電子發燒友網報道(文/黃山明)在碳中和目標的驅動下,未來的能源使用將越來越多朝著清潔能源轉變。而太陽能作為日常生活中常見的清潔能源,也將得到越來越多的重視。但太陽能本身供能并不穩定,與當日光照強度和天氣情況密切相關,這就需要有一套合適的光伏儲能設備來進行能源的調節。
家用光伏系統的核心
家用光伏儲能通常與家用光伏系統組合安裝,為家庭用戶提供電能。儲能系統可以提高戶用光伏自發自用程度,減少用戶的電費支出,并在極端天氣等情況下保障用戶用電的穩定性。對于高電價、高峰谷價差或電網老舊地區的用戶,購置戶儲系統具備較好的經濟性,家庭用戶有購置戶儲系統的動力。
目前國內使用太陽能大多只用在熱水器上,真正可以供應全屋電能的太陽能板還處于萌芽階段,主要使用群體仍然是在海外,尤其是歐美地區。
歐美國家由于城市化程度較高,并且住房通常以獨立或半獨立住宅為主,適合發展家用光伏。據數據統計,2021年歐盟人均家用光伏裝機量為355.3瓦/戶,與2019年相比大增40%。
滲透率上,目前澳大利亞、美國、德國、日本的家用光伏裝機容量占總光伏裝機的比例分別為66.5%、25.3%、34.4%、29.5%,中國目前的家用光伏裝機容量占比僅為4%左右,具有極大的發展空間。
而家用光伏系統的核心則是儲能設備,也是成本占比最大的部分。目前國內的鋰電池價格在130美元/kWh左右,以悉尼的一戶父母均為工薪階層的四口之家為例,假設家庭每日電量消耗為22kWh,所安裝的家庭儲能系統為7kW光伏組件加上13.3kWh儲能電池。這也意味著僅僅為一套光伏系統搭載上足夠的儲能電池,就需要花費1729美元。
但在過去幾年中,家用太陽能設備的價格降低了大約30%至50%,而效率則提高了大約10%至20%。這有望加速家用光伏儲能的快速發展。
家用光伏儲能前景廣闊
除了儲能電池以外,其余核心設備為光伏、儲能逆變器,而家庭儲能系統根據耦合方式不同、是否并入電網主要可以分為混合式家庭光伏儲能系統、耦合型家庭光伏儲能系統、離網型家庭光伏儲能系統、光伏儲能能源管理系統四種。
混合式家庭光伏儲能系統,一般適用于新增光伏家庭,停電后仍能保障用電需求,目前為主流趨勢,但并不適用于現有光伏家庭升級改造。耦合型適用于已有光伏家庭,將已有并網光伏系統改造為儲能系統,投入成本相對較低,但充電效率相對低;離網型適用于沒有電網的地區,通常需要配備柴油發電機接口。
相比儲能電池,逆變器、光伏組件占整體成本僅為電池的一半左右,此外家用儲能產品需安裝商進行安裝,安裝成本也在12%-30%。
盡管價格較為昂貴,但許多電池儲能系統還允許智能調度電力的輸入和輸出,不僅可以將多余的電能賣給電力系統,而且一些電池儲能系統經過優化,可以集成到電動汽車充電設施中。在電動汽車越來越普及的當下,這一優勢也將幫助用戶節省大量成本。
同時,能源對外依賴過高會帶來能源危機,尤其在如今全球局勢緊張的情況下。以歐洲能源結構為例,天然氣占比較高達25%,而歐洲天然氣又非常依賴于進口,這就導致歐洲急需能源轉型。
德國將100%可再生能源發電目標從2050年提前到2035年,實現80%的能源來自于可再生能源發電。歐盟委員會通過REPowerEU議案,提高歐盟2030年的可再生能源目標,其中針對家用光伏計劃第一年將增加17TWh的電力,到2025年產生42TWh的額外電力,所有事宜的公共建筑均安裝光伏,并且要求所有新建筑物安裝光伏屋頂,且審批流程控制在三個月內。
根據家庭數量測算分布式光伏裝機量,考慮家用儲能的滲透率得到安裝家用儲能的數量,假設平均每戶裝機量可以得到全球及各市場的家用儲能裝機量。
假設2025年新增光伏市場儲能滲透率20%,存量市場儲能滲透率 5%,全球家庭儲能容量空間達70GWh,市場空間巨大。
小結
隨著清潔型電力能源在生活中的占比越來越重要,光伏也開始逐漸走進千家萬戶。家用光伏儲能系統不僅能夠滿足家庭日常用電需求,并且還能將多余的電力出售給電網獲取收益。隨著電力設備的增多,這套系統或許將成為未來家庭中的必備產品。
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