Trendy: Główne zmiany w branży energii słonecznej

Wykładniczy wzrost energii słonecznej stymuluje zmiany technologiczne

W ciągu ostatniej dekady energia słoneczna ogromnie się rozwinęła, zarówno jako branża, jak i kategoria technologiczna. Pod koniec 2024 r. globalne instalacje solarne "osiągnęły rekordową moc 2 terawatów (TW), przy czym w ciągu ostatnich 2 lat dodano ich więcej niż w poprzednich 68 latach łącznie".(Reuters)

Tempo i skalę tego wykładniczego wzrostu ilustruje rysunek 1, przedstawiający ponad 10-krotny wzrost mocy zainstalowanej energii słonecznej w ciągu ostatnich 10 lat.(Nat Bullard 2024)

‍

Wraz z szybkim wzrostem i wyższymi poziomami penetracji energii słonecznej w sieciach pojawiły się nowe technologie, a także nowe potrzeby.

Spośród wielu zmian zachodzących w branży, trzy główne trendy wpływają obecnie na preferowany zestaw technologii dla domowych instalacji fotowoltaicznych. Są to:

• Zwiększenie mocy modułu
• Rosnąca popularność baterii
• Rosnące stawki za media

Trendy te zmieniają krajobraz solarny, ujawniając nieefektywność systemów opartych na mikroinwerterach, które stają się coraz droższe w porównaniu z systemami zbudowanymi w oparciu o architekturę DC.

Każdy z tych trendów pogłębia nieefektywność systemów opartych na mikroinwerterach.

‍

Trend 1: Rosnąca moc modułów

Moduły słoneczne stają się coraz bardziej wydajne. Wykres 2 przedstawia średnią moc modułów zainstalowanych w budynkach mieszkalnych w Stanach Zjednoczonych. W 2015 r. średnia moc modułu wynosiła 267 W. W 2024 r. średnia wyniesie 400 W, co oznacza wzrost o prawie 50%(Lawrence Berkeley Lab, 2024).

Marsz w kierunku modułów o wyższej mocy również wykazuje niewiele oznak spowolnienia. W swoim raporcie Marketplace z października 2024 r. EnergySage, wiodąca platforma do wyceny paneli fotowoltaicznych dla gospodarstw domowych w Stanach Zjednoczonych, zauważyła, że "... moduły fotowoltaiczne o wyższej mocy nadal zyskują na popularności". W pierwszej połowie 2024 r. "97% wszystkich wycen obejmowało moduły fotowoltaiczne o mocy 400 W lub większej".  

Jako dodatkowy punkt danych, moduły słoneczne wymienione w nowych systemach mieszkaniowych na platformie monitorującej Tigo regularnie przekraczają 450W.

Wyzwanie? Większość mikroinwerterów dostępnych dla systemów domowych ma moc znamionową 300-350 W, a te o wyższych mocach wymagają znacznej premii cenowej. Wszelka energia, którą moduł może wygenerować powyżej mocy mikroinwertera, jest marnowana poprzez "przycinanie". Z czasem straty te sumują się, zwłaszcza gdy moc modułów nadal rośnie.

Skutki obcinania stawek zostały szczegółowo opisane w rozdziale 3 (Clipping Tax: Leaving energy on the table).

‍

Trend 2: Rosnąca popularność baterii

Akumulatory stały się głównymi komponentami na rynku domowych instalacji solarnych. Niezależnie od tego, czy chodzi o zasilanie awaryjne, czy maksymalizację oszczędności w ramach stawek za czas użytkowania, wskaźniki podłączania akumulatorów gwałtownie rosną.

Dane EnergySage z października 2024 r. pokazują, że w pierwszej połowie 2024 r. wskaźnik dołączania baterii do domowych instalacji fotowoltaicznych wyniósł 40%, w porównaniu z zaledwie 10% rok wcześniej w Stanach Zjednoczonych - patrz rysunek 3.

W przypadku akumulatorów sprzężonych z prądem przemiennym, które są wymagane przez mikroinwertery, energia elektryczna przechodzi trzy konwersje: DC → AC → DC → AC

W architekturze DC przechodzi tylko jedną konwersję: DC → AC

Na każdym etapie konwersji energia jest marnowana.

Podsumowanie: Architektura AC jest mniej wydajna niż architektura DC w zastosowaniach związanych z magazynowaniem energii. A te przyrostowe straty konwersji mają z czasem wymierny wpływ finansowy. Wpływ wydajności konwersji na magazynowanie energii został szczegółowo opisany w rozdziale 4 (Podatek od konwersji: ukryty koszt akumulatorów sprzężonych z prądem przemiennym).

‍

Trend 3: Rosnące stawki za media

Stawki za usługi komunalne rosną, napędzane modernizacją sieci, środkami zwiększającymi odporność i wzrostem popytu. W Stanach Zjednoczonych stawki za energię elektryczną rosły o 5% rocznie przez ostatnie 4 lata - widać to na wykresie 4, który pokazuje, że średnie stawki za energię elektryczną dla gospodarstw domowych przyspieszają w 2021 r.(US Energy Information Administration).

Obecnie trend ten nie wykazuje oznak spowolnienia. "W 2023 r. stanowe organy regulacyjne zatwierdzały podwyżki stawek o prawie 10 mld USD, ponad dwukrotnie więcej niż 4,4 mld USD zatwierdzone w 2022 r.", podaje EIA(Reuters). Te zwiększone koszty będą nadal przenoszone na konsumentów.

W wyniku podwyżek stawek właściciele domów płacą więcej za każdą kilowatogodzinę (kWh) zużytej energii. Co za tym idzie, każda kWh obcięta, stracona na niepotrzebne konwersje lub w ogóle nie wyprodukowana jest również coraz bardziej kosztowna. Wyższe stawki za media zwiększają każdą watogodzinę utraconej energii, sprawiając, że podatek od mikroinwerterów z czasem staje się coraz bardziej dotkliwy.

‍

Jak kształtują się te trendy

Podsumowując trendy i ich wpływ na domowe instalacje solarne oparte na mikroinwerterach

• Zwiększanie mocy modułów: Zwiększone straty z powodu ograniczeń wydajności falownika.
• Rosnąca popularność akumulatorów: Większe straty konwersji w przypadku akumulatorów sprzężonych z prądem przemiennym.
• Rosnące stawki za media: Zwiększa koszt każdej utraconej watogodziny energii.

Łącznie, czynniki te zmieniają to, co kiedyś było drobnymi, indywidualnymi nieefektywnościami, w znaczące, narastające straty o realnym wpływie finansowym. W rezultacie instalatorzy przechodzą z platform opartych na mikroinwerterach na platformy oparte na falownikach łańcuchowych. Jak wskazano w niedawnym raporcie badawczym firmy Roth:

"Jeden z dystrybutorów powiedział, że istnieją dwa rodzaje instalatorów odchodzących od ENPH. Pierwsza to ci, którzy koncentrują się na sprzedaży w oparciu o cenę i przechodzą na falowniki stringowe. Druga grupa sprzedaje więcej akumulatorów, ale takich, które są sparowane z falownikami stringowymi". - Phil Shen (Roth Industry Note | 26 października 2024 r.). Uwaga: ENPH = Enphase, wiodący dostawca mikroinwerterów na świecie.

‍

Kolejne trzy sekcje zawierają szczegółowe analizy wpływu finansowego trendów i ich związku z formami podatku od mikroinwerterów przedstawionymi na początku, począwszy od podatku od przycinania: Pozostawienie energii na stole (do wydania 3/25)

‍

--

Chcesz więcej?

Webinarium: 15 kwietnia (dzień podatkowy w USA) organizujemy webinarium, podczas którego omówimy szczegóły serii Microinverter Tax. Zapisz się na webinarium tutaj.

Poniżej znajduje się pełna lista rozdziałów zawartych w tej serii (linki będą dodawane w miarę publikowania rozdziałów):

Poniżej znajduje się pełna lista rozdziałów zawartych w tej serii (linki będą dodawane w miarę publikowania rozdziałów):

1. Podsumowanie: Rosnący podatek od mikroinwerterów
2. Trendy: Główne zmiany w branży energii słonecznej
3. Clipping Tax: Pozostawienie energii na stole
4. Podatek od konwersji: Ukryty koszt akumulatorów zasilanych prądem zmiennym
5. Podatek od sprzętu: Więcej sprzętu, więcej problemów
6. Rozwiązaniem jest prąd stały: Optymalizatory DC, baterie sprzężone z DC
7. Premia: pokaz przycinania: Nie wszystkie proporcje DC:AC są sobie równe
8. Słowniczek terminów

‍