“光伏+儲能”離脫離電網(wǎng)還有多遠？

　　未來到底怎樣?我無法預(yù)測。但我有一個理念：任何脫離數(shù)據(jù)的純定性分析都是耍流氓，因此我試圖通過基于實際數(shù)據(jù)的定量分析來回答一個問題：到底需要多大容量的太陽能電板和電池，用戶才能對大電網(wǎng)說拜拜?

　　于是我這個電網(wǎng)工程師客串了一把軟件工程師，寫了一個規(guī)劃小工具——只要輸入你的用電和日照情況，它會告訴你需要安裝多大容量的太陽能電板和電池，就能徹底和大電網(wǎng)說拜拜。用電和日照數(shù)據(jù)在時間軸上要達到一年期的長度和每小時的精度。只要有用電和日照數(shù)據(jù)，這個工具可用于任意地區(qū)和類型的用戶。由于手頭只有美國德州居民用戶用電和日照數(shù)據(jù)，在此只分析德州居民對電網(wǎng)Say Goodbye的可行性。

　　輸入的數(shù)據(jù)是這樣的：

　　通過智能電表，讀取了德州某戶居民每隔15分鐘的全年用電數(shù)據(jù)，如圖二所示。對全年35040個用電數(shù)據(jù)分析表明：此戶居民全年用電量共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?shù)厝昝啃r日照信息(TMY3數(shù)據(jù))顯示，屋頂太陽能電板的毛年利用小時數(shù)約為1901小時，在扣除太陽能電板及變頻器約20%損耗后，實際年利用小時數(shù)約為1521小時。這個數(shù)字與美國能源部下屬國家實驗室NREL的PV Watts軟件對當?shù)氐姆治鼋Y(jié)果十分接近。由于每天日照時間有限，光照強度高的時間更有限，所以太陽能發(fā)電的年利用小時數(shù)遠遠低于一年的總時數(shù)(8760)。注:太陽能電板的年利用小時數(shù)=年發(fā)電量/額度功率。

　　根據(jù)特斯拉官網(wǎng)Powerwall的產(chǎn)品介紹，目前在售的Powerwall只有一個版本：6.4度容量的日循環(huán)版(Daily Cycle)，售價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3750美元，但由于不滿足加州自發(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。

　　計算出來的太陽能電板容量是這樣的：

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

　　據(jù)保守估計，1平方米面積的屋頂太陽能電板輸出功率在130瓦以上，7.2千瓦的太陽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，安裝這個尺寸的太陽能電板綽綽有余。