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未來到底怎樣？我無法預(yù)測(cè)。但我有一個(gè)理念：任何脫離數(shù)據(jù)的純定性分析都是耍流氓，因此我試圖通過基于實(shí)際數(shù)據(jù)的定量分析來回答一個(gè)問題：到底需要多大容量的太陽能電板和電池，用戶才能對(duì)大電網(wǎng)說拜拜？

于是我這個(gè)電網(wǎng)工程師客串了一把軟件工程師，寫了一個(gè)規(guī)劃小工具——只要輸入你的用電和日照情況，它會(huì)告訴你需要安裝多大容量的太陽能電板和電池，就能徹底和大電網(wǎng)說拜拜。用電和日照數(shù)據(jù)在時(shí)間軸上要達(dá)到一年期的長度和每小時(shí)的精度。只要有用電和日照數(shù)據(jù)，這個(gè)工具可用于任意地區(qū)和類型的用戶。由于手頭只有美國德州居民用戶用電和日照數(shù)據(jù)，在此只分析德州居民對(duì)電網(wǎng)Say Goodbye的可行性。

輸入的數(shù)據(jù)是這樣的：

通過智能電表，讀取了德州某戶居民每隔15分鐘的全年用電數(shù)據(jù)，如圖二所示。對(duì)全年35040個(gè)用電數(shù)據(jù)分析表明：此戶居民全年用電量共10388kWh（度），最高用電功率8.4kW（千瓦），年用電高峰在炎熱的夏季（6月、7月、8月和9月）。


當(dāng)?shù)厝昝啃r(shí)日照信息（TMY3數(shù)據(jù)）顯示，屋頂太陽能電板的毛年利用小時(shí)數(shù)約為1901小時(shí)，在扣除太陽能電板及變頻器約20%損耗后，實(shí)際年利用小時(shí)數(shù)約為1521小時(shí)。這個(gè)數(shù)字與美國能源部下屬國家實(shí)驗(yàn)室NREL的PVWatts軟件對(duì)當(dāng)?shù)氐姆治鼋Y(jié)果十分接近。由于每天日照時(shí)間有限，光照強(qiáng)度高的時(shí)間更有限，所以太陽能發(fā)電的年利用小時(shí)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一年的總時(shí)數(shù)(8760)。注:太陽能電板的年利用小時(shí)數(shù)=年發(fā)電量/額度功率。

根據(jù)特斯拉官網(wǎng)Powerwall的產(chǎn)品介紹，目前在售的Powerwall只有一個(gè)版本：6.4度容量的日循環(huán)版（DailyCycle），售價(jià)3000美元，充電/放電效率為92%。特斯拉還曾推出可循環(huán)充放500次10度容量的周循環(huán)版（WeeklyCycle）Powerwall，售價(jià)3750美元，但由于不滿足加州自發(fā)電激勵(lì)計(jì)劃（SGIP）每周循環(huán)充放5次的要求及與其他非鋰電池相比在價(jià)格上的劣勢(shì)，需求不足，特斯拉近期悄然停產(chǎn)了周循環(huán)版本的Powerwall。不過特斯拉宣布將在今年夏天推出更大容量更便宜的新版本Powerwall。

計(jì)算出來的太陽能電板容量是這樣的：

安裝7.2千瓦的屋頂太陽能電板，全年發(fā)電量約為10938度，扣除電池的550度電能損耗后，可滿足用戶的全年用電需求。太陽能電板的月輸出電量見上面的圖二。

據(jù)保守估計(jì)，1平方米面積的屋頂太陽能電板輸出功率在130瓦以上，7.2千瓦的太陽能電板占屋頂面積不到60平方米?？紤]到德州獨(dú)棟屋的屋頂面積，安裝這個(gè)尺寸的太陽能電板綽綽有余。

計(jì)算出來的電池容量讓人大跌眼鏡：

跟電網(wǎng)說拜拜之后，太陽能發(fā)電和居民用電的不匹配就必須完全由電池來平衡。如上面的圖二所示，相比居民用電明顯的季節(jié)效應(yīng)（夏季四個(gè)月用電量占全年用電量的65%），太陽能發(fā)電的季節(jié)效應(yīng)十分微弱，這意味著需要極大容量的年循環(huán)版電池來進(jìn)行長期的電力電量平衡。這個(gè)結(jié)果也否定了業(yè)界原本很流行的一個(gè)假設(shè)：“太陽能+電池”脫網(wǎng)供電系統(tǒng)的瓶頸在遇到多個(gè)連續(xù)的陰雨天。