Mezinárodní výzkumná skupina provedla literární rešerši strategií optimalizace kapitálových výdajů (Capex) pro snížení vyrovnaných nákladů na elektřinu (LCOE) u fotovoltaických systémů v měřítku veřejných služeb. Optimalizace sledovacích systémů, zvýšení systémového napětí a pokročilý systémový design byly identifikovány jako nejslibnější oblasti snižování nákladů. „Další vlna výzkumu fotovoltaiky musí být založena na LCOE, na úrovni systému a ověřena nasazením,“ uvedl člen výzkumné skupiny.
Mezinárodní výzkumná skupina vedená vědci z katarské univerzity Hamad Bin Khalifa University provedla systematickou analýzu voleb kapitálových výdajů (Capex), které lze strategicky optimalizovat ke snížení vyrovnaných nákladů na elektřinu (LCOE) u fotovoltaiky v měřítku veřejných služeb.
Tým přezkoumal 114 recenzovaných akademických prací spolu s 41 dalšími online zdroji a zjistil, že LCOE lze snížit až o 20 % prostřednictvím strategií zaměřených na Capex, jako je optimalizace na úrovni systému, inteligentní návrhy balance-of-system (BOS) a digitální nástroje.
„Zpráva jasně ukazuje, že další vlna výzkumu fotovoltaiky musí být založena na LCOE, na úrovni systému a ověřena nasazením,“ řekla pv magazine autorka Veronica Bermudez Benito z francouzské poradenské firmy Be Renewable Be Technology Innovation (Berbetin). „Průmysl již nepotřebuje pouze postupné inovace komponentů, ale integrovaný výzkum, který přímo přetváří design, financování, realizaci a dlouhodobý výkon aktiv. Průmysl potřebuje kvantifikované dopady na diskontní sazby, záruky a pojistné prémie, nejen zisky v technickém výkonu.“
Bermudez zdůrazňuje, že pro fotovoltaiku v měřítku veřejných služeb, která jsou koneckonců 30letými aktivy, jsou potřeba metriky spolehlivosti zaměřené na výnos, nikoli na účinnost. „To je zásadní pro financování, pojištění a rozhodování o bankovní způsobilosti,“ dodala. „Budoucí výzkum se musí posunout za standardní testovací podmínky (STC) účinnosti a dokonce i za obecné míry degradace směrem k výnosu v riziku, volatilitě výkonnostního poměru (PR) a nejistotě celoživotní energie jako primárním ukazatelům.“
Studie identifikovala několik oblastí pro optimalizaci LCOE řízenou CAPEX. Mezi oblasti, které tým zkoumal, patří výběr, konfigurace a výkonnostní strategie fotovoltaických modulů. To zahrnuje oblasti výzkumu, jako je povrchové pokrytí, úhel sklonu, rozestupy, sledovací systémy, poměr DC-AC a systémové napětí. Zaměřili se také na inteligentní volby designu BOS, včetně elektrického BOS a strukturálního BOS.
Přínosy umělé inteligence
V sekci o strategiích založených na digitalizaci zvažovali aplikace umělé inteligence (AI), informačního modelování a rámců digitálních dvojčat. Nakonec také zkoumali několik inovativních, ale ještě ne plně komercializovaných strategií, které vykazují silný potenciál ke snížení LCOE projektů fotovoltaiky v měřítku veřejných služeb.
„Vznikající řešení (AI analytika, pokročilé monitorování, nové čištění, nové formáty modulů) vyžadují výzkum, který explicitně odpovídá: Snižuje to riziko vnímané věřiteli a pojistiteli?“ řekla Bermudez. „Víme, že AI je potřeba pro prediktivní údržbu, ale průmysl potřebuje další krok: hybridní modely, které spojují inspekční data (IR, EL, PL, UVF) s fyzikálními mechanismy degradace. Čistě datově řízené modely mají problémy s přenositelností napříč klimaty, technologiemi a portfolii.“
Podle přehledu skupiny jsou nejvýznamnější zisky konzistentně dosahovány prostřednictvím optimalizace sledování, zvýšení systémového napětí a pokročilých návrhů BOS, které přinášejí 5–20% snížení LCOE. Vylepšení na úrovni modulů a povrchu – jako jsou povlaky a moduly velkého formátu – přispívají postupnými, ale stálými úsporami 1–5 %.
„Vznikající rámce digitalizace a optimalizace řízené AI dále slibují trvalé snížení a dlouhodobou stabilitu výkonu, což posiluje přechod k paradigmatu založenému na datech a optimalizovanému systému pro nasazení fotovoltaiky nové generace v měřítku veřejných služeb,“ dodal tým.
Bermudez dodala, že „zatímco informační modelování budov (BIM) a digitální dvojčata jsou identifikovány jako nástroje s vysokým dopadem, průmysl nyní potřebuje výzkum, který uzavře smyčku mezi předpoklady návrhu, realitou stavby a provozními daty – kvantifikuje, kde se digitální modely systematicky odchylují od chování v terénu a jak to ovlivňuje LCOE.“
Článek „A comprehensive review of CAPEX-driven LCOE optimization strategies for utility-scale PV systems“ byl publikován v časopise Solar Energy. Je dílem výzkumníků z katarské univerzity Hamad Bin Khalifa University, americké Texas A&M University a Texas A&M University v Kataru. Součástí týmu byli také výzkumníci z francouzské Senergy Technical Services, Berbetin, turecké Gazi University a italské Polytechnic University of Milan.
Zdroj: pv-magazine.com
