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家用光伏储能设备或成为未来家庭的必备产品

Simon观察 来源:电子发烧友网 作者:黄山明 2023-08-09 09:06 次阅读

电子发烧友网报道(文/黄山明)在碳中和目标的驱动下,未来的能源使用将越来越多朝着清洁能源转变。而太阳能作为日常生活中常见的清洁能源,也将得到越来越多的重视。但太阳能本身供能并不稳定,与当日光照强度和天气情况密切相关,这就需要有一套合适的光伏储能设备来进行能源的调节。

家用光伏系统的核心

家用光伏储能通常与家用光伏系统组合安装,为家庭用户提供电能。储能系统可以提高户用光伏自发自用程度,减少用户的电费支出,并在极端天气等情况下保障用户用电的稳定性。对于高电价、高峰谷价差或电网老旧地区的用户,购置户储系统具备较好的经济性,家庭用户有购置户储系统的动力。

目前国内使用太阳能大多只用在热水器上,真正可以供应全屋电能的太阳能板还处于萌芽阶段,主要使用群体仍然是在海外,尤其是欧美地区。

欧美国家由于城市化程度较高,并且住房通常以独立或半独立住宅为主,适合发展家用光伏。据数据统计,2021年欧盟人均家用光伏装机量为355.3瓦/户,与2019年相比大增40%。

渗透率上,目前澳大利亚、美国、德国、日本的家用光伏装机容量占总光伏装机的比例分别为66.5%、25.3%、34.4%、29.5%,中国目前的家用光伏装机容量占比仅为4%左右,具有极大的发展空间。

而家用光伏系统的核心则是储能设备,也是成本占比最大的部分。目前国内的锂电池价格在130美元/kWh左右,以悉尼的一户父母均为工薪阶层的四口之家为例,假设家庭每日电量消耗为22kWh,所安装的家庭储能系统为7kW光伏组件加上13.3kWh储能电池。这也意味着仅仅为一套光伏系统搭载上足够的储能电池,就需要花费1729美元。

但在过去几年中,家用太阳能设备的价格降低了大约30%至50%,而效率则提高了大约10%至20%。这有望加速家用光伏储能的快速发展。

家用光伏储能前景广阔

除了储能电池以外,其余核心设备为光伏、储能逆变器,而家庭储能系统根据耦合方式不同、是否并入电网主要可以分为混合式家庭光伏储能系统、耦合型家庭光伏储能系统、离网型家庭光伏储能系统、光伏储能能源管理系统四种。

混合式家庭光伏储能系统,一般适用于新增光伏家庭,停电后仍能保障用电需求,目前为主流趋势,但并不适用于现有光伏家庭升级改造。耦合型适用于已有光伏家庭,将已有并网光伏系统改造为储能系统,投入成本相对较低,但充电效率相对低;离网型适用于没有电网的地区,通常需要配备柴油发电机接口。

相比储能电池,逆变器、光伏组件占整体成本仅为电池的一半左右,此外家用储能产品需安装商进行安装,安装成本也在12%-30%。

尽管价格较为昂贵,但许多电池储能系统还允许智能调度电力的输入和输出,不仅可以将多余的电能卖给电力系统,而且一些电池储能系统经过优化,可以集成到电动汽车充电设施中。在电动汽车越来越普及的当下,这一优势也将帮助用户节省大量成本。

同时,能源对外依赖过高会带来能源危机,尤其在如今全球局势紧张的情况下。以欧洲能源结构为例,天然气占比较高达25%,而欧洲天然气又非常依赖于进口,这就导致欧洲急需能源转型。

德国将100%可再生能源发电目标从2050年提前到2035年,实现80%的能源来自于可再生能源发电。欧盟委员会通过REPowerEU议案,提高欧盟2030年的可再生能源目标,其中针对家用光伏计划第一年将增加17TWh的电力,到2025年产生42TWh的额外电力,所有事宜的公共建筑均安装光伏,并且要求所有新建筑物安装光伏屋顶,且审批流程控制在三个月内。

根据家庭数量测算分布式光伏装机量,考虑家用储能的渗透率得到安装家用储能的数量,假设平均每户装机量可以得到全球及各市场的家用储能装机量。

假设2025年新增光伏市场储能渗透率20%,存量市场储能渗透率 5%,全球家庭储能容量空间达70GWh,市场空间巨大。

小结

随着清洁型电力能源在生活中的占比越来越重要,光伏也开始逐渐走进千家万户。家用光伏储能系统不仅能够满足家庭日常用电需求,并且还能将多余的电力出售给电网获取收益。随着电力设备的增多,这套系统或许将成为未来家庭中的必备产品。

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