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【深度】光伏+储能只是梦想太美好?

导读: 问题是,即便有足够多数量的“光伏+储能”,想要脱离大电网,从技术上来看也很遥远。今天推荐这篇电力技术控的文章,到底需要多大容量的太阳能电板和电池,用户才能对大电网说拜拜?

  输入的数据是这样的

  通过智能电表,读取了德州某户居民每隔15分钟的全年用电数据,如图二所示。对全年35040个用电数据分析表明:此户居民全年用电量共10388kWh(度),最高用电功率8.4kW(千瓦),年用电高峰在炎热的夏季(6月、7月、8月和9月)。

  当地全年每小时日照信息(TMY3数据)显示,屋顶太阳能电板的毛年利用小时数约为1901小时,在扣除太阳能电板及变频器约20%损耗后,实际年利用小时数约为1521小时。这个数字与美国能源部下属国家实验室NREL的PVWatts软件对当地的分析结果十分接近。由于每天日照时间有限,光照强度高的时间更有限,所以太阳能发电的年利用小时数远远低于一年的总时数(8760)。注:太阳能电板的年利用小时数=年发电量/额度功率。

  根据特斯拉官网Powerwall的产品介绍,目前在售的Powerwall只有一个版本:6.4度容量的日循环版(DailyCycle),售价3000美元,充电/放电效率为92%。特斯拉还曾推出可循环充放500次10度容量的周循环版(WeeklyCycle)Powerwall,售价3750美元,但由于不满足加州自发电激励计划(SGIP)每周循环充放5次的要求及与其他非锂电池相比在价格上的劣势,需求不足,特斯拉近期悄然停产了周循环版本的Powerwall。不过特斯拉宣布将在今年夏天推出更大容量更便宜的新版本Powerwall。

  计算出来的太阳能电板容量是这样的

  安装7.2千瓦的屋顶太阳能电板,全年发电量约为10938度,扣除电池的550度电能损耗后,可满足用户的全年用电需求。太阳能电板的月输出电量见上面的图二。

  据保守估计,1平方米面积的屋顶太阳能电板输出功率在130瓦以上,7.2千瓦的太阳能电板占屋顶面积不到60平方米。考虑到德州独栋屋的屋顶面积,安装这个尺寸的太阳能电板绰绰有余。

  计算出来的电池容量让人大跌眼镜

  跟电网说拜拜之后,太阳能发电和居民用电的不匹配就必须完全由电池来平衡。如上面的图二所示,相比居民用电明显的季节效应(夏季四个月用电量占全年用电量的65%),太阳能发电的季节效应十分微弱,这意味着需要极大容量的年循环版电池来进行长期的电力电量平衡。这个结果也否定了业界原本很流行的一个假设:“太阳能+电池”脱网供电系统的瓶颈在遇到多个连续的阴雨天。

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