加利福尼亞州的公用事業(yè)公司在今年秋天為了防止電力線路引起森林火災(zāi)，不得不中斷該州300多萬居民的電力供應(yīng)，長達數(shù)天的停電影響了他們的日常工作和生活。在此之后，該州儲能部署量迅速增長，這是因為許多擁有住宅太陽能發(fā)電設(shè)施的用戶已經(jīng)意識到，當電網(wǎng)電力中斷時，其太陽能發(fā)電設(shè)施無法正常工作。
而市場上有各種各樣的電池儲能系統(tǒng)和電池產(chǎn)品，并沒有一種適用于所有家庭用戶的解決方案。這一選擇很大程度上取決于住宅用戶關(guān)鍵負載所需的電量、住宅用戶計劃使用儲能系統(tǒng)的次數(shù)，以及他們希望儲能系統(tǒng)提供的持續(xù)放電時間。
調(diào)整儲能系統(tǒng)的規(guī)模
如果住宅用戶部署了一個適當規(guī)模的太陽能+儲能系統(tǒng)，可以在白天為負載提供電力并為電池儲能系統(tǒng)充電，在夜晚和電網(wǎng)故障期間使用其存儲的電力。一些用戶可能會擴展其儲能系統(tǒng)的裝機容量，希望電力供應(yīng)能夠持續(xù)3到5天。對于其他人來說，考慮到電池成本以及停電五天的可能性，這可能有些過度配置。此外，還需要確定他們是否愿意為此支付更多的費用。
住宅太陽能+儲能系統(tǒng)開始應(yīng)用的第一步是住宅用戶確定哪些負載需要采用備用電源。這些設(shè)備通常包括電視、冰箱、微波爐、家用空調(diào)、關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備(如CPAP呼吸機)，以及如果電力足夠的話，也需要為路由器和娛樂系統(tǒng)提供電力。
專業(yè)安裝人員需要為住宅用戶確定功率輸出和使用量提供幫助，從而確定其關(guān)鍵負載情況。例如，一只20瓦的燈泡運行4個小時相當于消耗80瓦時的電能，也就是0.08千瓦時或.08 kWh。然后將每臺設(shè)備的用電量累計在一起，就是家庭用戶的負荷總量，用戶希望這些設(shè)備在電網(wǎng)電力中斷時正常運行，可以將這些負載稱之為“備用負載”。
接下來，用戶需要了解現(xiàn)有太陽能發(fā)電設(shè)施的裝機容量。通常，加利福尼亞州的住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行，這意味著其主要目的是節(jié)省電費。因此，必須確保住宅太陽能發(fā)電系統(tǒng)能夠在電網(wǎng)故障時為電池充電，并為備用負載供電。通過查看太陽能發(fā)電設(shè)施逆變器的額定功率，并采用一塊太陽能電池板的輸出功率乘以電池板數(shù)量，可以確定太陽能發(fā)電系統(tǒng)的裝機容量。如果用戶想要添加更多的太陽能電池面板的話，或者更換更大的太陽能逆變器，或者根據(jù)使用情況添加逆變器。
在計算臨界負載時，可能需要將電動汽車考慮在內(nèi)。在停電時，太陽能發(fā)電設(shè)施需要為電動汽車充電，但往往并不足夠。在這種情況下，用戶可能要考慮添加更多太陽能電池面板，或者安裝一個專門給電動汽車充電的DC-DC充電系統(tǒng)。
確定儲能系統(tǒng)規(guī)模的第三步是容納電池的可用物理空間是否足夠。通常情況下，住宅用戶在其地下室、車庫或公用設(shè)施壁櫥中都有一些容納空間。由于某些儲能系統(tǒng)可能占用更多的空間，因此可能影響所選的電池類型。如果沒有足夠的空間容納足電池來滿足他們的用電需求的話，則用戶還必須重新評估其關(guān)鍵負載情況。
電池的選擇
如果儲能系統(tǒng)的規(guī)模確定，下一步就是選擇適合用戶需要的電池。盡管鉛酸電池有著長期使用的歷史，被人們認為是一種“低技術(shù)含量”電池，但這并不意味著它們不是儲能系統(tǒng)可行的電池選擇。鉛酸電池通常堅固耐用且可靠，很少需要維護，并且可以通過新的增強功能來提供更多的好處，提供更長的循環(huán)壽命和更高的能源效率。
但使用鉛酸電池也面臨一些問題，首先鉛酸電池可能很重，需要特定的安裝空間和通風條件。大多數(shù)鉛酸蓄電池在放電后恢復(fù)到完全充電狀態(tài)(100%完全充電)時性能最佳。如果只對它們進行部分充電，并在這種充電狀態(tài)下保持留數(shù)天和數(shù)周的時間，這可能會導致鉛酸蓄電池性能過早退化。含有碳添加劑的鉛酸電池解決了這個問題，可以提供了一種低成本的、可靠的產(chǎn)品，非常適合使用時間較長或充放電次數(shù)較多的應(yīng)用。
對于頻繁停電的充放電次數(shù)多的儲能應(yīng)用，還可以考慮使用鋰離子電池。鋰離子電池重量較輕，因此易于安裝，并且根據(jù)品牌的不同，其空間限制也較小。鋰離子電池適合連續(xù)充放電使用，如果在再次放電之前只是部分充電的話，也不會導致性能退化。
在電網(wǎng)正常運行時，這兩種電池可用于其他用途，例如不經(jīng)常發(fā)生的緊急供電。電池儲能系統(tǒng)可以在電力需求峰值期間使用為負載供電，可以減少用戶的電力成本，并最大程度降低總擁有成本。
了解相關(guān)法規(guī)和標準
在選擇或安裝儲能系統(tǒng)之前，用戶和安裝人員需要了解其所在地區(qū)的各種法規(guī)限制。用戶可以咨詢的組織機構(gòu)包括業(yè)主協(xié)會、城市建筑部門和消防部門。例如，對于在加利福尼亞州部署的儲能系統(tǒng)，鋰離子電池應(yīng)該遵循UL-1973標準，并且儲能系統(tǒng)還應(yīng)符合UL9540標準。而對于鉛酸電池來說，應(yīng)該遵循UL-1989標準。
由于加利福尼亞州的法規(guī)與其他州相比有所不同。例如Outback公司為該州最常見的用例提供了三種選擇，無論住宅用戶需要10.5 kWh、15 kWh還是22 kWh的儲能系統(tǒng)，每個儲能系統(tǒng)都采用該公司提供的逆變器和可以滿足加利福尼亞法規(guī)的鋰離子電池。該公司在2020年3月31日之前為加利福尼亞居民提供特惠價格。
加利福尼亞州的公用事業(yè)部門表示，2019年秋天中斷電力只是該州公民面臨電網(wǎng)變革的開始。由于公用事業(yè)公司希望減少電力設(shè)施引發(fā)的森林火災(zāi)，在未來幾年將會出現(xiàn)更多的停電和限電情況。而這一事實與即將到來的法規(guī)要求，迫使公用事業(yè)公司在峰值需求期間收取更高的電費費率時，電力行業(yè)將會面臨巨大的變化，而儲能廠商在加利福尼亞州部署更多儲能系統(tǒng)的時機已經(jīng)成熟。
