如何科學(xué)地為家庭住宅量身設(shè)計(jì)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)？

伴隨著新能源科技的發(fā)展以及全球范圍內(nèi)日趨嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題，提高太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源的利用率愈發(fā)成為當(dāng)今時(shí)代的主題之一。在本篇文章中，我們將專注于太陽(yáng)能的利用方法，為您介紹如何科學(xué)地為家庭住宅量身設(shè)計(jì)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)。

注意本文著重介紹光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，具體的法律法規(guī)或政府支持機(jī)制并未納入考慮范圍。

設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)的常見誤區(qū)

1、僅僅關(guān)注電池容量

2、所有應(yīng)用場(chǎng)景下kw／kwh比率的標(biāo)準(zhǔn)化（不存在針對(duì)所有場(chǎng)景的固定比率）

為了實(shí)現(xiàn)降低平均電價(jià)成本（LCOE）以及提高系統(tǒng)利用率的目標(biāo)，在基于不同應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，需要考慮到其兩大核心部分光伏系統(tǒng)和電池系統(tǒng)。

而如何精確地選擇光伏系統(tǒng)與電池系統(tǒng)，需要考慮到以下幾點(diǎn)

01太陽(yáng)輻射水平

當(dāng)?shù)厝照諒?qiáng)度對(duì)光伏系統(tǒng)的選擇有很大影響。而從電力消耗的角度來(lái)說(shuō)，光伏系統(tǒng)的發(fā)電能力最好足以覆蓋日常的戶用能耗。地區(qū)的日照強(qiáng)度等相關(guān)數(shù)據(jù)都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取。

02系統(tǒng)效率

通常來(lái)說(shuō)，一個(gè)完整的光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)存在約12％的功率損失，主要由以下幾點(diǎn)構(gòu)成

· 直流／直流轉(zhuǎn)換效率損失

· 電池充放電循環(huán)效率損失

· 直流／交流轉(zhuǎn)換效率損失

· 交流電充電效率損失

系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中還存在各種難以避免的損耗，如傳輸損耗、線路損耗、控制損耗等，所以在設(shè)計(jì)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡可能確保設(shè)計(jì)的電池容量能夠滿足實(shí)際需求?？紤]到整體系統(tǒng)的功率損失，實(shí)際需求的電池容量應(yīng)為

03電池可用容量

電池參數(shù)表中的 “電池容量”以及“可用容量”是設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的重要參考。若電池參數(shù)中沒有標(biāo)明可用容量，可以通過(guò)電池放電深度（DOD）和電池容量的乘積計(jì)算得出。

當(dāng)電池和儲(chǔ)能逆變器搭配使用時(shí)，除了可用容量以外也需要關(guān)注放電深度，因?yàn)樵诤吞囟▋?chǔ)能逆變器搭配使用時(shí)，預(yù)置的放電深度可能和電池本身放電深度并不相同。

04參數(shù)匹配

在設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，逆變器和電池的同一參數(shù)是否匹配是非常重要的。如果參數(shù)并不匹配，系統(tǒng)便會(huì)遵循較小的數(shù)值來(lái)運(yùn)行。特別是在備用電源模式下，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)較低的數(shù)值來(lái)進(jìn)行電池充放電速度以及供電能力的計(jì)算。例如，若將下圖所示的逆變器和電池匹配使用，系統(tǒng)的最大充放電電流便為50A。

05應(yīng)用場(chǎng)景

應(yīng)用場(chǎng)景也是設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)一個(gè)重要的考慮因素。多數(shù)情形下戶用儲(chǔ)能系統(tǒng)可用以提高新能源自發(fā)自用率，減少電網(wǎng)買電量；或者將光伏產(chǎn)電存儲(chǔ)起來(lái)作為備用電源。具體應(yīng)用場(chǎng)景可分為以下幾類

· 分時(shí)電價(jià) （Time of Use）

· 備用電源（Backup Power Supply）

· 自發(fā)自用（Self－Use）

每個(gè)場(chǎng)景都有不同的設(shè)計(jì)邏輯。但所有的設(shè)計(jì)邏輯也都基于特定的家庭用電情況。

分時(shí)電價(jià)

如果設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)的目的是為了覆蓋用電高峰時(shí)段的負(fù)載需求、以避免高電價(jià)，則應(yīng)注意以下幾點(diǎn)

A． 分時(shí)策略（電價(jià)波峰波谷）

B． 用電高峰時(shí)段的能耗（kWh）

C． 日常用電總功率（kW）

理想情況下，電池可用容量應(yīng)高于用電高峰時(shí)段的電量需求（kWh）。而且系統(tǒng)的供電能力要高于日常用電總功率（kW）。

備用電源

在備用電源的應(yīng)用場(chǎng)景下，電池通過(guò)光伏系統(tǒng)和電網(wǎng)充電，并在電網(wǎng)斷電期間放電滿足負(fù)載需求。為保障斷電期間電力供給不會(huì)中斷，需要提前預(yù)估斷電時(shí)長(zhǎng)、了解家庭用電總量，特別是大功率負(fù)載的需求，以此來(lái)設(shè)計(jì)合適的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

自發(fā)自用

此應(yīng)用場(chǎng)景旨在提高光伏系統(tǒng)的自發(fā)自用率當(dāng)光伏系統(tǒng)發(fā)電量充足時(shí)，生產(chǎn)的電能將優(yōu)先供給負(fù)載，多余部分存儲(chǔ)在電池中，以便在光伏系統(tǒng)發(fā)電不足時(shí)通過(guò)電池放電滿足負(fù)載需求。以此為目的設(shè)計(jì)儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，需要關(guān)注每日家庭用電的總量，以確保光伏發(fā)電量能夠滿足用電需求。

光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常需要考慮到多種應(yīng)用場(chǎng)景，以滿足不同情況下的家庭用電需求。如果想要探究系統(tǒng)設(shè)計(jì)更細(xì)節(jié)的部分，則需要技術(shù)專家或系統(tǒng)安裝商來(lái)提供更專業(yè)的技術(shù)支持。

與此同時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性也是需要關(guān)注的重點(diǎn)。如何獲得較高的投資回報(bào)率（ROI）或者是否有類似補(bǔ)貼的政策支持，都對(duì)光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選擇有著很大的影響。

最后，考慮到未來(lái)可能增長(zhǎng)的用電需求，以及硬件使用壽命衰減導(dǎo)致的系統(tǒng)有效容量下降等后果，我們建議在設(shè)計(jì)光伏儲(chǔ)能方案時(shí)適當(dāng)?shù)卦黾酉到y(tǒng)容量。