早在2015年4月，落基山研究所與包括globalX和HOMER能源等在內(nèi)的合作伙伴就發(fā)布了題為《負(fù)荷脫網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性分析》研究報(bào)告。該報(bào)告調(diào)查了與電網(wǎng)相連的太陽能+電池系統(tǒng)將如何與傳統(tǒng)電力服務(wù)競爭。研究結(jié)果表明，到2030年，持續(xù)下降的系統(tǒng)成本加上電網(wǎng)電力零售價(jià)格的上升，將使得與電網(wǎng)相連的太陽能+電池系統(tǒng)更具經(jīng)濟(jì)性，也將成為許多美國消費(fèi)者的首選。此外，太陽能+電池系統(tǒng)還能為用戶提供其他重要的價(jià)值。例如，在電網(wǎng)斷電時(shí)作為關(guān)鍵負(fù)荷的備用電源，以及通過削減高峰期需求和轉(zhuǎn)移用電時(shí)間來節(jié)約成本等。然而，落基山研究所的研究在當(dāng)時(shí)并未詳述儲能的精確成本。
如今要分解太陽能光伏+儲能系統(tǒng)的安裝成本，落基山研究所和國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室首先分析了包括Lazard和GTM在內(nèi)的各種現(xiàn)存研究的數(shù)據(jù)，以及我們在落基山研究所創(chuàng)新中心項(xiàng)目中積累的經(jīng)驗(yàn)。
為分析2016年第一季度安裝的太陽能光伏+儲能系統(tǒng)各部分成本和系統(tǒng)總成本，我們使用了國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的各部分和系統(tǒng)層面自下而上的成本模型方式來分析獨(dú)立的太陽能光伏系統(tǒng)。我們的方法論包括了計(jì)算安裝住宅系統(tǒng)時(shí)發(fā)生的所有組件成本和項(xiàng)目開發(fā)成本，并模擬了該類系統(tǒng)的現(xiàn)金采購價(jià)格，不考慮投資稅減免（ITC）優(yōu)惠政策。
我們關(guān)注了兩個(gè)主要的應(yīng)用：一個(gè)我們稱之為小型電池，3千瓦/6千瓦時(shí)，另一個(gè)稱為大型電池，5千瓦/20千瓦時(shí)。在各個(gè)案例中，我們測試了兩類變量的敏感性：直流或交流耦合配置，以及改造項(xiàng)目或新裝項(xiàng)目。直流與交流耦合配置的差別決定了電池直接存儲太陽能光伏板所發(fā)電量，還是首先將其轉(zhuǎn)化為交流電，從而同時(shí)允許光伏板和電網(wǎng)進(jìn)行充電。小型電池案例專為消費(fèi)者自用電設(shè)計(jì)，包括削減高峰期需求和轉(zhuǎn)移用電時(shí)間，而大型電池案例則是為了作為大型能源需求的備用電源，滿足停電情況下用電需求。
我們發(fā)現(xiàn)，使用5.6千瓦太陽能光伏板和3千瓦/6千瓦時(shí)鋰離子電池的小型電池案例的基準(zhǔn)價(jià)格大約是單一的與電網(wǎng)相連的5.6千瓦太陽能光伏系統(tǒng)的2倍（詳情請參考圖1）。對新裝太陽能光伏+儲能系統(tǒng)而言，直流系統(tǒng)的價(jià)格（27,703美元）比交流系統(tǒng)的價(jià)格（29,568美元）低1,865美元。交流系統(tǒng)的價(jià)格溢價(jià)主要是由于交流配置所需的額外并網(wǎng)換流器造成的硬件和人工成本。然而，在對比交流與直流系統(tǒng)時(shí)，安裝價(jià)格并不是唯一的考慮因素：交流系統(tǒng)在光伏能源即發(fā)即用的應(yīng)用中效率更高，而直流系統(tǒng)則在光伏能源儲存儲的應(yīng)用中更有效率。
圖1：住宅太陽能光伏+儲能系統(tǒng)，小型電池案例的總安裝成本和價(jià)格構(gòu)成模型（2016年美元現(xiàn)價(jià)）
為了與上圖所示的小型電池系統(tǒng)進(jìn)行對比，我們也分析了用于在電網(wǎng)斷電時(shí)長時(shí)間供應(yīng)備用電量的大型電池系統(tǒng)。大型系統(tǒng)使用了5.6千瓦太陽能光伏組與較大容量的5千瓦/20千瓦時(shí)鋰離子電池（見圖2）。直流配置大型系統(tǒng)的價(jià)格是45,237美元，比直流配置小型系統(tǒng)價(jià)格高了63%。而交流配置大型系統(tǒng)的價(jià)格為47,171美元，比小型系統(tǒng)價(jià)格高60%。雖然，成本更高，但在其它因素相同條件下，大型系統(tǒng)能夠?yàn)橐粋€(gè)家庭供應(yīng)臨界負(fù)荷的時(shí)間大約是小型系統(tǒng)的4倍。
圖2：住宅太陽能光伏+儲能系統(tǒng)，小型電池對比大型電池案例的總安裝成本和價(jià)格構(gòu)成模型，（2016年美元現(xiàn)價(jià)）
價(jià)格構(gòu)成細(xì)分顯示硬件成本僅占小型電池系統(tǒng)總價(jià)格的一半和大型電池系統(tǒng)總價(jià)的大約60%。而其他成本則取決于系統(tǒng)安裝地點(diǎn)：地方性成本和行政批復(fù)、聯(lián)網(wǎng)、計(jì)量等過程以及各地消防標(biāo)準(zhǔn)差別巨大，不但會影響項(xiàng)目成本，還會影響項(xiàng)目時(shí)間安排。對與電網(wǎng)相連的太陽能光伏+儲能項(xiàng)目的財(cái)務(wù)可行性影響最大的變量包括地方電力公司電價(jià)、補(bǔ)貼、輔助服務(wù)定價(jià)等。其中，電網(wǎng)公司電價(jià)結(jié)構(gòu)（例如，是否使用峰值需求電價(jià)，分時(shí)電價(jià)等政策）常常是決定在太陽能光伏系統(tǒng)中添加儲能功能是否具備經(jīng)濟(jì)可行性的關(guān)鍵性因素。
雖然，太陽能光伏+儲能系統(tǒng)成本持續(xù)下降，但行政批復(fù)和管理障礙等相關(guān)軟性成本使它們對于許多住宅用戶而言，仍然相對過高。但是，隨著電力公司和批復(fù)管理機(jī)構(gòu)對住宅儲能系統(tǒng)熟悉度的提高，我們預(yù)計(jì)住宅儲能市場在美國的增長速度將越來越快。
