电池存储

简介

家用电池储能是一项快速发展的技术，通常与太阳能光伏(PV)一起使用。它允许太阳能电池板产生的剩余电力储存起来以备以后使用，而不是出口到国家电网。

如果你有太阳能光伏，你可以在阳光明媚的时候产生大量的电力。但在阴天，你赚的会少一些，而在晚上，你根本赚不到。这种生成模式通常与家庭需要用电的时候不相匹配——在晚上，你需要开着灯，使用洗碗机或电视等电器。

如果你的太阳能电池板发电，而你不使用它，它最终会被送入国家电网。你不会因为多余的电力得到报酬，但如果你自己使用多余的电力，你可以节省下来。这就是电池存储的用武之地。如果你可以储存白天产生的电力，那么在阳光明媚的时候就不需要消耗它(例如，通过牛奶冷却，运行你的家用洗衣机)，你将使用更多的电力，你将节省金钱。

此外，一些电池现在可以直接出口和进口电力到电网，帮助平衡国家的需求和供应问题，也减少了高峰时期的碳排放。参与能源交易的新方法正在出现，比如在当地向邻居或微型电网出售电力，或成为国际“电池社区”的一部分。

电池储能适合我吗?

如果你是一个低电量用户，并希望快速收回投资，电池储能可能不适合你。但这可能需要更深入地探索，如果:

你想让你自己产生的电量最大化，但不能通过调整家庭行为来实现这一目标(例如，你不能在一天中使用大部分的电力，或生产的电量明显多于你使用的电量)。
你希望在未来的能源体系中发挥积极作用，减少碳排放
你想要脱离电网，或者尽可能实现能源自给自足。

为了评估财务投资，您需要了解每年的农场/家庭用电量，以及每年太阳能电池板的实际或预期发电能力。接下来，你需要根据你想要的电池类型考虑可能的安装成本，以及任何潜在的出口付款。

寻找什么

首先，电池本身。一旦你知道你的用电量和发电能力，你就可以考虑适合你的电池存储系统的类型。下面的要点旨在帮助你做到这一点。值得注意的是，电池储能技术正在快速发展。爱尔兰的存储容量(国内和非国内)预计将显著增加，这种增长可能会降低成本。技术本身——以及相关服务——也在发生变化，变得更加复杂，并为那些希望更积极地参与日益分散的电力网络的人提供了更多选择。

类型的电池

大多数家用储能电池是锂离子电池(也用于消费电子产品)。这些电池比铅酸电池更轻、更小、续航时间更长。它们具有较高的能量密度(kWh/kg)，因此可以存储更多的电力，并可以在任何时间放电更大的功率。在能量损耗方面，它们也比铅酸电池更有效率，并且不需要太多的照顾来维持电池的健康。因此，锂离子电池更贵也就不足为奇了，这也是铅酸倾向于用于离网特性的原因，因为离网特性需要更多的电力储存。

电池的可用容量

容量是指电池以千瓦小时(kWh)为单位存储的电量。可用容量小于总容量，因为电池不应该完全放电，因为它会损坏电池(这是由充电控制器防止的)。一个14千瓦时的电池可能有13.5千瓦时的可用容量。

数量的周期

一个循环是完全充电和完全放电，但这种情况很少发生。电池通常是部分充电，所以50%的充放电是半个周期。如果你知道保证循环的次数(即，你保证得到的循环次数)，你可以计算出电池将给你多少kWh，例如，1万次12kWh的电池将给你大约120,000kWh。经过一段时间后，电池将退化，你将收到更少的kWh每循环。

目前的电池可以循环使用6000 - 10000次。这和产品保修期不一样，产品保修期通常是10年，虽然电池的使用寿命比这个时间长。

充电/放电率

这是功率输入和输出千瓦。确保您有足够的电力输出从您的电池运行您使用的电器;一个5kW的输出可以运行一个水壶，滚筒式烘干机或电火，但一个2kW的输出可能不能。如果你不能在需要的时候获得足够的电池储能(瓶颈效应)，你就需要用电网电力来补充你的电力供应。同样，如果你可以产生4kW的电量，而你的电池只能输入2.5kW，你就浪费了1.5kW的电量，你不能存储这些电量(但可以输出到电网，每kWh不收费)。

每千瓦时存储容量价格

市场上有各种各样的电池，价格也各不相同。如果你试图在相似的电池之间做出选择，那么存储容量的价格/kWh是比较不同的一个有用的方法

停电

有些电池在停电时不提供备份。这是你必需的吗?如果是这样，可能需要重新布线，您将需要更大的存储容量来容纳这些储备。

交流或直流耦合

太阳能光伏需要一个逆变器，就像电池一样。使用直流耦合的系统有一个组合逆变器，而交流耦合需要电池和面板的独立逆变器。所使用的耦合类型对系统的功能和效率有影响。向安装程序询问这个问题。下面将简要讨论每种方法的优缺点。

交流耦合

优点:

更多的电力-得到太阳能光伏和电池逆变器的综合kWh功率输出
可以单独放置以获得最佳性能-电池在室温下工作最佳，而逆变器应该更凉爽
电池/太阳能光伏故障不影响其他。

缺点:

功率转移效率降低1-3%
更加昂贵。

直流耦合

优点:

更有效的能量传递，因为更少的能量损失
通常更便宜。

缺点:

更少接触权力
逆变器和电池必须放在一起，以平衡效率
太阳能光伏的故障可能会使逆变器失效，使电池失效，反之亦然。

智能电网连接

一些电池不仅可以用来储存来自家庭太阳能电池板的电力，还可以储存来自电网的剩余电力。这种“智能”电池在电力充足且便宜的时候从电网中获取电力，既可以在以后在家里使用，也可以在全国需求旺盛的时候以更高的价格卖回电网。这种帮助平衡国家电网的虚拟发电厂(VPP)服务正在迅速发展，但需要注意的是，并不是所有的电池都能做到这一点，而且围绕其运行的细节还存在一些尚未解决的问题，例如，这种“再出口”的电力是否有资格获得支付。VPP服务需要与能源公司或第三方达成协议，一些能源公司可能需要安装单独的仪表。

VPP服务是电池存储可以改变发电家庭与电网之间关系的几种方式之一。其他包括微型电网(本地独立电网)、点对点交易(例如，向邻居出售电力)和公共能源供应(电池所有者彼此共享电力)。这些系统利用了智能电表的优势，并可能包括使用时间定价，其中电力成本取决于国家的低或高需求。

值得考虑的要点

如果引入上网电价，这将消除对电池存储的需求或经济性，除非在以下情况下，安装少量电池作为发电和消费之间的缓冲，最大化自我消费，或出于产能或成本原因，作为一种压低峰值使用的方法。

对于传统的奶牛场来说，由于白天的需求滞后，剩余的电力要么用来加热水，要么被用于电池存储，所以目前需要电池存储的一部分。要小心一些有五年有限周期保修期的电池。它们的放电极限变化可能在90%左右，在某些情况下，放电和停放电的响应时间都非常慢，导致效率低下。

还要注意混合电池存储。这是电池在白天储存剩余的太阳能光伏发电，并在晚上放电，然后在晚上用夜间充电率再次充电。这听起来是个不错的选择。然而，要意识到将交流电转换成直流电存储，然后再将直流电转换回交流电使用的效率损失，意味着多达25-30%的夜间电费浪费在效率损失上，使这项运动不可行的。混合动力电池的使用也严重限制了保修期，因为周期会被消耗很多

蓄电池组及逆变器

所有的电池储能系统都采用直流电方式，许多电池储能系统的工作效率非常低。太阳能光伏发电产生直流电，由逆变器转换成交流电使用。然后电池系统将其转换回直流电储存，每次都会损失6-8%的能量。询问安装人员所提出的技术是否能够减轻此类损失。

安装并返回

平均而言，安装一块电池的成本为4000 - 8000欧元，可用容量为3.8-13.5kWh，充电/放电功率为2.0/5.5kW。记得把增值税因素计入成本。目前，安装带有太阳能光伏系统的电池需要缴纳13.5%的增值税，而改装电池需要缴纳23%的增值税。

计算你的投资回报并不简单，但下面的计算将给你一个非常粗略的想法。为了简单起见，它假设你还没有在发电(如果你在发电，你可以使用安装太阳能电池板之前的年度账单)。计算还假设你的电池能够储存你产生的所有电力，并以满足你的需求的速率放电。

首先，将你支付给电力公司的年度kWh使用量与预期的年度发电量进行比较。
如果你产生的电量比你使用的电量多，把电池的成本除以你每年的电费。这样你就可以知道它需要多少年的时间来偿还，不过要记住，电池会在这段时间内退化
如果你使用的比你能产生的多:首先计算你的一代占你年使用量的百分比(假设你产生了60%的使用量)。接下来计算60%占你年电费的比例(500欧元账单中的300欧元)。最后，将电池的成本除以300欧元，就得到了回收时间。
一旦发电的费用成为一种选择，你还可以将其计算到投资回报中。如果你主要考虑的是成本，而电池目前太贵了，那么再等几年，价格就会出来。然而，如果你不考虑经济回报，例如，你想要更多的能源自给自足或成为脱碳能源系统的积极一部分(或因为你喜欢这项技术)，电池存储可能适合你。

这份情况说明由Teagasc农村经济发展项目的Barry Caslin制作。