“光伏+储能”离脱离电网还有多远？

　　未来到底怎样?我无法预测。但我有一个理念：任何脱离数据的纯定性分析都是耍流氓，因此我试图通过基于实际数据的定量分析来回答一个问题：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?

　　于是我这个电网工程师客串了一把软件工程师，写了一个规划小工具——只要输入你的用电和日照情况，它会告诉你需要安装多大容量的太阳能电板和电池，就能彻底和大电网说拜拜。用电和日照数据在时间轴上要达到一年期的长度和每小时的精度。只要有用电和日照数据，这个工具可用于任意地区和类型的用户。由于手头只有美国德州居民用户用电和日照数据，在此只分析德州居民对电网Say Goodbye的可行性。

　　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PV Watts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(Daily Cycle)，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(Weekly Cycle)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。