用电热水器抑制峰值需求,从而扩大非峰值需求
虽然可以采取强化配电网的方法,但Robison说,“在城市,约1英里的电线连接30多户住宅,而我们这里,一样长的电线只连接4户左右。在这种状态下,强化配电网(从成本上来说)并不是最佳解决方案”。
为了解决该问题,SWCE通过将102.5kW的社区太阳能与工厂附近的配电变电站并网,解决了逆流问题。光伏发电量达到峰值时也能以工厂的电力需求全部消耗掉(图2)。
图2:通过设置在工厂地区,使供需平衡(出处:SteeleWaseca Cooperative Electric)
光伏发电系统的设置成本一般为3.5~5.00美元/W,这样来看,社区太阳能每张电池板的参与费用高达1400~2000美元,对SWEC成员来说是非常高的投资。“为了让更多的成员参与该项目,需要将初期投资控制在200美元以下。因此,通过与以前提供过的热水器项目结合,将每张电池板的成本降到了170美元”。
成员若参加“16小时热水器控制项目”,电力公司就免费提供容量为105加仑(约397升)的电热水器。顺便一提,这种电热水器的零售价格为1200美元。热水器与电网互动,就是说通过系统与电力公司可双向通信。电力公司可在上午7点~晚上11点之间的16个小时里控制热水器。把热水器的工作时间由白天峰值时移到非峰值的晚上11点~第二天早上7点的8个小时内,来抑制白天的用电量,而使用成本较低的夜间电力。
每张电池板170美元的“社区太阳能”
社区成员参与“16小时热水器控制项目”时,参加社区太阳能的1张电池板(410W)的成本就降至170美元的“配套价格”。这个价格换算为41.5美分/W。并且,这一价格不但包含光伏逆变器(PCS)等其他所有零部件的成本,还包含设置成本,以及今后20年的修理和维护成本。
成员可以签约不超过个人用电量的电池板数量,或者最大签约20张。顺便一提,在该地区,一张410W的电池板每年可发电510kWh。同时参与热水器项目和社区太阳能的话,第一张电池板为170美元,第二张以后为1225美元。只想参与社区太阳能的成员,电池板价格为每张1225美元。
该社区太阳能设置了250张410W的太阳能电池板。电池板由基地位于明尼苏达州的tenKSolar公司生产。系统已从2015年4月开始发电(图3)。
图3:已投入运转的102.5KW社区太阳能(出处:SteeleWaseca Cooperative Electric)
目前几乎所有参与者都签订了“一张电池板”合约。“一张170美元”的合约太多的话似乎无法回本,不过Robinson称,“较之于一人要购买几十张电池板,希望哪怕只签约一张但有更多的人参与。虽然比当初计划的时间要稍长一些,但在4年半以内能够收回投资”。
收回投资的秘诀在于配套的电热水器。电力公司通过向非峰值时转移用电量,能减少从批发市场购买峰值时高价电力的量,同时增加低成本的非峰值电力的销售。并且,通过“免费电热水器+低价社区太阳能”这种独特的促销,还能促进以前利用燃气热水器的成员改用电热水器,从而扩大电力销量。