克里斯汀·阿尔达尼和大卫·拉布拉多著

最近几个月，住宅太阳能+储能市场无疑受到了广泛关注。随着新的低成本产品的发布，以及效用使用时间和需求-充电率结构的实施，光伏(PV) +存储系统的整体经济性继续改善，但最终需要什么才能实现广泛部署仍然存在问题。

为了更好地理解这一市场演变，落基山研究所(RMI)探索了电池储能可以提供的服务和价值，并与国家可再生能源实验室(NREL)合作，进一步研究pv +储能系统的成本和价值。

关于这一主题的系列报告的第一篇，住宅太阳能光伏储能的安装成本基准和部署障碍:2016年第一季度，提供了迄今为止最详细的住宅pv +存储系统组件和系统级成本分解，并首次量化了以前未知的软成本。该报告还分享了对采用的市场障碍的见解。

帮助野火蔓延

早在2015年4月，RMI和包括Global X和HOMER能源在内的合作伙伴发表了一项研究，负荷缺陷经济学研究了并网的太阳能+电池系统将如何与传统电力服务竞争。

研究结果表明，这种系统的成本下降，加上电网电力的零售价格上涨，到2030年，对全国许多地区的客户来说，太阳能+电池并网系统在经济上是最优的。此外，太阳能+电池系统可以为客户提供其他重要的好处，例如在电网中断的情况下为关键负载提供备用电源，以及通过高峰需求剃除和使用时间转移节省成本。然而，当时RMI的研究并没有详细说明储能成本的确切性质。

如何比较苹果和苹果

为了分解目前pv +存储系统的安装成本，RMI和NREL首先分析了包括Lazard和GTM在内的各种现有研究的数据，以及我们自己在该领域的经验RMI创新中心．

分析pv +存储安装的组件成本和系统价格的一个挑战是选择一个合适的度量标准。与独立的光伏不同，储能系统缺乏一套被广泛接受的标准基准指标，如每瓦装机容量的美元或能源的平均成本。

储能成本可以根据系统的总能量容量(以美元/千瓦时(kWh)表示)和充电或放电的速率(以美元/千瓦(kW)表示)而变化。一些用户可能更喜欢优化他们的系统以获得更长的持续放电时间，而另一些用户可能有很高的峰值需求，并希望优化他们的存储解决方案的功率(kW)而不是能量容量(kWh)。考虑到家庭偏好和负荷分布的多样性，使用单一指标可能会人为地扭曲报告的成本，从而难以在不同系统之间进行比较。因此，我们使用总装价格作为我们的主要指标，而不是使用标准化的系统规模指标。

为了分析2016年第一季度安装的PV +存储的组件成本和系统价格，我们采用了NREL的组件和系统级自底向上的独立PV成本建模方法。我们的方法包括在安装住宅系统时产生的所有组件和项目开发成本，并对此类系统的现金购买价格进行建模，不包括投资税收抵免(ITC)。

回到案件

应用这些方法，我们研究了两种主要情况:一种是小电池(3千瓦/6千瓦时)的情况，另一种是大电池(5千瓦/20千瓦时)的情况。对于每一个，我们测试了两组备选方案的灵敏度:直流或交流耦合配置，以及改造或新安装。直流和交流耦合之间的区别决定了电池是直接从光伏板存储电力还是先将其转换为交流电力，这允许从光伏板和电网进行交流充电。

小电池盒是为典型客户的自我用电而设计的，包括峰值需求剃除和使用时间转移，而大电池盒是为支持更大的备用能源需求而设计的，以提高对停电的弹性。

以下是我们的发现:使用5.6 kw光伏阵列和3 kw /6 kwh锂离子电池的小电池盒的基准价格大约是独立并网5.6 kw光伏系统价格的两倍(见下图#2中的柱状图)。dc耦合系统的价格(27,703美元)比新的pv +存储安装的ac耦合系统价格(29,568美元)低1,865美元。交流耦合系统的价格溢价主要是由于交流耦合所需的额外并网逆变器相关的硬件和人工成本。

然而，在比较交流和直流耦合系统时，安装价格并不是唯一的考虑因素:交流耦合系统在光伏能源通常在发电时使用的应用中更有效，而直流耦合系统在光伏能源被存储并在以后使用的应用中往往更有效。

我们还比较了图中所示的小电池盒和大电池盒，后者旨在通过在电网中断期间提供更长的备用电源来增加弹性。更大的系统使用5.6 kw光伏阵列和更高容量的5 kw /20 kwh锂离子电池(见下图#3)。

这种弹性系统的直流耦合价格为45,237美元，比小电池系统的直流耦合价格高出63%。如果采用交流耦合，弹性系统的价格为47,171美元，比小电池系统的价格高出60%。但是，在其他条件相同的情况下，作为对大型系统增加成本的交换，一个家庭可以比小型系统多使用大约四倍的时间来承担关键负荷。

所有的经济活力都是地方性的

部件级别的细分显示，硬件成本只占小电池系统总价格的一半，而大电池弹性系统的大约60%。其余的成本取决于系统安装的位置:特定地区的成本和流程(如许可、互连、净计量和消防代码)可能会有很大差异，不仅影响项目成本，还会影响项目时间表。

影响并网太阳能+储能项目财务可行性的一些最大变量是当地公用事业费率、激励措施和辅助效益估值。通常，公用事业费率结构(例如，是否使用高峰需求定价、使用时间费率等)是决定向光伏系统添加存储的财务可行性的主要因素。

前进的道路

虽然pv +存储系统的成本继续下降，但由于与许可和监管障碍相关的软成本，许多住宅用途的成本仍然相对较高。然而，随着公用事业和许可管辖区对住宅存储系统的熟悉，我们预计美国的住宅存储市场将以越来越快的速度增长

本文介绍的工作是帮助技术制造商、安装商和其他利益相关者确定降低成本机会的重要一步，同时也向决策者通报阻碍太阳能+储能部署的监管、政策和市场特征。技术成本正在迅速变化，这种成本基准为持续跟踪现实系统中的改进奠定了基础。

©2017落基山研究所。已获授权发布。原载于RMI出口．Kristen Ardani是国家可再生能源实验室(NREL)太阳能软成本和技术推向市场的太阳能项目负责人。大卫·拉布拉多是RMI的作家兼编辑。