很明显，太阳能(请原谅这句双关语)在太阳上正迎来它的辉煌时刻。

太阳能在成为美国新可再生能源产能的主要来源数年后，成为了新的公用事业规模电力的第一大来源全部2020年的能源。和太阳能继续上升- 当然，在今年增加到2021年的容量的新记录。

太阳能成为新增发电量的主要来源有两个关键因素。首先是正在进行的向零排放的清洁能源的过渡。第二个原因是在过去的十年里，太阳能安装的成本大幅下降，这使得太阳能具有与化石燃料能源的竞争力，甚至比化石燃料能源更便宜。

继续阅读，了解更多关于太阳能是如何在公用事业规模上使用的。

什么是公用事业规模的太阳能?

公用事业规模的太阳能发电厂是指为公用事业电网发电的大型太阳能发电厂。反过来，公用事业电网将电力分配给最终用户。由太阳能发电厂产生的太阳能通过购电协议出售给公用事业公司和其他大型电力消费者，我们将在本文后面讨论。

如果它的总发电能力是，美国能源信息管理局（EIA）认为电厂是“公用规模”1兆瓦或更大。据领先的太阳能行业机身太阳能产业协会（SEIA）称，目前有超过10,000个太阳能光伏（PV）符合此定义的植物。

成本下降和可再生能源需求增加意味着公用事业规模的太阳能行业近年来蓬勃发展。EIA估计，太阳能现在是新发电能力的主要来源，占比很大新增产能39%预计将于2021年增加，领先于风能和天然气。

虽然许多太阳能发电厂使用与家用太阳能系统相同的技术——太阳能光伏——但它们的运行规模要大得多，从而使它们能够以更低的成本发电。

大多数大型太阳能电厂采用与住宅系统使用的技术非常相似;您可能会在太阳能电池和典型的家庭设置上使用的太阳能电池板之间存在很少的技术差异。当然，太阳能农场的尺度运作，达到几个数量级，这使得他们通过规模经济来降低每单位成本。

实用规模太阳能的类型

公用事业规模的太阳能主要有两种类型:

• 太阳能光伏(PV)——更通俗的说法是太阳能电池板
• 集中的太阳能，或太阳能热

1.太阳能光伏(PV)发电厂

在太阳能光伏(PV)农场，大量的太阳能板被连接在一起来产生能量。图片来源:KWTX

或者称为的“太阳能农场”在美国，公用事业规模的太阳能光伏发电指的是使用大量的太阳能组件——“太阳能电池板”——一起安装，形成一个发电厂。

太阳能光伏发电厂的技术和配置与住宅屋顶太阳能电池板中使用的技术和配置非常相似。在这两种情况下，太阳能电池板捕获阳光并使用光伏工艺将阳光转换成直流（DC）电力，然后转换成交流电流（AC）电力 - 这是电力房屋使用。

然而，有些关键领域在规模的规模方面，实用规模PV与家庭太阳能不同的关键领域，以及它们的跟踪技术。

• 规模:太阳能光伏发电厂使用数千或数十万块太阳能板，以公用事业规模发电。Solar Star是美国最大的太阳能农场，在洛杉矶和加州克恩县使用了170万块太阳能电池板，占地3200英亩。
• 装配由于需要大量的太阳能电池板，光伏发电站通常安装在地面上，通常在土地便宜的地区。
• 跟踪技术：太阳轴跟踪技术允许太阳能板根据季节，甚至一天中的时间，跟随太阳变化的路径旋转。这种跟踪技术可以让太阳能电池板产生比静止状态下更多的能量。百分之八十八在2019年安装的新太阳能容量中使用了这项技术。

2.聚光太阳能(CSP)发电厂

成千上万的反射镜子反映在摩洛哥的CSP电力塔。图片来源:每日摩洛哥

集中式太阳能发电厂(CSO)使用数千个特殊的镜子(日光镜)将阳光反射到中央收集器上。在那里，太阳的热能被收集起来，或者被储存在像熔盐这样的介质中，或者被用来通过蒸汽涡轮机发电。

由于CSP发电厂使用太阳的热能(不像PV发电厂使用光)，它们通常被称为“太阳能热电厂”。它们也被称为“动力塔”或“盐塔工厂”，因为一些CSP工厂使用独特的高塔。

CSP工厂的主要优点是它们可以包含能量存储，允许在黑暗之后发电而无需昂贵的电池。然而，虽然成本掉落，但CSP电站仍然比太阳能光伏设备更昂贵，因此占太阳能光伏设备的昂贵，因此占太阳能设施的非常小的比例。

了解更多：集中的太阳能（CSP）解释

公用事业规模的太阳能供应商

根据SEIA的数据，全球有近1万个公用事业规模的光伏设施，即规模超过1兆瓦的太阳能项目。最常见的发电厂规模是在1兆瓦至5兆瓦(1-5兆瓦)之间的太阳能容量。但规模超过50兆瓦的大型太阳能发电站占了太阳能发电量的大部分。

这是公用事业规模的太阳能领域的最大参与者;根据能源情报公司energy Acuity的数据，每个电站的太阳能总容量都超过了5000兆瓦:

• 柏树山可再生能源
• 第一太阳能公司
• NextEra能源有限公司
• EcoPlexus公司
• 8 minuteenergy

电力购买协议在公用事业规模的太阳能中的作用

购电协议(ppa)是合同，保证了太阳能发电厂产生的能量，通常是通过效用购买的。PPA指定安排的时间段 - 通常在5到20年之间 - 以及将支付电力的价格。

ppa是每个公用事业规模的太阳能项目的关键元素。通过签署PPA，能源运营商获得了足够的投资回报的信心，这使他们能够筹集到建设和运营公用太阳能项目所需的数百万美元——在某些情况下是数十亿美元。

在受监管的电力市场中，可再生能源项目通常直接与公用事业公司签订PPA协议。另一方面，在放松管制的市场中，公私伙伴协议可以与多个承购方(购买者)和利益相关者进行交易和签署。

近年来，谷歌和亚马逊等大公司一直在与太阳能开发商签订企业ppa协议，这样它们就可以用清洁可再生能源为业务运营提供动力。

近年来，随着建设公用事业规模项目的成本下降，太阳能ppa的商定率越来越低，这使得太阳能对公用事业和政府越来越有吸引力。

公用太阳能的成本是多少?

我们可以从两个方面来看待公用事业规模太阳能的成本:

• 建造一座工厂的成本
• 发电的成本

建造一个公用事业规模的太阳能系统的成本

建立太阳能电力系统的成本是以每瓦安装的成本为单位的。对于Q1 2021，SEIA报告了固定倾斜公用事业装置的0.77美元的成本，以及合并跟踪的公用事业装置的0.89美元。

这将使一个1兆瓦的太阳能发电厂在77万美元至89万美元之间，而一个100兆瓦的发电厂将耗资7700万美元至8900万美元之间。这些数字是基于全国平均水平;因此，根据规模、太阳能电池板品牌和地区的选择，项目之间可能会有很大的差异。

请注意，上面讨论的数字以及下面的图表在应用太阳税收抵免之前。这种联邦激励，正式称为投资抵税(ITC)到2022年底，太阳能项目的成本将有效降低26%。

图片来源:SEIA太阳能市场报告2021年第二季度

公用事业规模的太阳能发电的成本

为了评估公用事业尺度太阳能电力的成本，我们可以检查批发市场上的太阳能PPA是什么。

伯克利实验室报告称，2019年全国平均平价为每兆瓦时24美元，或每千瓦时2.4美分。这意味着与前一年(2018年)相比下降了17%，自2010年以来下降了80%。

最近，可再生能源市场LevelTen Energy报告称，2020年能源价格上涨第三季度平均价格美国五个独立系统运营商的平均价格在25.1美元/兆瓦时到36.8美元/兆瓦时之间。

请记住，以上报价是太阳能发电在批发市场的成本。根据EIA的数据，消费者购买太阳能的最终价格将包括输配电的成本近一半(46%)平均电价。