户用储能又称家用储能系统,类似于微型储能电站,其运行不受城市供电压力影响。在电价低谷时间,户用储能中的电池组可自行充电,以备用电高峰或断电时使用。在海外市场居民电价持续上涨背景下,
户用储能赛道迎来迅速增长,已经被业界称之为黄金赛道。
户用储能产品通常包括锂离子电池、储能逆变器和控制系统等关键部件,储能规模在5-10kWh之间,可以配套户用光伏系统满足一个家庭的日常用电需求,同时实现削峰填谷和节省需量电费。
光伏户用储能系统主要有四种运行方式:一是白天光伏发电时先储存起来,到晚上用户需要时再放出来;二是可以电价谷段充电,峰段放电,利用峰谷差价实现最大收入;三是如果不能上网卖电,可以安装防逆流系统,当光伏功率大于负载功率时,可以把多余的电能储能起来,避免浪费;四是当电网停电时,光伏还可以继续发电,逆变器切换为离网工作模式,系统作为备用电源继续工作,光伏和蓄电池可以通过逆变器给负载供电。
户用储能系统,包括太阳能组件、控制器、逆变器、蓄电池、负载等设备,技术路线很多,按照能量汇集的方式,目前主要有直流耦合“DC Coupling”和交流耦合“AC Coupling”两种拓扑结构。
直流耦合:光伏组件发出来的直流电,通过控制器,存储到蓄电池组中,电网也可以通过双向DC-AC变流器向蓄电池充电。能量的汇集点是在直流蓄电池端。
交流耦合:光伏组件发出来的直流电,通过逆变器变为交流电,直接给负载或者送入电网上,电网也可以通过双向DC-AC双向变流器向蓄电池充电。能量的汇集点是在交流端。
直流耦合和交流耦合都是目前成熟的方案,各有其优缺点,根据不同的应用场合,选择最合适的方案。从成本上看,直流耦合方案比交流耦合方案的成本要低一点。
如在一个已经安装好的光伏系统中,需要加装储能系统,用交流耦合就比较好,只要加装蓄电池和双向变流器就可以了,不影响原来的光伏系统,而且储能系统的设计原则上和光伏系统没有直接关系,可以根据需求来定。如果是一个新装的并离网系统,光伏、蓄电池、逆变器都要根据用户的负载功率和用电量来设计,用直流耦合系统就比较适合。
从光伏的利用效率上看,两种方案各有特点,如果用户白天负载比较多,晚上比较少,用交流耦合就比较好,光伏组件通过并网逆变器直接给负载供电,效率可以达到96%以上。如果用户白天负载比较少,晚上比较多,白天光伏发电需要储存起来晚上再用,用直流耦合就比较好,光伏组件通过控制器把电储存到蓄电池,效率可以达到95%以上。
户用储能高速增长的核心推动力来自家庭储能可以提高自发自用电的效率和降低经济成本。全球能源通胀与东欧地缘冲突推动下,全球户用储能按下发展快进键。
其中欧洲户储具备超强经济性,且欧洲2023年居民端电价预计将有显著提升,据海外机构测算,德国85%的住宅电池储能系统将与新建的住宅太阳能发电设施配套部署,而当前大约15%的家庭储能系统将与正在运营的住宅太阳能发电设施配套部署。其中的缺口巨大,户用储能市场加速迸发。
对于绝大多数普通中国家庭来说,民用电价比较便宜,户用储能仍相对陌生,但是随着家庭用电量的增长和野外露营的兴起,户用储能在中国还是能够找到一席之地的。