) будут продаваться на рынке по рыночной цене (средняя оптовая цена в 2018 была около 45 за МВтч).  Отсюдя мы видим что если взять КИУМ 90%, то первый энергоблок будет производить 8,700,000 МВтч в год и будет стоить как минимум $17 миллиарда за 25 лет, и это если цены на электричество не вырастут через 15 лет.  То есть этот энергоблок в течении 25 лет будет стоить как минимум в 16 раз дороже чем солнечная станция, и выдает лишь в 6 раз больше энергии.


При таких экономических показателях, стоит ли удивлятся что в США планируют  постепенно заменять АЭС и угольные станции на СЭС/Ветер/Газ?

Comments

[ardelfi.livejournal.com]

Надо, Федя, надо. Механизмы старения в них есть, и срок годности тоже -- в спецификации записан.

[solar-front.livejournal.com]

стареет на известную величину. Около пары процентов в год. Потом востанавливается в жару. Т.е. за 25 лет теряет процентов 25 КПД. И это всё. Ни кабелю, ни конвертору врядли что произойдет за 25 лет.

[ardelfi.livejournal.com]

Сказки детям на ночь не по адресу. Вот реальный алюминиевый конденсатор на digikey (https://www.digikey.com/products/en?keywords=%20399-11634-ND) с самым большим ресурсом -- 37к часов при 105°С (https://api.kemet.com/component-edge/download/specsheet/PEG130HL4630Q.pdf) и до 160к при 80°C (https://content.kemet.com/datasheets/KEM_A4045_PEG130.pdf). Напомню что 37к часов для постоянно включённой схемы -- это 4 года, а 160к -- это 18 лет. Больше у лучших домов не получилось. Тот же документ показывает что в отключённом состоянии они портятся ещё быстрее -- 10 лет при 40°С. И всё это значит что при условном миллионе конденсаторов на такой солнечной и тёплой поляне без ручейков жидкого азота, отказы будут частыми, потом очень частыми, потом совсем частыми, и никаких шансов на 25 лет без массовых отказов.

[solar-front.livejournal.com]

Я про солнечные.

[ardelfi.livejournal.com]

А, может быть. Хотя интересно взглянуть на двадцатипятилетнюю солнечную батарею. Они существуют?

[solar-front.livejournal.com]

не вопрос. С 1992:
https://www.ibc-blog.de/2018/03/laeuft-pv-anlage-seit-26-jahren-in-betrieb/

[sceptikk.livejournal.com]

это панели с очень низким исходным кпд и фантастически низким КИУМ:
за 6 лет (52500 часов) они выработали лишь 5,500 кВт*ч (КИУМ чуть более 10%)
вряд ли их целесообразно сравнивать с панелями с высоким КПД и работающим на бОльшей нагрузке...

[solar-front.livejournal.com]

Нормальный КИУМ. Добропожаловать в реальность:

[sceptikk.livejournal.com]

я знаю про КИУМ всего этого безобразия)
но:
1) вы уж определитесь, вступаете ли вы на защиту автора с его фантастическими 60% КИУМ, а то создается такое впечатление
2) есть большое подозрение, что КПД и тепловая напряженность в Калифорнии будет СУЩЕСТВЕННО выше, чем в Германии (инсоляция примерно как в Марокко и Алжире на вашей картинке), соответственно им будет выше и деградация...

[solar-front.livejournal.com]

Бла, бла, бла.

Картинку видели? Это фахт. Проверенный.
Берем отсчитывает установленный кВт. например 1 кВт. У указаном селе на установленный 1 кВт - 1 МВтч. Независимо от КПД. И года выпуска.

Получите и распишитесь. Учите матчасть прежде чем незнакомым людям писать "определитесь".

п.с. мне наплевать на ваше "впечатление".

[sceptikk.livejournal.com]

вы предпочли отморозиться и проигнорировать разницу в устройстве и условиях эксплуатации, на которую я указал вам в пункте 2)
ну что ж, бог вам судья...)

[solar-front.livejournal.com]

Да я не успеваю за вашими пунктами уследить, да. Вы их размножаете быстро.

[ardelfi.livejournal.com]

Выкрутиться не вопрос, но это не то.

[solar-front.livejournal.com]

Спросили - ответил. Почему не то?

[ardelfi.livejournal.com]

Ну да, формально зачёт. Но ведь не то: ненапряжный режим работы в мрачной германской погоде, ну и (понятно что срок не оставляет вариантов) другая эпоха производства, исключающая аналогию с современными изделиями.

[solar-front.livejournal.com]

Сейчас модули лучше - дед сам сказал, что там по мелочи идет деламинация. А вот с аккумами - тут не спорю. Но они и цену заломили серьезную - хватит поди на замены -то.

А идиоты, что сравнивавают по мощности станции - не в счет.

[skysheep.livejournal.com]

Вот тут они посчитали что ожидаемая жизнь конденсаторов в микро-инверторе от 50 до 100 лет.

https://enphase.com/sites/default/files/EnphaseElectrolyticCapacitorLife.pdf

[ardelfi.livejournal.com]

Неправильно они посчитали. Я тут уже показывал сколько производитель таких конденсаторов посчитал: 10 лет, может быть 20, и это всё. Если один из механизмов старения даёт "100 лет", другие становятся доминирующими. Данные производителя не расчётные, а экспериментальные -- им можно доверять.

Чтобы получилось 100 лет, следует использовать конденсаторы без механизмов старения. Такие есть, но они дороже. Получается что этот CTO настрочил документ чтобы рассказать что использованные ими дешёвые компоненты не являются поводом для беспокойства. Через 25 лет, и даже через 10 лет, ему будет плевать как там его инверторы и конденсаторы в них. Это used-car-salemanship.

[skysheep.livejournal.com]

Они как раз пишут что используют конденсаторы которые устойчивы к высоким температурам.

[ardelfi.livejournal.com]

Писать, как известно, не мешки ворочать. Устойчивы-то они может и устойчивы, но физику не обманешь -- количество часов, в котором они устойчивы при максимальной температуре, в разы или на порядки меньше чем при меньшей. Я приводил тут пример.

[skysheep.livejournal.com]

Out of desire to increase the reliability of its inverters, Enphase Microinverters use capacitors rated from 4000 to
10000h at 105°C. The capacitor lifetime is very sensitive to temperature as its useful life doubles for every 10°C temperature drop.

Они используют конденсатор который проработает 64000 - 160000 часов при температуре 65ц. Так как он не всегда работает при такой температуре, то ожидаемый срок работы от 50 до 100 лет.

[ardelfi.livejournal.com]

Это же плавный переход от экспериментальных данных к сказкам про 100 лет. Какая температура у того конденсатора, да ещё в разное время в разных условиях -- никто никогда не узнает, потому расчёты на 100 лет ничего не стоят. При 105С по этим данным компонент проживёт полгода-год. Сколько там будет в коробке, в которой много что греется внутри, и которая на жаре снаружи? 60? В машине на солнце и за сотню может быть -- потому то часть стандарта. В общем, если бы они очень хотели долгих лет, поставили бы конденсаторы подороже, или сразу керамические. Но писать дешевле и легче чем считать и тратить, потому они пишут вам про 100 лет.

[skysheep.livejournal.com]

В инверторах стоят датчики температуры. Они достаточно точно знают температуру.

[ardelfi.livejournal.com]

Во-первых, пользы от этого знания мало: выключать модуль ради конденсатора нет смысла. Во-вторых, датчик температуры показывает свою температуру, а не конденсатора -- сколько там в конденсаторе никто никогда не узнает, да и не хочет. В-третьих, датчиков никогда не будет достаточно -- по одному на каждый конденсатор ставить не будут. Решается проблема либо неиспользованием дешёвых конденсаторов, либо профилактической заменой. В вашей цитате видно какой выбор сделал этот производитель.

[chapai67.livejournal.com]

таких конденсаторов в природе нет. разве что представить слюдяные и то врядли - эпоксидка поплывет.
Электролитов нет.

Очень хорошие заказные электролиты при комнатной, ну немного выше, живут лет 30-40. Но при 100 градусах столько не проживут.

Все рассказы как оно при высокой будет жить вечно - результаты моделирования и аппроксимаций. Что к реальности имеет слабое отношение - поведение при ускоренном старении не совпадает с реальным длительного старении, там другие процессы накладываются. И проверить никак нельзя кроме как подождав.

та же фигня с батарейками и прочим.