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2025 年 3 月 27 日

转换税:交流耦合电池的隐性成本

多重能源转换如何悄无声息地耗尽太阳能储蓄--该如何解决?
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微型逆变器税 | 4) 转换税:交流耦合电池的隐性成本
太阳能+储能正成为常态

越来越多的房主将太阳能与储能结合起来。我们看到,EnergySage 在 "趋势 "一章中报告的储能附件率同比增长了 4 倍。无论是备用电源、分时节能、需求响应效益,还是减少对电网的依赖,蓄电池都能为太阳能系统带来显著的额外价值。

但并非所有太阳能+储能系统都是一样的。如果您使用的是微型逆变器和交流耦合蓄电池,您需要支付我们称之为转换税的隐性成本。

转换税解释

太阳能组件产生直流(DC)能源。家庭使用交流电。微型逆变器将直流电转换为交流电,供家庭使用。每次将能量从交流转换为直流或从直流转换为交流时,都会产生损耗。电池将能量储存为直流电。因此,微型逆变器配对电池系统必须进行额外的转换:

  1. 直流电 → 交流电:太阳能电池组件将直流电输送到微型逆变器,微型逆变器将直流电转换成交流电,供您的家庭使用。
  2. 交流电 → 直流电:要给电池充电,必须将交流电转换回直流电。
  3. 直流电 → 交流电:当您使用存储的能量时,电池会将其转换回交流电,为家庭供电。

如果对损耗进行统计,使用带微型逆变器的电池平均会产生 13.3% 的损耗。相比之下,直流系统的损耗仅为 8.2%,如图 10 所示

图 10:太阳能+储能系统的转换损耗。来源:Tigo AnalysisTigo Analysis

直流耦合电池:更智能的解决方案

与交流耦合蓄电池不同,直流耦合蓄电池直接从太阳能模块充电,无需进行不必要的转换。工作原理如下:

  • 直流 → 直流:来自模块的能量直接流向电池进行储存(无转换)
  • 直流电 → 交流电:需要电能时,电池向家庭放电,进行一次转换。

这一简化流程消除了多余的转换,减少了损耗,最大限度地提高了房主存储和使用的能源。

在图 11 中,我们比较了交流架构与直流架构从直流到交流以及从交流到直流的转换步骤。

交流架构(带微型逆变器)

3 种转换:1) 模块到微型逆变器 → 2) 逆变器到电池 → 3) 电池到家庭

图 11a:采用交流架构(电池和微型逆变器)的三个转换步骤

直流架构(带优化器)

1 项转换: 1) 电池至原点

图 11b:带直流架构的一个转换步骤(电池和优化器)

转换税如何累加

起初,损失可能看起来很小,但随着时间的推移,损失会逐渐增加。下面是一个简单的例子:

  • 假设家用电池每天充放电 10 千瓦时。
  • 如图 10 所示,与直流耦合蓄电池相比,微型逆变器的损耗增加了 5.1%。
  • 按 0.30 美元/千瓦时的电费计算,在 25 年的项目寿命期内,额外损失共计 2 654 美元。

如果系统规模较大或日常使用量较高,成本就会变得更加高昂。通过避免不必要的转换,直流耦合电池可在系统使用期内为业主节省数千美元的转换损失。

为什么现在比以往任何时候都更重要

电池与太阳能发电的结合在备用电源方面一直很有吸引力。然而,电池附着率不断增长的一个重要原因是公用事业费率计划对其进行了激励。使用时间公用事业费率的上升、较低的太阳能输出值(如加利福尼亚州的 NEM 3.0)以及电池附着率的上升,意味着在许多地区,储能不再是可有可无的--它对于最大限度地节约和/或避免能源输出限制至关重要。

图 12a 显示了与公用事业公司设定的可变费率相对应的电池行为。公用事业公司鼓励在下午进行能量补偿。

图 12a:典型 NEM3 日中每小时的电池运行情况和公用事业费率

下图是加利福尼亚州一个系统一天的运行示例,白天多余的太阳能发电量被用来给蓄电池充电。然后在下午将电池放电,此时向电网输出电力的价值是白天输出电力价值的 10 倍。

图 12b:典型 NEM3 日的太阳能产量和电池运行情况

加利福尼亚州新的 NEM 政策制定了推动这种行为的激励措施:不仅要求使用太阳能电池省钱,而且几乎每天都要对电池进行充放电。我们在这里写过相关报道。因此,每天都有大量能量从蓄电池中进出。在每天使用蓄电池的情况下,转换损耗会以美元计算。如果您使用的是交流耦合电池,您每天都会因转换而损失更多的能量。

结论

转换税是交流耦合电池系统中的一项隐性罚款,每一次不必要的能量转换都会蚕食太阳能发电的节余,在安装的整个生命周期内,转换税的总额可达 2,654 美元。随着电池储能成为住宅太阳能的标准配置,选择直流耦合结构是更明智的解决方案。

如果再加上削尖税,微型逆变器的总税额将高达 13,378 美元。

在第 5 章:更多设备,更多问题中,我们将深入探讨为什么基于交流电的系统需要额外的组件才能达到更差的效果,以及更简单的设置如何节省时间、金钱和麻烦。

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以下是本系列所包含章节的完整列表(链接将随着章节的出版而添加):

  1. 摘要:不断增长的微型逆变器税收
  2. 趋势线:太阳能产业的重大变化
  3. 削税:把能源留在餐桌上
  4. 转换税:交流耦合电池的隐性成本(本章)
  5. 装备税:装备越多,问题越多
  6. 解决方案是直流:直流优化器、直流耦合电池
  7. 奖励:剪辑对决:MLPE 与优化器
  8. 术语表

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