家用光伏储能设备或成为未来家庭的必备产品

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。