“光伏+儲能”離脫離電網(wǎng)還有多遠？

　　未來(lái)到底怎樣?我無(wú)法預測。但我有一個(gè)理念：任何脫離數據的純定性分析都是耍流氓，因此我試圖通過(guò)基于實(shí)際數據的定量分析來(lái)回答一個(gè)問(wèn)題：到底需要多大容量的太陽(yáng)能電板和電池，用戶(hù)才能對大電網(wǎng)說(shuō)拜拜?

　　于是我這個(gè)電網(wǎng)工程師客串了一把軟件工程師，寫(xiě)了一個(gè)規劃小工具——只要輸入你的用電和日照情況，它會(huì )告訴你需要安裝多大容量的太陽(yáng)能電板和電池，就能徹底和大電網(wǎng)說(shuō)拜拜。用電和日照數據在時(shí)間軸上要達到一年期的長(cháng)度和每小時(shí)的精度。只要有用電和日照數據，這個(gè)工具可用于任意地區和類(lèi)型的用戶(hù)。由于手頭只有美國德州居民用戶(hù)用電和日照數據，在此只分析德州居民對電網(wǎng)Say Goodbye的可行性。

　　輸入的數據是這樣的：

　　通過(guò)智能電表，讀取了德州某戶(hù)居民每隔15分鐘的全年用電數據，如圖二所示。對全年35040個(gè)用電數據分析表明：此戶(hù)居民全年用電量共10388kWh(度)，最高用電功率8.4kW(千瓦)，年用電高峰在炎熱的夏季(6月、7月、8月和9月)。

　　當地全年每小時(shí)日照信息(TMY3數據)顯示，屋頂太陽(yáng)能電板的毛年利用小時(shí)數約為1901小時(shí)，在扣除太陽(yáng)能電板及變頻器約20%損耗后，實(shí)際年利用小時(shí)數約為1521小時(shí)。這個(gè)數字與美國能源部下屬?lài)覍?shí)驗室NREL的PV Watts軟件對當地的分析結果十分接近。由于每天日照時(shí)間有限，光照強度高的時(shí)間更有限，所以太陽(yáng)能發(fā)電的年利用小時(shí)數遠遠低于一年的總時(shí)數(8760)。注:太陽(yáng)能電板的年利用小時(shí)數=年發(fā)電量/額度功率。

　　根據特斯拉官網(wǎng)Powerwall的產(chǎn)品介紹，目前在售的Powerwall只有一個(gè)版本：6.4度容量的日循環(huán)版(Daily Cycle)，售價(jià)3000美元，充電/放電效率為92%。特斯拉還曾推出可循環(huán)充放500次10度容量的周循環(huán)版(Weekly Cycle)Powerwall，售價(jià)3750美元，但由于不滿(mǎn)足加州自發(fā)電激勵計劃(SGIP)每周循環(huán)充放5次的要求及與其他非鋰電池相比在價(jià)格上的劣勢，需求不足，特斯拉近期悄然停產(chǎn)了周循環(huán)版本的Powerwall。不過(guò)特斯拉宣布將在今年夏天推出更大容量更便宜的新版本Powerwall。

　　計算出來(lái)的太陽(yáng)能電板容量是這樣的：

　　安裝7.2千瓦的屋頂太陽(yáng)能電板，全年發(fā)電量約為10938度，扣除電池的550度電能損耗后，可滿(mǎn)足用戶(hù)的全年用電需求。太陽(yáng)能電板的月輸出電量見(jiàn)上面的圖二。

　　據保守估計，1平方米面積的屋頂太陽(yáng)能電板輸出功率在130瓦以上，7.2千瓦的太陽(yáng)能電板占屋頂面積不到60平方米?？紤]到德州獨棟屋的屋頂面積，安裝這個(gè)尺寸的太陽(yáng)能電板綽綽有余。